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15/11/2017
1
C2MA Centre des Matériaux des Mines d’Alès
Institut Mines-Télécom
L’aspect visuel: l’objectif et le subjectif
Dominique LAFON
C2MA- École des Mines d’Alès
La Condition Humaine 1933
Magritte - Le faux miroir, 1950
Institut Mines-Télécom
Sensations & Perceptions
Construite à partir de
Cartactérisée par
Mesures physiques : Spectroradiométrie Colorimétrie …
Caractéristiques de l’afficheur
Qualité des images acquises
Représentation numérique
Contrainte par
Dépend de
Interprétée grâce à Capacités perceptives et
Connaissances techniques propres au pariétaliste:
Paroi ornée Réalité perçue
Partagée via
Objet observé – Objet représenté
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Institut Mines-Télécom
Sensations & Perceptions
Construite à partir de
Cartactérisée par
Mesures physiques : Spectroradiométrie Colorimétrie …
Qualité des images acquises
Contrainte par
Caractéristiques de l’afficheur
Dépend de
Interprétée grâce à Capacités perceptives et
Connaissances techniques propres au pariétaliste:
Paroi ornée Réalité perçue
Représentation numérique
Partagée via
Objet observé – Objet représenté
Couleur Texture
Effets directionnels Forme
Perception de la profondeur Mouvement
…
Institut Mines-Télécom
Sensations & Perceptions
Construite à partir de
Cartactérisée par
Mesures physiques : Spectroradiométrie Colorimétrie …
Qualité des images acquises
Contrainte par
Caractéristiques de l’afficheur
Dépend de
Interprétée grâce à Capacités perceptives et
Connaissances techniques propres au pariétaliste:
Paroi ornée Réalité perçue
Représentation numérique
Partagée via
Objet observé – Objet représenté
Travail d’observation : • Analyse in situ multi échelle
• Segmentation d’éléments signifiants Connaissances techniques sur:
• les matériaux • les procédés artistiques
• le vieillissement
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Institut Mines-Télécom
La sensation
Sollicitation d’un organe sensoriel par un stimulus approprié
Modifications physiologiques
Connaissances primaires
La perception
Activité par laquelle on prend connaissance de son environnement
Attribution d’une signification à la source d’excitation responsable de la sensation
Connaissance élaborées
Institut Mines-Télécom
Les taches perceptives
Détection
Identification
Discrimination
Estimation
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Institut Mines-Télécom
Lois d’organisation des formes
Loi de la bonne continuité
Loi de proximité
Loi de similitude
Loi du destin commun
Loi de clôture
Loi de symétrie
Loi de la bonne forme
Institut Mines-Télécom
Lois d’organisation des formes
Loi de la bonne continuité
Loi de proximité
Loi de similitude
Loi du destin commun
Loi de clôture
Loi de symétrie
Loi de la bonne forme
8 étoiles ou
2 colonnes de 4 étoiles
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Institut Mines-Télécom
La clarté perçue dépend du contexte
Clarté perçue illusoire
=
≠
Institut Mines-Télécom
La couleur perçue dépend du contexte
Couleur perçue illusoire
=
≠ =
≠
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Institut Mines-Télécom
La couleur perçue dépend du contexte
Couleur perçue illusoire
Institut Mines-Télécom
• modulation du message sensoriel selon l’éclairement
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Institut Mines-Télécom
Magritte - L'empire des Lumières (1954)
La Clairvoyance, 1936
Institut Mines-Télécom
L’œil
Coupe de l’œil humain
L’accommodation
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Institut Mines-Télécom
Les cellules photo réceptrices de la rétine
Environ 95 millions de bâtonnets par rétine
Environ 4 millions de cônes par rétine
Pas de cône S dans la partie centrale (0,34°)
Cônes L et M répartis de façon aléatoire
Cône S répartis régulièrement
Trois types de cônes : L sensibles aux grandes longueurs d’ondes, environ 30% M sensibles aux moyennes longueurs d’ondes, environ 60% S sensibles aux courtes longueurs d’ondes, environ 10%
Institut Mines-Télécom
Vision diurne Vision nocturne
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Institut Mines-Télécom
Vision photopique
Vision scotopique
Derivative work by Dick Lyon of original by Lewis Collard -http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Red_geranium_3.jpeg
L’effet Purkinje
Institut Mines-Télécom
La neurorétine
Organisation « inversée » par rapport au trajet de la lumière
Les seules cellules sensibles à la lumière sont les photorécepteurs.
