Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)


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Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede Volatil » 19 Mai 2020 16:48

Bonjour,

Aujourd'hui, je me suis posé une question quant à la rigueur pour déterminer une couleur lorsque la palette au sein d'une "même couleur" est large et a un intérêt pour la science.

La couleur est un paramètre hautement dépendant de l'observateur (de son œil et de notre subjective "sémantique" des couleurs), mais également lors d'une capture d'image, c'est à dire ici, des variables tout à la fois interdépendantes du calibrage de l'appareil d'acquisition (appareil photo, caméra etc.) que du calibrage de l'appareil ou de l'objet qui restitue l'image capturée (écran, papier...)

En bref, entre ce que j'ai vu, ce que j'ai cru voir en fonction de ce que mon œil discrimine et ce que je vois une fois que j'ai photographié...tout un éventail qui n'a plus rien de rigoureux d'un point de vue scientifique...

Alors ma question est la suivante, connaîtriez-vous les protocoles et outils qui sont utilisés en laboratoire pour déterminer les longueurs d'onde liés aux couleurs ; chez les végétaux par exemple ?

Merci d'avance,
A bientôt.
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede JMP76 » 19 Mai 2020 17:46

Bonjour,

Définir les couleurs... cela va être difficile!
Déjà les couleurs estimées par la vision sont assez sujettes à discussion: cela dépend de chaque personne, de la scène, de l'historique, de l'éclairage, du référentiel, ...
En tant que photographe/scientifique j'utiliserai la notion de codage des photos (raw ou jpg, c'est pareil). La simple utilisation de Irfanview permet de définir une couleur. (avec ses défauts de prise de vues) mais l'approximation est déjà bonne (ne pas oublier qu'on est dans un espace gamma 0.45)
Si on désire une définition plus robuste, il faudra étalonner toute la série de traitement couleur: capteur, balance des blancs, OS (avec ses défauts), carte graphique et écran, et t° de couleur de l'ambiance où se trouve l'écran.
L'étape la plus précise est de faire des spectres (mais après étalonnage des capteurs, codage ...) mais cela va vite se compliquer car l'analyse d'un pixel va demander de la lumière, du temps, et fera apparaitre du bruit...

L'important est de limiter son besoin au stricte minimum pour mettre au point une solution pertinente.

Cordialement
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede Volatil » 19 Mai 2020 18:21

Bonjour JMP,

Merci pour ta réponse et de faire évoluer mon intervention.

Je pensais davantage à une méthode matérielle qu'à l'usage logiciel stricte. Peut-être à partir d'un microscope à fluorescence ou avec une caméra haute sensibilité dans le spectre étudié ?

Ce n'est pas dans un intérêt de mise en pratique, quoi que la curiosité pousse à l'audace, mais plutôt dans une démarche intellectuelle, celle de comprendre comment cela pourrait s'envisager ou s'envisage déjà lorsque l'on détermine, par exemple, les pigments d'une fleur, non pas d'une manière biochimique mais à partir de la longueur d'onde émise par la couleur de cette fleur. J'espère mes phrases pas trop byzantines.

A ce titre, j'utilise déjà une sonde pour étalonner mon écran et une mire pour mon appareil photo. La sonde recalibre également l'écran en fonction de la luminosité ambiante. C'est assez précis pour l’œil et si, pour exemple, on veut une restitution fidèle vers une impression (seulement si l'imprimante est également calibré avec le même profil ICC que l'écran) mais ça n'a rien de suffisamment rigoureux à mon sens du point de vue du biologiste, il y a tout un tas de biais de mesure liés aux nombreux outils mis en jeu - et de leurs limitations (précision). Mêmes si ces biais sont inévitables, ils doivent pouvoir se réduire en une somme de paramètres contrôlables. Il y a nécessairement des protocoles en place pour ce genre de chose ? C'est en tout cas ce que je recherche.

Peut-être je vais reformuler la question de départ pour que cela soit plus précis: Comment un biologiste (non un graphiste/photographe) détermine la longueur d'onde d'une couleur ?

