Vision de la couleur : comment perçoit-on les couleurs ?

01 janvier, 2020
La vision de la couleur est un aspect important de l'être humain. Faire la différence entre plusieurs couleurs est, sans aucun doute, un fonctionnement adaptatif. Alors, pourquoi et comment percevons-nous les couleurs ?
 

La vision de la couleur est un sujet aussi intéressant que complexe. Nombreux d’entre nous se demandent si nous percevons vraiment tous la couleur de la même manière. Qui n’a jamais posé à un ami une question comme : et si ce qui est rouge pour toi était bleu pour moi ?

Le système visuel perçoit les couleurs achromatiques (blanc, noir et gris) et les couleurs chromatiques. Lorsque l’on parle de la couleur, on fait référence aux couleurs chromatiques, et le terme correct est nuance. Cependant, le concept le plus étendu et le plus connu est celui de la couleur.

La question fondamentale que beaucoup de gens se sont posés à de nombreuses occasions est la suivante : qu’est-ce qui détermine la couleur que nous percevons d’un stimulus visuel ? Ou autrement dit, pourquoi voyons-vous les couleurs et comment les voyons-nous ? Différentes théories ont abordé la question de la perception de la couleur au fil de l’histoire. Dans cet article, nous allons vous présenter les plus importantes.

Vision de la couleur : composantes et processus opposé

En 1802, Thomas Young a proposé une des premières théories sur la vision de la couleur : la théorie des composantes. Ou théorie trichromatique. Puis, en 1852, elle a été polie par Hermann von Helmholtz. Selon cette théorie, il existe 3 types différents de récepteurs de la couleur (cônes) et chacun d’entre eux présente une sensibilité spectrale différente. De plus, la couleur d’un stimulus serait codifiée par la quantité et la proportion d’activité de ces récepteurs.

 

D’un autre côté, en 1878, Ewald Hering a proposé la théorie du processus opposé. Il a ainsi émis l’hypothèse de l’existence de 2 types de cellules dans le système visuel. Un pour codifier la couleur et un autre davantage destiné à codifier la luminosité. Selon lui, chaque type de cellule codifiait la perception de 2 couleurs complémentaires (paires de couleurs qui produisent du blanc ou du gris lorsqu’on les mélange dans les mêmes proportions).

Les théories de la vision des couleurs

Mais, sur quoi Hering basait-il sa théorie ? Il a observé que les couleurs complémentaires sont toutes uniques. Comme le disait l’auteur, « il n’y a pas de jaune bleuté ou de vert aux teintes de rouge ». Un autre argument qui a participé à la construction de sa théorie a été que la post-image que produit le fait de regarder fixement la couleur rouge est verte, et vice versa. De même que la post-image que produit le fait de regarder la couleur jaune est bleue, et inversement.

Ainsi, pendant de nombreuses années, les chercheurs penchaient plutôt vers l’une ou l’autre théorie, mais avec le temps, il a été prouvé que les deux mécanismes de codification coexistent dans le système visuel. Approfondissons sur ce sujet.

 

Preuves des deux théories dans le cadre de la vision des couleurs

Ce n’est pas avant le début des années 1870 qu’a été confirmée la théorie de Young. Grâce à la microspectrophotométrie (technique permettant de mesurer le spectre d’absorption du photopigment que contient un cône), on a pu observer l’existence de 3 types de cônes dans la rétine chez les êtres vivants dotés d’une bonne vision de la couleur.

Dans le même temps, les chercheurs ont découvert que chacun de ces cônes contenant un photopigment différent, avec son spectre d’absorption particulier. Ainsi, certains cônes sont plus sensibles aux longitudes à onde large, d’autres aux ondes moyennes, et d’autres encore aux ondes courtes.

Quant à la théorie de Hering, Chatterjee et Callaway (2003) ont prouvé le processus opposé de la couleur à tous les niveaux du système rétino-géniculo-strié. Grâce à eux, on a pu découvrir qu’à chaque niveau, il existe des cellules qui répondent à une direction face à une couleur et dans la direction opposée face à sa couleur complémentaire.

La constance de la couleur et la théorie Retinex

Les théories précédentes manquaient d’une explication sur un aspect fondamental dans la perception de la couleur : la constance de la couleur. Ce concept fait référence au fait que la couleur que l’on perçoit d’un objet n’est pas simplement une fonction des longitudes d’onde qui se reflète.

Par exemple, lorsque l’on voit notre salon au lever du jour, la lumière n’est pas la même qu’à midi. Les longitudes d’onde changent, mais nous percevons la même couleur. Le mur de notre chambre peut nous sembler plus ou moins obscur selon la lumière. Or, nous savons qu’il est toujours de la même couleur.

 

Ainsi, la constance de la couleur est « la tendance d’un objet à demeurer de la même couleur malgré les grands changements de longitude d’onde de lumière qui se reflète (Pinel, 2012) ». De fait, cela apporte une fonction adaptative à notre capacité à distinguer certains objets d’autres. Puisque s’il en était autrement, la couleur changerait au même rythme que la luminosité.

Théorie Retinex

La théorie Retinex de Land (1977) soutient que « la couleur d’un objet est déterminée par sa réflectance (la proportion de lumière de différentes longitudes d’onde que reflète une superficie) ».

Hurlbert et Wolf (2004), en suivant cette théorie, affirment que « le système visuel calcule la réflectance des superficies. Ainsi, il perçoit les couleurs en comparant la lumière que reflètent les superficies adjacentes -proches- sur, au moins, trois bandes de longitudes d’onde différentes (courte, moyenne et large) ».

« Je sens qu’il y ades choses de couleur qui surgissent en moi pendant que je peins, que je ne possédais pas auparavant, des choses larges et intenses. »

– Vincent Van Gogh –

En d’autres termes, le système visuel est capable de calculer les longitudes d’ondes que reflète une superficie. Et de continuer à percevoir la couleur, malgré les changements dans l’illumination. Peu importe si un objet reçoit plus ou moins de lumière, sa couleur ne changera pas pour nous.

Pour Shapely et Hawken (2002), la théorie de Land est importante. En effet, elle suppose l’existence d’un type de neurones corticaux qui sont impliqués dans la vision chromatique. Autrement dit, dans la vision de la couleur.

 
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La science poursuit son chemin dans la recherche sur la vision de la couleur

Comme nous venons de le voir, malgré les grands progrès scientifiques opérés quant au fonctionnement cérébral, il reste encore un long chemin à parcourir et de nombreuses découvertes à faire. La vision de la couleur est un sujet qui reste d’actualité dans les recherches. Peu à peu, de nouvelles découvertes sont faites. Les théories évoluent et cela implique que certaines peuvent être écartées, d’autres complétées, et d’autres encore, complètement nouvelles.