Les cellules ganglionnaires représentent la seule source d’information quittant la rétine(nerf optique)
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Institut Mines-Télécom
Deux voix de communication
Voie directe : photorécepteurs cellules bipolaires
cellules ganglionnaires nerf optique
Voie indirecte : modulation collatérale
cellules horizontales synapses photorécepteurs
cellules bipolaires
Cellules amacrines synapses cellules bipolaires
cellules ganglionnaires
Institut Mines-Télécom
Le champ récepteur
Le champ récepteur d’un neurone donné correspond à la zone de réception délimitée par toutes les cellules réceptrices qui ont une action sur lui.
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Institut Mines-Télécom
Pour la luminance (C) le système de branchement des cônes et l'intégration effectuée par des cellules amacrines permet l'opposition centre/périphérie et un codage du contraste : base de la vision de formes.
De la même manière, l'opposition rouge / vert (A) renforce le contraste entre ces deux couleurs fondamentales.
L'opposition bleu / jaune (B) complète cette acuité dans la vision des couleurs. Noter qu'il n'existe pas de cônes jaunes : la cellule ganglionnaire oppose l'information en provenance du cône bleu à celle du système de luminance (C).
http://www.med.univ-montp1.fr/enseignement/cycle_1/PCEM2/mod-integres/MI3_neuro/sensorialite/vision/cours/cours1-2.htm
Institut Mines-Télécom
Variables physiologiquement perçues par le sujet
La clarté : intensité L de la lumière perçue. Le sujet exprime ce paramètre en disant que la source lumineuse est intense ou faible, l’objet clair ou foncé.
La tonalité : le sujet indique la teinte de la lumière perçue, grandeur repérable, mais pas mesurable.
La saturation : reliée au pourcentage de lumière blanche qui s’ajoute à une teinte donnée (délavé). Ex : bleu ciel moins saturé que bleu roi - rose pâle contient plus de blanc qu’un rouge foncé.
20-21/02/2007 22
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Institut Mines-Télécom
Institut Mines-Télécom 24
La perception visuelle fait appel : aux informations lumineuses provenant du monde extérieur, à des connaissances a priori, à des règles de structuration des images, au langage. . . Phénomène très complexe, non complètement élucidée à ce jour.
Magritte - La Clairvoyance, 1936
Théories actuelles : élaboration d’hypothèses sur le monde extérieur, sélection de la meilleure hypothèse. Possibilités d’erreurs (illusions, images ambigües. . . )
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Institut Mines-Télécom
Les grandeurs caractéristiques d’un
stimulus visuel
Luminance et composition spectrale (ressenties comme clarté, teinte et saturation)
Contraste entre régions adjacentes
Taille de la stimulation = taille de l’image optique sur la rétine (estimée en terme d’angle visuel)
Emplacement de l’image optique sur la rétine (excentricité)
Durée de la stimulation
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Institut Mines-Télécom
Les expériences d’égalisation, base de la
colorimétrie
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Institut Mines-Télécom
La colorimétrie
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Fonctions colorimétriques CIE 1931
Institut Mines-Télécom
Approche colorimétrique
+
Mesures radiométriques (luminance énergétique)
=
Représentation de la couleur sous la forme de coordonnées tri chromatiques (ex : X, Y, Z)
Observateur standard
Illuminant standard
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Institut Mines-Télécom
Éclairage
spécifique Spectroradiomètre
Luminance énergétique
Appareil photo numérique
Cartographies colorimétriques d’image)
x l( ), y l( ), z l( )
Spectroradiomètre
Mesures de luminance énergétique dans la
partie visible du spectre électromagnétique
Institut Mines-Télécom
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Institut Mines-Télécom
Et les contrastes ?
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Institut Mines-Télécom
Modèle de Poynton et al
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Institut Mines-Télécom
V. Berthonaud
Mesures colorimétriques d’une paroi ornée
Institut Mines-Télécom
Con
ditio
ns d
e l’a
na
lyse
Problématique préalable
S’inscrire dans une étude pluri-disciplinaire
Disposer du temps nécessaire
Conditions adéquates d’accessibilité et de mise en œuvre technique
Quand mesurer la couleur ?
