DÉTERMINATION DE LA PERCEPTION DES COULEURS

§ 13. Nous faisons rentrer dans la chromatoptométrie tout ce qui concerne l'exploration de l'œil au point de vue de la perception des couleurs.

Nous appelons couleur l'impression qu'exerce sur notre organe visuel la lumière qui a une longueur d'onde déterminée ou bien la combinaison de lumières de longueurs d'ondes différentes.

Dans le premier cas la couleur est simple, dans le second elle est une couleur de mélange.

Notre œil ne possède cependant qu'imparfaitement la faculté de décomposer une couleur de mélange dans ses différents éléments, et un mélange d'un grand nombre de couleurs nous fait souvent exactement la même impression qu'une couleur pure ou simple.

Un mélange de lumières de toutes les longueurs d'ondes possibles dans des proportions déterminées produit la lumière blanche, le blanc. En effet, nous pouvons considérer toutes les couleurs comme produites par la décomposition de la lumière blanche ou par une combinaison des composantes du blanc dans des proportions différentes.

Pour produire des couleurs, il s'agit donc de décomposer la lumière blanche.

Il y a pour cela beaucoup de méthodes qui toutes peuvent servir à la chromatoptométrie.

I. Spectre solaire. — Le moyen le plus usité pour produire des couleurs simples nous est fourni par le prisme. En effet, il suffit de regarder un objet lumineux quelconque à travers un verre prismatique pour le voir non-seulement déplacé, mais encore coloré. Un point blanc forme une ligne colorée de toutes les couleurs du spectre solaire. Un objet blanc présente des marges montroant toutes les couleurs dont le mélange constitue la couleur propre de l'objet.

IL Spectre d'interférence, — 1. Spectres produits par les réseaux. — En regardant une source lumineuse à travers un grillage de lignes très-rapprochées, par exemple des ligues tracées sur une lame de verre, on voit au milieu la lumière et sur ses deux côtés une série de spectres qui se superposent en partie.

SNELLEN ET LANDOLT. — PERGEPTIOiN DES COULEURS.

2. Les couleurs de lames très-minces. — Tous les corps transparents paraissent vivement colorés quand ils ont la forme d'une lame ou couche excessivement mince, comme, par exemple, les bulles de savon. Des couleurs analogues se produisent quand une goutte d'huile, surtout d'huile éthérée, se répand sur l'eau, quand un morceau de métal rougi se couvre peu à peu d'une couche d'oxyde. On voit de même des couches d'air très-minces produire des couleurs dans les fentes ou fêlures des objets de verre ou de cristal; mais ces couleurs se présentent avec leur plus belle régularité lorsqu'on applique une lentille convexe d'une grande distance focale sur un verre à surface plane; alors l'air contenu entre cette surface et celle de la lentille forme des cercles concentriques colorés auxquels on donne le nom d'anneaux colorés de Nev^^ton.

3. Couleurs des cristaux hi-axiles dans la lumière polarisée. — Des lames minces de gypse, comme on en trouve surtout à Montmartre, placées entre les deux miroirs ou entre les deux prismes de Nicol d'un appareil de polarisation, présentent des couleurs qui dépendent de l'épaisseur des lames et de la position relative des deux polarisateurs de l'appareil.

ni. Décomposition de la lumière blanche par l'absorption d'une partie DE ses couleurs. — C'cst de cette manière que les couleurs se produisent le plus généralement. Prenons une substance transparente colorée, un verre, un liquide, de la gélatine. Cette substance, quelle qu'elle soit, paraît colorée, parce qu'elle décompose la lumière qui la traverse. Elle en absorbe certaines couleurs et en laisse traverser d'autres dont l'ensemble constitue la couleur que nous attribuons à cette substance. Supposons un verre d'un rouge pur et plaçons-le devant une surface blanche : toutes les couleurs qui constituent le blanc de la surface sont absorbées, à la seule exception du rouge qui peut traverser le verre et qui parvient à nos yeux.