Je vais également poursuivre des recherches de mon côté.
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede Bernard-J » 19 Mai 2020 21:19

Bonsoir Volatil,
C'est une question passionnante mais très difficile à aborder à cause de ses différents aspects. Tu as déjà relevé une différence avec Jean-Marie entre les couleurs "digitales* pour graphistes et photographes et les couleurs vues d'un point de vue biologique, disons physiologique.

En ce qui concerne les mesures, il faut distinguer les colorimètres, qui vont mesurer les couleurs réfléchies (couleur d'un tissu par ex avec les appareils Datacolor) des spectrophotomètres qui mesurent les longueurs d'ondes transmises.
Cherche colorimétrie vs spectrophotométrie sur gogol.

Un problème est que la couleur perçue peut être produite par une longueur pure,..par ex. le 540 nm pour le vert,.. mais aussi par un mélange. L'exemple classique est le magenta. Aucune longueur d'onde "pure" ne correspond à cette couleur.

J'avais écrit un article qui pourrait donner quelques indices sur le sujet - et la raison pour laquelle une longueur d'onde unique (ou une bande continue) ne peut pas correspondre au magenta.
viewtopic.php?p=101404#p101404

La discussion pourrait s'étendre sur de nombreux chemins différents et passionnants...
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede Pascal03 » 19 Mai 2020 23:39

Le mieux je pense est d'utiliser un nuancier universel.
Il y avait le code universel des couleurs, de Seguy (1931). mais il est devenu trop rare pour être encore utile. dans ce sujet, quelqu'un demandait si il était téléchargeable. mais c'est une fausse bonne idée, car selon le moniteur et/ou l'imprimante, il serait faussé.

Actuellement, ce sont les nuanciers RAL qui sont le plus utilisés. L'avantage est que - au delà des perceptions et des cultures - un code RAL est identique à Paris, à Los Angeles ou à Singapour. Et les nuanciers RAL sont suffisamment universels pour que chacun puisse s'y référer.
Il y a aussi le système Pantone. il doit surement en exister d'autres.

Pascal
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Zeiss Luminar 16, 25, 40 et 63mm - JML20x - Bausch & Lomb 50x - Nikon ELWD plan 5x, 10x, 40x et 60x - EL-Nikkor 80 et 105mm
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede Bernard-J » 19 Mai 2020 23:48

Salut Pascal,
C'est justement le problème soulevé. Les nuanciers sont faits pour les graphistes, l'imprimerie, etc...
Ils ne se rapportent pas aux longueurs d'ondes, qui était la question de Volatil.

Concernant l'espace colorimétrique et la représentation numérique des couleurs:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_de_couleur
et des infos plus pratiques sur la colorimétrie:
http://www.formation-colorimetrie.fr/
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede Pascal03 » 20 Mai 2020 07:51

J'ai du mal à comprendre l’intérêt de vouloir définir une couleur par sa longueur d'onde. C'est un peu comme vouloir définir un son par sa fréquence. Or les LA à 440Hz de la tonalité du téléphone, du diapason, du hautbois, du basson ou du piano sont très différents.
(ceci pour faire un parallèle avec le magenta que tu as évoqué ci-dessus).

La qualité de l'éclairage utilisé en photo va induire des dérives de colorimétrie parfois très fortes. Pour moi le seul moyen de s'y retrouver à postériori est de faire référence à un nuancier.