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Ob
jectifs
de
l’a
na
lyse
Intégration des phénomènes optiques
Caractérisation optique d’une surface
Mesures dans la partie visible du spectre
Enregistrer des données à distance
Comment mesurer la couleur ?
Institut Mines-Télécom
Phénomènes optiques intervenant à l’interface
entre deux milieux d’indices différents
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𝑅é𝑓𝑙𝑒𝑐𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑅 𝜆 =𝐹𝑙𝑢𝑥 𝑟é𝑓𝑙é𝑐ℎ𝑖 𝜆
𝐹𝑙𝑢𝑥 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡 𝜆
Mesures réalisées dans la carrière de Lugasson sur une paroi après allumage d’un feu expérimental
Acquisition et traitement des données spectrales
pour la caractérisation optique d’une surface
Institut Mines-Télécom
Ob
jectifs
de
l’a
na
lyse
Caractérisation des matières colorantes
Étude des modes d’exécution d’entités graphiques
Mise en évidence de l’ordre de superposition des tracés et de tracés
évanescents
Etude de l’impact d’altération des parois
Suivi de l’évolution de l’aspect des parois
Pourquoi mesurer la couleur ?
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Institut Mines-Télécom
Objectif : Caractériser à distance des TRACs dans la grotte de Cussac
Comparer les mesures de réflectance de différentes TRACs → Est-ce la même matière colorante noire ?
Sommes-nous capables, à l’aide de référentiels, d’émettre une hypothèse sur les matières colorantes utilisées ?
Caractérisation des matières colorantes
Institut Mines-Télécom
Mesure de luminance énergétique in situ (distance de mesure variant de 3 à 5
mètres) - spectroradiomètre CS2000 - éclairage à spectre continu - système
colorimétrique CIE 1931 observateur 2°
Caractérisation chromatique des éléments du panneau
de la Panthère (grotte Chauvet)
Contours de l’ours
Taches de l’ours
Contours du bouquetin
Tracé à l’aspect de souffle
du bouquetin
Calcaire de la paroi
Objectif: Comparaisons objectives de différents attributs couleur aux échelles du tracé, de l’entité graphique, de la paroi ornée dans un même site voire entre différents sites
Comparaison des couleurs
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Objectif: Comparaisons objectives de différents attributs couleur aux échelles du tracé, de l’entité graphique, de la paroi ornée dans un même site voire entre différents sites
Comparaison des couleurs
Institut Mines-Télécom
Différenciation de différents états des tracés :
mode d’application et état de conservation
Pourquoi mesure-t-on des changements de couleur subtils sur les différentes zones de ce tracé?
Grotte C
hauvet : Galerie du cactus
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Institut Mines-Télécom
Evolution colorimétrique du calcaire de Chauvet à différentes températures
Écaillages, suie et colorations grises et rubéfiées du calcaire
(Grotte Chauvet - galerie des Mégacéros)
Etudes dans le cadre du programme de recherche de la grotte Chauvet
et du labex IThEM (dir. P. Guibert, IRAMAT-CRP2A)
Mesure colorimétriques :
dans la grotte Chauvet
dans une carrière (expérimentation programme
IThEM)
sur des échantillons de calcaire chauffé
A. Brodard
Feu expérimental dans la carrière
de Lugasson (33) dans le cadre du
labex IThEM
Une lecture facilitée des stigmates d’activité observables :
Traces colorées laissées par le feu sur les paroi de la grotte
Chauvet
Research project : IRD2M Identification of rubefaction process:
Urgonien and Rupelien Limestone
HADRIEN CLEMENT – FLORENT GARDIER Friday 27 October 2017
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Rupelien fragment Source : « Mission R&D »
Urgonien fragment Source : « Mission R&D »
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Presentation of the expiremental methods
First part : Heating of a rupelien powder
First approach Second approach
I ) Grinding, Sampling and Heating
Result of the continous heating of the powder From the top left to the bottom right : 600°C to 50°C
• Qualitative observations: Identification of a colour scale related to the temperature.