Les couleurs des corps non transparents sont produites d'une façon analogue. Une partie de la lumièi^e est absorbée, une autre est réfléchie. Une surface, lorsqu'elle réfléchit d'une manière égale toutes les couleurs, paraît blanche; lorsqu'elle absorbe une certaine quantité égale de chacune des couleurs, elle paraît grise, et cette teinte grise est d'autant plus foncée que le pouvoir d'absorption de la surface est plus grand. Enfin, la surface paraît noire lorsqu'elle ne réfléchit plus la lumière.

Si par contre une surface absorbe seulement les rayons rouges, orangés, jaunes, verts et violets, en réfléchissant les rayons bleus, elle nous apparaîtra bleue ; si elle réfléchit plusieurs couleurs, comme cela arrive généralement, elle présentera la couleur produite par le mélange des couleurs réfléchies.

Tous les procédés de production des couleurs, à la seule exception peutêtre des anneaux de Newton, ont servi et servent encore à déterminer la perception des couleurs. Chacun a ses avantages et ses inconvénients, et il est bon, comme on le verra plus loin, de compléter l'examen fait avec les uns par l'examen fait avec les autres. Nous passerons successivement en

ClIPtOMATOPTOMÉTmE.

revue les différentes niéthodes chromatoptométriques ; mais il sera utile de définir au préalable quelques expressions dont nous ferons constamment usage et d'exposer les conditions dans lesquelles se produit la perception des couleurs.

Nous appellerons couleurs principales ou couleurs simples le rouge , l'orange, le violet, le jaune, le vert, le bleu.

Nous appellerons le ton de la couleur la sensation qui dépend de la longueur d'onde des vibrations de l'éther (couleurs spectrales) ou de la proportion dans laquelle deux couleurs sont mélangées (matières colorantes). C'est ce que Maxwell a appelé « hue» : « One may be more blue or more red than the other, that is, they may differ in hue y) (1).

La nuance, suivant l'expression de M. Aubert, ou la saturation de la couleur (Helmholtz), est le produit du mélange d'une couleur avec du blanc, du gris ou du noir.

L'intensité de la couleur dépend de l'excursion des ondes des couleurs spectrales ou de l'intensité de l'éclairage de la couleur des matières colorantes.

§ 14. L'impression que produit une couleur sur notre rétine dépend de condtions multiples que nous allons considérer successivement et que nous grouperons sous sept chefs.

1. L'adaptation: — Un œil qui a été ébloui ou fatigué, soit par la lumière blanche, soit par une lumière colorée, perçoit les couleurs tout autrement qu'un œil adapté. Lorsque l'œil a fixé longtemps du blanc, toute impression colorée sur l'œil est moins vive; l'intensité apparente d'une couleur est au contraire considérablement augmentée, lorsque l'œil a préalablement fixé la couleur complémentaire de cette couleur. Les couleurs spectrales, même les plus intenses, atteignent de cette façon une vivacité extraordinaire, et cela prouve que nous ne percevons jamais les couleurs avec une intensité absolue.

Voici, suivant Helmholtz, l'explication de ce phénomène : lorsque, par exemple, l'œil a fixé longtemps une surface verte, les éléments nerveux de la rétine destinés à tiansmettre la perception du vert sont fatigués; au contraire, les autres éléments (et surtout ceux du rouge) sont reposés. Si l'œil vient ensuite à fixer du rouge, ces éléments nerveux nous transmettent une impression d'autant plus vive qu'ils sont plus reposés. La lumière blanche fatigue tous les éléments nerveux destinés à la perception des couleurs ; c'est pour cela que toute couleur paraît moins intense à l'œil lorsqu'il a préalablement fixé une surface blanche. Nous verrons à la fin de ce chapitre que la nouvelle théorie des perceptions lumineuse et chromatique de M. Hering explique ce phénomène d'une façon plus satisfaisante.

On ne peut donc obtenir de résultats exacts que lorsque l'œil est resté un certain temps dans l'obscurité : en d'autres termes, lorsque tous les éléments nerveux de l'œil sont également reposés.

(1) Transactions of the R. Society of Edimburrjh, XXI, 1837, p. 279.

oti SNELLEN ET LANDOLT. — PERCEPTION DES COULEURS.

Lorsque le regard fixe une surface colorée d'une manière continue, la couleur finit par disparaître en s'obscurcissant graduellement, de la périphérie vers le centre. Il est donc nécessaire de ne pas trop prolonger les expériences chromatoptiques, mais de les interrompre de temps en temps, afin de laisser à l'œil le temps de se reposer.

Nous avons fait les expériences suivantes sur l'influence de l'adaptation sur la perception lumineuse. On avait fixé à la paroi d'une chambre obscure un grand nombre de carrés colorés de 2 millimètres sur un fond de velours noir. Je ne les avais pas vus d'avance et eu connaissais pas leur disposition.

En entrant d'une pièce éclairée dans cette chambre obscure, je ne distingue aucun des carrés. Après plusieurs minutes d'adaptation , quelques-uns d'entre eux m'apparaissent comme des taches claires qui luisent presque quand leur lumière tombe sur des parties de la rétine voisines de la fosse centrale (quand l'œil fixe à côté d'eux), ce sont les carrés jaunes et verts, mais je n'en distingue pas encore la couleur. Peu à peu seulement je distingue les jaunes et api'ès les verts commencent à obtenir une lueur verdâtre. Leur lumière n'est pas plus vive quand l'œil fixe à côté, mais bien leur clarté. Après quelques minutes, un certain nombre des carrés paraissent foncés, indistincts, ensuite brun foncé, enfin rouges. Ils sont rouges foncés. Plus tard, seulement je distingue le bleu et en dernier lieu le violet qui n'est pas très-vif. (Aubert, Optique physiologique, p. 535.)

J'ai remarqué de plus que le bleu est plus facilement distingué avec les parties avoisinantes de la fosse centrale, c'est-à-dire lorsque l'œil fixe à côté de l'objet bleu, que lorsqu'il le fixe directement. Ce même phénomène a été constaté plus tard également par M. Chodin.

^. La saturation de la couleur. — Plus une couleur est saturée, mieux on la distingue. Ainsi, on arrive à éteindre complètement l'impression colorée de toute couleur en diminuant sa saturation, c'est-à-dire en la mélangeant d'une certaine quantité de blanc. Aubert (1), en opérant avec des papiers colorés qu'il mélangeait sur le disque de Maxwell avec du blanc, a constaté que la limite de la sensibilité pour une couleur est atteinte quand celle-ci est mélangée avec 120 à 180 parties de blanc. Dans nos propres expériences, nous avons été obligés d'employer une quantité de couleur plus grande que M. Aubert pour la distinguer dans un mélange avec du blanc.

3. L'intensité de la couleur. — Pour déterminer l'influence qu'exerce ^intensité d'une couleur sur la perceptibilité, on mélange la couleur avec du noir. C'est, encore M. Aubert qui a fait les premières expériences relatives à ce sujet. Il trotive que 1 degré de couleur sur 359 degrés de noir est plus que suffisant pour donner au mélange un ton coloré (2).

Suivant M. Aubert, l'orange est la couleur qui reste perceptible avec l'addition de la plus grande quantité de noir ; ensuite vient le rouge et enfin le bleu. Pour nous, c'est le vert clair qui reste le plus longtemps perceptible.

Il est à remarquer qu'on peut ajouter à toutes les couleurs beaucoup plus de noir que de blanc avant qu'elles ne cessent de pouvoir être distinguées.

4. L'éclairage. — L'intensité de l'éclairage aussi bien que sa coloration

(1) Aubert, Physiologie der Netzhaut, p. 138.

(2) Aubert, toc. cit., p. 146.

CHROMATOPTOMÉTRIE.

ont une très-grande influence sur la perception des couleurs, et celte influence est loin d'être la même pour les difl'érentes couleurs.

