La vision des couleurs | tpe-visionducheval

Vision des couleurs spécifiques au cheval

La vision des couleurs :

La vision des couleurs chez le cheval est ce qui nous a, dans un premier temps, attirées à choisir ce sens ... En effet, voir comment le cheval perçoit le monde et ses couleurs était selon nous, quelque chose de très intéressant.

Nous allons dans un premier temps, expliquer comment fonctionne la vision des couleurs EN GENERAL. Puis, montrer les différences de cette vision chez le CHEVAL.

I - La vision des couleurs, comment ça marche ?

La lumière (blanche) est une onde électromagnétique puisqu'elle est constituée d'ondes (ou radiations) électromagnétiques auxquelles l'oeil humain est sensible. Une onde électromagnétique peut être caractérisée par sa longueure d'onde dans le vide. La lumière est composée de toutes les couleurs de l'arc en ciel. En effet, le spectre continu de la lumière "blanche" révèle qu'elle est constituée d'une infinité de radiations visibles colorées de longueurs d'ondes dans le vide comprises entre 400 nm (violet) et 800 nm (rouge). A chaque petit intervalle de radiations, on peut ainsi associer une sensation colorée dite couleur spectrale.

Une lumière constituée de radiactions de même longueur d'onde (ou de longueurs d'ondes très proches) est dite monochromatique. Le spectre d'une source monochromatique contient une seule raie : sa lumière n'est pas décomposée et cette source émet une seule radiation. Au contraire, le spectre d'une source polychromatique contient plusieurs raies (une infinité dans certains cas) : sa lumière est décomposée et elle émet plusieurs radiations. L'analyse de la lumière, à l'aide d'un réseau ou d'un prisme permet d'obtenir le spectre de cette lumière.

Voici le spectre de la lumière blanche :

La rétine possède deux types de récepteurs : les bâtonnets, qui sont sensibles aux lumières de faibles intensités et les cônes (présents en majorité sur la zone appélée fovéa), sensibles aux couleurs rouge, bleue et verte.

Les couleurs perçues ne se limitent pas aux couleurs spectrales, elles sont bien plus nombreuses (par exemple le marron, le magenta, les pourpres ...). Le cerveau peut détecter une multitude de couleurs à partir des informations données par trois types de cellules sur la rétine, appelées les cônes (cônes "bleus", "verts" et "rouges"). C'est un système trichromatique de détection des couleurs. Lorsque ces trois cônes sont sollicités avec la même intensité lumineuse, le cerveau interprète cela comme une couleur (perçue) blanche.

Les objets et toutes les autres choses qui nous entourent, absorbent ou renvoient les rayons lumineux qu'il reçoivent. Nos yeux captent ces rayons lumineux qui sont renvoyés. Par conséquent, nous ne voyons que les couleurs qui sont réfléchies par ce que nous regardons. Quand nous voyons un objet vert, cela signifie qu'il absorbe toutes les autres couleurs et ne renvoie que la couleur verte. Quand il est blanc, il renvoie la totalité des couleurs et quand il est noir, cela signifie qu'il absorbe la totalité des couleurs. Mais un objet n'a pas de couleur en lui-même. La couleur d'un objet dépend: de la lumière qu'il reçoit, de son comportement vis-à-vis de la lumière (absorption ou transmission de tout ou d'une partie de la lumière reçue, ou encore diffusion de la lumière) et de ce que l'oeil perçoit.

Deux types de synthèses existent pour permettre de voir et de reproduire toutes les couleurs du spectre de le lumière de la lumière blanche : la synthèse additive et la synthèse soustractive.

Si sur un écran blanc on envoie un faisceau de lumière rouge, l'écran paraîtra rouge. En effet, l'écran renverra de la lumière rouge dans toutes les directions : c'est le phénomène de diffusion de la lumière. Dans ce cas des yeux placés à différents endroits détecteront du rouge.