Un exemple de cet "effet ageratum" numérique : une bastnaesite-(Ce) de la carrière de talc de Trimouns, Luzenac, Ariège
Le cristal isolé est posé sur une charte gris-neutre à 18%

Eclairage tungstène
4587(I) Bastnaesite - L=7,6mm - Luminar 63mm(4) - 33cm - diff - CZP - D[12,4,710]-I(10)-LPF(100,0).jpg
Exif et Meta MicroCartouche 4587(I) Bastnaesite - L=7,6mm - Luminar 63mm(4) - 33cm - diff - CZP - D[12,4,710]-I(10)-LPF(100,0).jpg (37.34 Kio) Vu 975 fois


Eclairage LED
4587(L) Bastnaesite - L=7,6mm - Luminar 63mm(4) - 33cm - diff - CZP - D[12,4,710]-I(10)-LPF(100,0).jpg
Exif et Meta MicroCartouche 4587(L) Bastnaesite - L=7,6mm - Luminar 63mm(4) - 33cm - diff - CZP - D[12,4,710]-I(10)-LPF(100,0).jpg (34.94 Kio) Vu 976 fois


Je ne vois pas bien comment le fait d'indiquer une longueur d'onde pourrait aider à retrouver la vraie couleur, car la dérive générée à la prise de vue est bien supérieure à celle induite par la réponse des différents écrans et imprimantes. c'est "couper les pixels en 4", se référer à un nuancier est infiniment plus rapide et plus simple.
Le problème n'est pas neuf. la reproduction d’œuvres d'art utilise des chartes étalonnées placées à coté des tableaux afin d'ajuster la colorimétrie (les photos sont ensuite recadrées une fois les ajustements effectués).

Pour ce qui est d'un "protocole de laboratoire", par exemple la thèse de doctorat de Claude Guillemin (1952) sur le gite de Cap-Garonne se référait au code universel des couleurs de Séguy. Je ne crois pas qu'une méthode plus "moderne" à base de mesures spectrales soit plus adaptée et plus simple à mettre en œuvre.

Pascal
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede FLO 03 » 20 Mai 2020 09:10

bonjour
j’avoue ne pas comprendre la questione, ne suffirai t'il pas un éclairage blanc neutre saturée et utilisée un appareille sensible au longer d'onde de 500 a 550 nm :?: :?: :?:
cordialement
Microscope : Leitz Wetzlar SM-LUX
Binoculaire ''trinoculair'' 10x ; obj : phaco 2.5x, 10x, 25x, 40x, NPL oel100x ; condenseur a contraste de phase ; éclairage à incandescence.
Stéréo microscope :
Binoculaire 20x ; grossissement 0.7x à 4.5x (14x à 90x) éclairage en transmission allogène, éclairage stéréoscopique LED.
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede JMP76 » 20 Mai 2020 11:39

Bonjour,
Qqs réflexions concernant les messages lus:
seulement si l'imprimante est également calibré avec le même profil ICC que l'écran
Normalement l'imprimante doit avoir sa propre calibration. Puisque la calibration sert à corriger les dérives de la reconstitution des couleurs. On doit donc avoir calibration pour la caméra, puis pour l'affichage (qui devrait inclure l'OS) et pour l'imprimante.
En bref, entre ce que j'ai vu, ce que j'ai cru voir en fonction de ce que mon œil discrimine et ce que je vois une fois que j'ai photographié...tout un éventail qui n'a plus rien de rigoureux d'un point de vue scientifique...
L'oeil (et son cerveau) n'a rien de rigoureux quand à établir des couleurs en absolu. Tout est interprétation par le cerveau (et par les cellules de l'oeil). Seul l'imagerie donnera de bonnes réponses. (plus ou moins précises en fonction de l'usage de la vision pour juger du résultat)
Si on veut un résultat précis, il faudra exclure la vision: spectroscopie
Je pensais davantage à une méthode matérielle qu'à l'usage logiciel stricte.
L'utilisation de la chaine capteur/processeur/soft est une/la solution matérielle. Les calibrations ne sont que des réglages pour éliminer les réponses subjectives et fausses de l'oeil. (quoique les couleurs ne sont qu'un concept de l'oeil...)
Comment un biologiste (non un graphiste/photographe) détermine la longueur d'onde d'une couleur ?