• We’re ready to begin the experimental analysis
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Presentation of the expiremental methods
First part : Observations of the heated rupelien powder
First approach Second approach
III ) Observation of the heated samples via X-rays diffraction
• This observation
is semi quantitative :
Its goals is to point out the change in crystallised phases and at witch temperature it occurs
X-rays Diffraction of three samples (Si_temperature)
0
10
20
30
40
50
60
35 37 39 41 43 45 47 49
X-rays diffraction S1-50
S10-500
0
10
20
30
40
50
60
42,8 42,9 43 43,1 43,2 43,3 43,4 43,5 43,6
X-rays diffraction
S1-50
S10-500
S12-600
• Observation:
We clearly see no change in the crystallised phases. Only calcite is identified.
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Presentation of the expiremental methods
First part : Observations of the heated rupelien powder
First approach Second approach
II ) Observation of the heated samples via spectro-colorimetry • Its goals is to point out the change
of color of our samples and to identify the temperatures when the rubefaction happens.
We observe two drops of the reflectance % :
o The first one is situated in the blue area, this is the rubefaction (the reflectance in the red area remains strong)
o The second one occurs in the red area, the sample start to turn grey-red
Spectrometry of the differents sample (Si_temperature)
reflectance (%)
Wavelength (nm)
Drop 2
Drop 1
Blue area Red area
Institut Mines-Télécom
Grotte de Cussac : mouchage de torche sur une stalactite
Une lecture facilitée des différentes traces d’activité
humaine observables en parois
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Institut Mines-Télécom
Objectif: Représentation aidant à la lecture des œuvres Représentations non soumises au choix subjectif de l’utilisateur. Représentations reliées à l’état optique de la paroi (application de modèles de vision (type CIE) à des mesures physiques).
Grotte de Font-de-Gaume –Dordogne
Cartographie résultant d’une analyse du contenu informationnel couleur SANS TRAITEMENT DE
L’IMAGE
Acquisition en conditions contrôlées APN type Nikon D700 –éclairage à spectre continu
Une vision démultipliée
Dessin de l’abbé Breuil
Institut Mines-Télécom
Une vision démultipliée :
parcours des différentes cartographies d’attributs
couleur
Grotte de Font-de-Gaume –Dordogne
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Institut Mines-Télécom
Une approche multi échelle
51
Gro
tte C
hauv
et :
Gal
erie
du
cact
us
Institut Mines-Télécom
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Institut Mines-Télécom
Une aide à la reconstitution de l’histoire de la
création de l’oeuvre
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Institut Mines-Télécom
Une aide à la reconstitution de l’histoire de
la création de l’oeuvre
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150 ans
Amélioration des algorithmes de formulation couleur via l’intégration de connaissances
expertes pour les peintures automobiles à effets
Amélie PÉRISSÉ
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150 ans
Introduction
Contexte
Contretypage de teinte
Réparation invisible
Deux techniques de réparation
Bord à bord
Fondu
Formules couleur
Opaque
Métallisé
Modèles prédictifs
Physiques
Statistiques
56 ECR/TCM
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29
150 ans
Peintures automobiles
57 ECR/TCM
150 ans
Peintures automobiles
Exemple du Gris Manitoba (PSA)
58 ECR/TCM
Teintes de base Quantité (g)
Liant de mélange 69.72
Alu 4.71
Noir 16.98
Bleu 1 2.60
Bleu 2 2.05
Rouge 0.82
Blanc 0.78
Correcteur oblique 2.33
Diluant 50.00
Total 150.00
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30
150 ans
Résultats
Gamme 2 (par mesures CS2000)
Système de mesure
Spectroradiomètre CS2000
4 lampes Solux
– A & B : particules
– C : particules & couleur de fond
– D : couleur de fond
59 ECR/TCM
A B
C
D
150 ans
Résultats
Gamme 2 (par mesures CS2000 - géométrie 45/0)
60 ECR/TCM
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Institut Mines-Télécom
Institut Mines-Télécom
15/11/2017
32
Institut Mines-Télécom
Institut Mines-Télécom
Magritte - La Condition Humaine 1933
15/11/2017
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Institut Mines-Télécom
Institut Mines-Télécom
15/11/2017
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Institut Mines-Télécom
Institut Mines-Télécom
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Institut Mines-Télécom
Institut Mines-Télécom
15/11/2017
36
Institut Mines-Télécom
Institut Mines-Télécom
L’aventure continue… Après le rouge, le noir