En efl'et, nous pouvons observer tous les jours que le soir les couleurs diminuent d'intensité lorsque l'éclairage diminue lui-même, et qu'elles finissent même par disparaîîre complètement, dès que l'obscurité a atteint un certain degré.

Les premières expériences qui aient été faites à ce sujet semblent avoir été publiées par Purkinje (l);plus tard elles ont été répétées par Grailich (2), par Aubert (3), Dove (4), Hochecker (5), Chodin (6), et par nousmêmes (7).

M. Aubert a fait ses expériences dans une pièce obscure, éclairée seulement par une ouverture carrée pratiquée dans le volet et à l'aide de papiers vivement colorés. Il trouve que le rouge devient d'abord brun foncé, l'orange rouge foncé très-pur, le jaune rose ou gris avec une teinte orangée ; le vert et le bleu clair ne se distinguent plus l'un de l'autre; l'outremer paraît gris bleuâtre sur fond noir, bleu très-foncé sur fond blanc; enfin, quand la source lumineuse du diaphragme n'a que 1 centimètre carré et que les papiers colorés apparaissent sous un angle visuel d'environ 35 minutes, ils ont tous perdu leur ton coloré et font l'impression du gris dont la clarté diifère pour chaque couleur, et cela dans l'ordre suivant, sur fond noir : le gris le plus clair est celui qui provient du jaune, puis vient le rose, le vert et le bleu clair, le bleu et enfin le vert foncé, le rouge et l'orange qui apparaissent tous noirs. Sur fond noir, le gris le plus clair est celui provenant du blanc, puis vient le jaune et le rose, le vert et le bleu clair, l'orangé et le vert foncé, enfin le rouge, qui paraît le plus foncé.

L'ordre dans lequel on distingue les différentes couleurs quand l'éclairage augmente est le suivant (8) :

Sur fond blanc :

1° Orangé;

Jaune ; 3° Rouge;

4° Bleu clair, gris et brun ;

5° Vert;

6° Bleu;

7« Vert foncé.

(1) Beïtraege, t. II, p. 109. ,

(2) Comptes rendus de VAcad. de Vienne, 1854, vol. LU, p. 252.

(3) Physiologie der Netzhaut, p. 125.

(4) Berl Monatsber., 1852, 69-78. Pogg. Ann., t. LXXXV, pp. 397-408.

(5) Arch. f. Ophth., 1873, t. XIX, v, p. 32.

(G) Abhiingigheit der Farbenempfindiuuj von d. Liclitstdrke, iii Pregers phgsiolog. Abhandl.J, 1, iSll.

il) Aubert, Optique phgsioL, pp. 535 et 536, (8) Aubert, ibid,, p. 533.

Sur fond noir :

1° Orangé; 2° Jaune; 3° Rouge;

4'' Vert et bleu clair ;

Bleu; 6° Gris et brun ;

7° Vert foncé. (Aubert.)

Le ton et la saturation de la couleur ont évidemment une grande influence sur l'impression qu'elle produit à un éclairage faible. Ainsi un rouge clair tirant sur l'orangé est vu avant le rouge foncé et avant le bleu.

Le docteur Ghodin a étudié l'influence de l'éclairage sur la perception des couleurs, soit en diminuant l'intensité de cet éclairage à l'aide de verres fumés, soit en atténuant l'éclairage général dans l'espace où il expérimentait.

Le pouvoir absorbant de la lumière des verres fumés avait été déterminé, dans ces expériences, à l'aide de l'acuité visuelle. Il expérimentait avec des carrés de papier coloré de 2 centimètres qu'il plaçait successivement sur un fond noir et sur un fond gris. L'intervalle de deux carrés colorés était de 2 centimètres. Remarquons cependant que cette distance , adoptée par M. Ghodin, nous paraît trop petite pour empêcher que les couleurs n'influent les unes sur les autres.

Voici, en résumé, les résultats de ces expériences. Nous donnons le minimum d'éclairage nécessaire pour distinguer la couleur dans son véritable ton et nous désignons par V l'acuité visuelle correspondant au nombre de verres fumés employés.

^nv fond Moir :

COULEUR