Une couleur n'est pas une longueur d'onde. Les seules couleurs relevant de longueur d'onde sont celles qui suivent le spectre dans le triangle des couleurs. (une simple courbe dans un triangle) Une couleur est définie par un spectre résultat de la multiplication du spectre de la source par le spectre de l'objet regardé, multiplié par le spectre du capteur (caméra ou oeil) Sachant que le spectre de l'oeil est extrêmement fluctuant et qu'il ne peut servir de base à une analyse précise. On peut noter ici, que certaines couleurs proviennent de simples interférences avec la matière (motifs <0.4 µm)
Les couleurs entre le violet et le rouge ne correspondent à aucune fréquence du spectre solaire.
Une même couleur (pour l'oeil) peut être obtenue par de nombreuses associations de couleurs primaires (et en plus dans 2 systèmes additif/écrans et soustractif/imprimerie)
Le mieux je pense est d'utiliser un nuancier universel.
Cela reste encore tributaire de l'éclairage (jour/LED/fluo/tungsten. Et puis comparer une très petite zone de couleur avec un nuancier reste délicat et imprécis. Surtout dans une expérience. Beaucoup de gens ont des difficultés à comparer des couleurs. Il y a qqs années, il y avait un jeu qui consistait à replacer 1024 couleurs mélangées dans le triangle des couleurs... beaucoup d'erreurs chez les gens peu habitués aux couleurs.
la reproduction d’œuvres d'art utilise des chartes étalonnées placées à coté des tableaux afin d'ajuster la colorimétrie
En effet et c'est la base de la calibration (cela tiendra compte de tous les paramètres: éclairage, caméra et écran/impression)
En conclusion, je ne vois pas trop ce que tu cherches à faire et cela devient difficile de donner des réponses plus précises.
Cordialement
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Re: Couleur et longueur d'onde chez les végétaux (?)

Messagede Volatil » 20 Mai 2020 12:13

Bernard-J a écrit:Bonsoir Volatil,
C'est une question passionnante mais très difficile à aborder à cause de ses différents aspects. Tu as déjà relevé une différence avec Jean-Marie entre les couleurs "digitales* pour graphistes et photographes et les couleurs vues d'un point de vue biologique, disons physiologique.

En ce qui concerne les mesures, il faut distinguer les colorimètres, qui vont mesurer les couleurs réfléchies (couleur d'un tissu par ex avec les appareils Datacolor) des spectrophotomètres qui mesurent les longueurs d'ondes transmises.
Cherche colorimétrie vs spectrophotométrie sur gogol.

Un problème est que la couleur perçue peut être produite par une longueur pure,..par ex. le 540 nm pour le vert,.. mais aussi par un mélange. L'exemple classique est le magenta. Aucune longueur d'onde "pure" ne correspond à cette couleur.

J'avais écrit un article qui pourrait donner quelques indices sur le sujet - et la raison pour laquelle une longueur d'onde unique (ou une bande continue) ne peut pas correspondre au magenta.
viewtopic.php?p=101404#p101404

La discussion pourrait s'étendre sur de nombreux chemins différents et passionnants...


Bonjour Bernard,

merci beaucoup, la réponse me met sur des pistes !

Je n'ai pas eu l'opportunité de faire des recherches depuis hier. Je vais en profiter ce weekend et dès que j'aurais un peu de matière sous la dent, je partagerai mes observations ici, au moins que cela profite à tous les autres curieux du forum et d'ailleurs.

Pascal03 a écrit:J'ai du mal à comprendre l’intérêt de vouloir définir une couleur par sa longueur d'onde. C'est un peu comme vouloir définir un son par sa fréquence. Or les LA à 440Hz de la tonalité du téléphone, du diapason, du hautbois, du basson ou du piano sont très différents.
(ceci pour faire un parallèle avec le magenta que tu as évoqué ci-dessus).

La qualité de l'éclairage utilisé en photo va induire des dérives de colorimétrie parfois très fortes. Pour moi le seul moyen de s'y retrouver à postériori est de faire référence à un nuancier.
Pascal


Bonjour Pascal,

Soit dit en passant les photographies sont magnifiques !