Si une même surface de l'écran reçoit deus types de lumières, comme le rouge et le vert par exemple, il renverra ces deux couleurs et notre œil les recevra en même temps. Il y aura donc addition de ces deux couleurs et nous aurons la sensation de voir du jaune : c'est ce que l'on appelle la synthèse additive des couleurs. Mais celle-ci est possible grâce aux cônes sensibles aux couleurx srouge, bleue et verte. La synthèse additive découle de la trichromie humaine. Elle consiste à additionner, en les superposant, trois lumières colorées appelées couleurs primaires, afin de reconstituer la quasi totalité des couleurs visibles. Les couleurs primaires sont bien sur le rouge, le bleu et le vert.

La couleur d'un écran plat (comme sur les ordinateurs, les télévision ou encore les téléphone portables) est du aux pixels (ou point d'image) qui est formé de trois luminophores très proches les uns des autres pour que l'oeil ne les séparent pas. Ces trois luminophores diffusent des lumières rouge, verte et bleue, d'intensités variables. L'oeil (plus particulièrement le cerveau) va alors réaliser la synthèse additive des lumières perçues, c'est grâce à ceci que nous voyons les couleurs sur les écrans.

Pour vous aider à mieux comprendre la synthèse additive des couleurs :

Les trois couleurs primaires (bleue, verte et rouge) suffisent pour que le cerveau voit la lumière blanche. Ces lumières sont nécessaires pour réaliser une synthèse additive, car grâce à leur superposition et en faisant varier leur intensité on peut obtenir toutes les autres couleurs sauf le noir.

Le même raisonnement montre que par superposition de trois filtres : jaune, cyan et magenta on peut arrêter des couleurs.

L'utilisation d'un filtre supprime ou soustrait certaines couleurs par absorption de lumières : on parle alors de la synthèse soustractive des couleurs. Les filtres et les objets opaques réalisent une synthèse soustractive lorsqu'on retire à la lumière reçue les lumières colorées absorbées. Grâce à cette méthode on peut retrouver toutes les couleurs sauf le blanc. La synthèse soustractive consiste donc à soustraire, à une lumière incidente, trois lumières colorées appelées également couleurs primaires. Ces couleurs ditent primaires sont cette fois le jaune, le cyan et le magenta. Si la lumière incidente est blanche, on peut alors reconstituer la quasi-totalité des couleurs visibles.

On modélise la lumière blanche par ses trois composantes (rouge, verte et bleue) de la synthèse additive. Le filtre coloré magenta doit son nom au fait qu'il absorbe (ou soustrait) le vert et transmet le rouge et le bleu, soit une couleur perçue magenta : c'est le rôle d'un flitre.

L'imprimante utilise la synthèse soustractive lorsque vous imprimez quelque chose. A patir des trois couleurs jaune, cyan et magenta et avec des intensités variables, on reproduit toutes les couleurs. Mais on peut également la réaliser à l'aide de la peinture, car par leur mélange dans des proportions convenables, on peut obtenir toutes les couleurs sauf le blanc. Cette méthode est aussi présente dans le cinéma ou la photographie argentine.

Ce shéma vous aidera à mieux comprendre la synthèse soustractive:

Comme dit au-dessus, au fond de l’œil de nombreux photorécepteurs permettent de capter la lumière. Ils transforment cette information en un signal électrique qui est ensuite décodé par le cerveau pour donner la couleur vue par l'observateur. La rétine est tapissée d’une mosaïque de photorécepteurs : les cônes et les bâtonnets. Les bâtonnets sont 25 à 100 fois plus sensibles à la lumière que les cônes. Ils nous permettent de voir dans la pénombre, mais pas de distinguer les couleurs : d’où le dicton "la nuit, tous les chats sont gris !". Les cônes, moins nombreux et moins sensibles à la lumière, interviennent dans la vision des couleurs et la netteté. Il existe trois types de cônes qui diffèrent par la radiation qu’ils détectent : de courtes, de moyennes ou de grandes longueurs d’onde.