Mais ma question ne va pas dans le sens de l'obtention d'une image mais d'une information. Une image peut être une information et elle l'est souvent ici sur le forum. Aussi, l'information obtenue par imagerie est alors un effet d'une information recherchée mais pas le seul moyen d'obtenir une réponse. Ici, l'image à peut-être ses propres limites (outils employés, calibrage, précision de mesure, perception, etc.)

Vouloir déterminer une longueur d'onde, c'est vouloir, par exemple, connaître une information quantitative - C'est à dire une réponse chiffrée - ici en nm peut-être - avec une mesure adaptée et dont cette même mesure est comprise pour ce qu'elle est, et reste reproductible avec le moins d'erreur d'interprétation possible par le chercheur de cette information.

Déplaçons l'idée. Je peux dire que c'est ensoleillé aujourd'hui mais cela reste une valeur qualitative soumise à interprétation: soit que l'on habite en Méditerranéen ou en Île de France, le rapport à la lumière n'est peut-être pas le même en fonction de ce que l'on est habitué à recevoir du niveau de luminosité dans sa région, ou bien même, de ce que notre organe de perception lui même reçoit et "comprends" comme information.

En revanche, je pourrais parler en Lux en un lieu et un instant donné, je mettrais probablement tout le monde d'accord, voire, pourquoi pas, en UV si je veux adjoindre une info supplémentaire au Lux, mais insuffisamment complète seule ; les UV peuvent être élevés mais la perception de la lumière pas nécessairement proportionnelle.

J'espère que cela développe mon idée de départ.


Pascal03 a écrit:Je ne vois pas bien comment le fait d'indiquer une longueur d'onde pourrait aider à retrouver la vraie couleur, car la dérive générée à la prise de vue est bien supérieure à celle induite par la réponse des différents écrans et imprimantes. c'est "couper les pixels en 4", se référer à un nuancier est infiniment plus rapide et plus simple.
Le problème n'est pas neuf. la reproduction d’œuvres d'art utilise des chartes étalonnées placées à coté des tableaux afin d'ajuster la colorimétrie (les photos sont ensuite recadrées une fois les ajustements effectués).
Pascal


C'est intéressant de poser la question. Si on cherchait à restituer qualitativement une image à partir d'une l'information obtenue (quantitative), et là ce n'est toujours pas le cas comme je l'ai expliqué dans mon premier paragraphe, on pourrait se tourner vers le traitement du signal (par exemple, la transformé de Fourrier utilisé sur les scanners pour restituer une information dégradée).

Là, il s'agit, à partir d'une information perçue, donc qualitative, de déterminer une valeur/mesure quantitative.


FLO 03 a écrit:bonjour
j’avoue ne pas comprendre la questione, ne suffirai t'il pas un éclairage blanc neutre saturée et utilisée un appareille sensible au longer d'onde de 500 a 550 nm :?: :?: :?:
cordialement


Bonjour FLO,

Là aussi, il s'agirait toujours d'une question de l'observateur. Ce n'est pas une approche vraiment naturaliste que j'ai engagé dans ce topic, encore moins celle du photographe qui recherche la meilleure image, mais une interrogation faisant appel à la biologie et aux mathématiques.

;

J'ai une question, elle concerne les couleurs, les longueurs d'onde associées et comme obtenir cette information ; peu m'importe si certaines couleurs ne sont pas "interprétables" de cette manière. Une information manquante reste une information, comme c'est par exemple le cas lorsque l'on se penche sur les statistiques descriptives. Il y a toujours moyen d'obtenir quelque chose de pertinent et de constructifs à partir d'une somme d'informations couplée à une absence d'information.

L'absence d'information est en soit une information !

Je cherche seulement une réponse précise à une question ciblée. Ne cherchez pas d'applications à mon questionnement, il n'y en a pas. Je rappelle mon premier message, il s'agit d'une question purement intellectuelle pour faire avancer mes connaissances et en profiter pour faire vivre le forum par la même occasion, non pas dans le but d'obtenir une image ou un absolu.
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