Au nombre de 6 millons à se loger dans la fovéa. Leur sensibilité à la lumière est très faible mais leur perception des détails est très grande pour deux raisons : il y a une densité très élevé de cônes dans la fovéa et surtout chaque cône de la fovéa transmet son information à plusieurs fibres du nerf optique : la vision est donc de jour. Les cônes jouent un rôle fondamental dans la perception des couleurs. Le nom "cône" leur est attribué car ces cellules en ont la forme. Un cône est constitué de deux parties distinctes : un segment externe et un segment interne, ces deux parties étant reliées par un cil connecteur. Le segment interne contient le noyau et les organites (mitochondrie ...) indispensables au fonctionnement de toute cellule. Dans la partie la plus distale, son pied, de taille relativement grande, le segment interne possède divers types de synapses : des synapses électriques, où le transfert du message nerveux est comparable à une simple conduction électrique et assurent des relations entre photorécepteurs voisins (cônes et bâtonnets). Puis, des synapses chimiques qui permettent la transmission du messgae nerveux à l'aide d'un neuromédiare, il s'agit dans ce cas présent d'un acide aminé appelé le glutamate. L'autre partie du photorécepteur, le segment externe, est formé de l'empilement de plusieurs centaines de lamelles elles-mêmes correspondantes à des repliements de la memebrane plasmique qui enveloppe le photorécepteur. C'est au niveau de cette partie du cône que se produit l'interaction avec la lumière, les molécules impliquées sont les iodopsines et sont présentes dans la membrane des lamellles.

Voici quelques dessins qui vous aideront à mieux visualiser un cône :

Quand ils sont excités par de la lumière les cônes émettent un signal électrique. Ce signal transite par deux types de cellules nerveuses : les cellules bipolaires et les cellules ganglionnaires. Par le nerf optique, l’information remonte de l’œil à la région du cerveau spécialisée dans le traitement de la couleur : le cortex. Le signal peut aussi transiter entre les cônes et les cellules bipolaires par les cellules horizontales. Elles sont indispensables pour la vision des contrastes et des changements de couleurs. Le message reçu par le cerveau est analysé et interprété, il permet de distingué la clarté, la saturation et la teinte de la couleur . La clarté correspond à la luminosité relative de l’objet observé. La saturation mesure la part de coloration de l’objet, c’est ce qui nous permet de différencier un pastel d’une couleur vive. La tonalité nous renseigne sur la teinte de la couleur, il en exite quatre élémentaires : le rouge, le vert, le bleu et le jaune. Chacune de ces teintes correspond à une région du spectre de la lumière. Ces 3 paramètres de la couleur nous permettent de différencier par exemple un vieux rose d’un fushia éclatant.

Graphique des ondes électromagnétiques des trois cônes différents:

On compte environ 130 millions de bâtonnets dans la rétine. Ils ont une forme aplatie et sont sensibles à la lumière. C'est le type de photorécepteur qui est activé la nuit. Ils ne sont pas impliqués dans la perception des couleurs mais sont par contre, très sensibles à l'intensité des radiations lumineuses et permettent tant une vision nocturne que crépusculaire. Les bâtonnets reconnaissent donc les différents niveaux de clarté et les impressions de mouvements vagues. Ils peuvent ainsi réagire à des intensités lumineuses très basses. De forme allongée, ils doivent leur nom à leur forme. Ils sont absents de la fovéa et se logent à la périphérie. Ils ont une très grande sensibilité à la lumière, d'où leur capacité à percevoir de très faibles lueurs la nuit : vision de nuit. Ainsi ils ont une très faible perception des détails et des couleurs car plusieurs dizaines de bâtonnets ne sont liés qu'à une seule fibre du nerf optique. Ils contiennent une substance chimique appelée la rhodopsine ou le pourpre rétinien. Quand la lumière frappe une molécule de rhodopsine, celle-ci génère un faible courant électrique. Les signaux ainsi recueillis forment un message qui est transmis aux cellules nerveuses de la rétine.

Dessin d'un bâtonnet qu'on trouve sur la rétine: