La vraie nature du blanc

[Benkyo]

Bonjour,

Je me posais la question de la nature du blanc (la couleur), que j'arrive pas vraiment à saisir. En effet, on sait tous que le blanc s'obtient par mélange de toutes les couleurs du spectre lumineux ou des trois couleurs primaires RVB.
Pourtant, les bâtonnets que nous avons dans nos rétines perçoivent aussi le blanc et les nuances de gris alors qu'ils ne savent pas distinguer la couleur.

Prenons le cas d'un achromate (ne voit qu'en noir, blanc et nuances de gris) dont seuls les bâtonnets de la rétine fonctionnent. Il peut percevoir du blanc au même titre qu'un individu normal, pourtant ce n'est pas censé être le cas étant donné que pour voir du blanc, il faut nécessairement du rouge, du bleu et du vert. On pourrait en conclure que le mélange de toutes les couleurs n'est pas le seul moyen d'obtenir du blanc.

Comment expliquer cette contradiction ?

Merci.
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[Deedee81]

Salut,

Les bâtonnets réagissent à n'importe quelle couleur. Peu importe que ce soit rouge, bleu ou vert ou tout mélange. Et c'est interprété par le cerveau comme "gris" (ou blanc si très lumineux).
Les cônes ne réagissent qu'à certaines couleurs. Et si on a une lumière blanche, alors on a les trois couleurs de base et tous les cônes sont activés interprété comme du blanc.

Un achromate va donc bel et bien voir les couleurs.... sauf qu'il ne peut distinguer ces couleurs. Dans tous les cas les bâtonnets rendent un signal "y a de la lumière" interprété comme gris.

[Merlin95]

Autrement dit c'est pas dans l'acquisition des couleurs qu'il y souci c'est au niveau de leur traitement neuronal. Si j'ai bien compris.

[Deedee81]

Autrement dit c'est pas dans l'acquisition des couleurs qu'il y souci c'est au niveau de leur traitement neuronal. Si j'ai bien compris.

Plus exactement..... il n'y a pas de soucis

Mais pour comprendre la notion de couleur, il faut prendre en compte tous les étages de l'immeuble :
- La lumière reçue (mélange ou pas de différentes longueurs d'onde)
- La manière dont les cellules de la rétine captent la lumière (bâtonnets, cônes)
- Et le traitement par le cerveau qui interprète les signaux

[A voir en vidéo sur Futura]

[GBo]

Autrement dit c'est pas dans l'acquisition des couleurs qu'il y souci c'est au niveau de leur traitement neuronal. Si j'ai bien compris.

Benkyo parle de l'achromatopsie complète, maladie très rare (sauf sur certaines îles du Pacifique):
https://fr.wikipedia.org/wiki/Achromatopsie

Physiologiquement, la maladie s'explique par un dysfonctionnement des pigments visuels de la rétine qui permettent de voir les couleurs. Dans une rétine normale, les cônes sont responsables de la vision diurne, de la vision des couleurs, et de la vision centrale, alors que les bâtonnets sont responsables de la vision crépusculaire et nocturne en noir et blanc, et de la vision périphérique. Ce sont les cônes de la rétine qui sont atrophiés chez les sujets atteints d'achromatopsie. La vision des achromates provient donc essentiellement des bâtonnets.

[Benkyo]

Même si on dit que la perception des couleurs est mentale et non "physique", il y a toujours une réalité concrète derrière une interprétation du cerveau. Par exemple, je sais que si je perçois du rouge c'est parce que obligatoirement il y a des rayons lumineux de faible de longueur d'onde du spectre de la lumière qui frappent ma rétine. Or, dans le cas du blanc, la réalité physique supposée qu'il y a derrière est que les trois sortes de longueur d'ondes : courtes, moyennes et longues (respectivement bleu, vert et rouge) frappent en même temps ma rétine. Cependant, dans le cas des bâtonnets, du blanc/gris semble être perçu même si seulement du "rouge" - par exemple - est envoyé à la rétine, créant une sorte de contradiction dans le cerveau. C'est ce que je n'arrive pas à m'expliquer.

Pour me faire mieux comprendre, je sais que la condition sine qua none pour que je perçois du jaune est que mes cônes rouges et verts soient excités simultanément. Il devrait en être de même pour le blanc, autrement dit je devrais percevoir du blanc à la condition que mes trois cônes rouges, verts et bleus soient excités. Pourtant, les bâtonnets nous font percevoir du blanc malgré l'absence de cette condition.

[GBo]

Même si on dit que la perception des couleurs est mentale et non "physique",

C'est inexact quand "on" dit ça, c'est le nom que l'on donne à une perception physique particulière qui est mentale, et c'est tout.

il y a toujours une réalité concrète derrière une interprétation du cerveau. Par exemple, je sais que si je perçois du rouge c'est parce que obligatoirement il y a des rayons lumineux de faible de longueur d'onde du spectre de la lumière qui frappent ma rétine.

Voilà

Or, dans le cas du blanc, la réalité physique supposée qu'il y a derrière est que les trois sortes de longueur d'ondes : courtes, moyennes et longues (respectivement bleu, vert et rouge) frappent en même temps ma rétine. Cependant, dans le cas des bâtonnets, du blanc/gris semble être perçu même si seulement du "rouge" - par exemple - est envoyé à la rétine, créant une sorte de contradiction dans le cerveau. C'est ce que je n'arrive pas à m'expliquer.

Pour me faire mieux comprendre, je sais que la condition sine qua none pour que je perçois du jaune est que mes cônes rouges et verts soient excités simultanément. Il devrait en être de même pour le blanc, autrement dit je devrais percevoir du blanc à la condition que mes trois cônes rouges, verts et bleus soient excités. Pourtant, les bâtonnets nous font percevoir du blanc malgré l'absence de cette condition.

Non car les bâtonnets sont sensibles à l'intensité de la lumière visible, sans contrainte particulière de longueur d'onde précise. Comme un capteur CCD d'astronomie par exemple, ou ces appareils photos sans matrice de Bayer, pour spécialistes du N&B

[Benkyo]

Donc partant de là, on devrait plutôt voir le blanc, le noir et les nuances de gris comme des indicateurs de luminosité alors et pas comme de vraies couleurs ?

[GBo]

Mais qui dit comment on reconnait le blanc ? (ce qui est différent de "qu'est-ce qu'une lumière blanche"), et dans quelles conditions d'intensité lumineuse déjà ? Je suppose que tu veux parler de la vision diurne ?

[Deedee81]

EDIT on s'est croisé mais mon explication reste valable.

créant une sorte de contradiction dans le cerveau. C'est ce que je n'arrive pas à m'expliquer.

C'est juste que nous n'en sommes pas conscient mais il y a une zone dans le cerveau (une des zones de traitement des images dans le lobe occipital) qui effectue le traitement des couleurs. Cette zone va par exemple recevoir d'un point (d'une petite zone) des signaux R, B et V et traduire ça en "blanc". C'est comme pour un ordinateur qui traduirait une signal binaire (en exagérant, c'est un peu différent, on n'est pas des ordinateur ) :

Signaux d'entrées et de sortie
R V B sortie
1 0 0 rouge
1 1 1 blanc
etc...

Et il y a une signal et une analyse incluant les bâtonnets.

Il existe aussi des zones de traitements des orientations verticales, horizontales, du contraste (une bonne partie se fait déjà dans la rétine), des contours, de la comparaison à certaines données mémorisées. Et au niveau conscient on ne se rend compte que du résultat intégré de l'analyse "oh, je vois un chat blanc manger une souris grise sous ce beau ciel bleu".

[GBo]

Donc partant de là, on devrait plutôt voir le blanc, le noir et les nuances de gris comme des indicateurs de luminosité alors et pas comme de vraies couleurs ?

Je crois que j'ai compris ta question, je la reformule ainsi : en vision diurne et pour quelqu'un sans aucune déficience visuelle (vision des couleurs correcte, etc...), quelle est l'influence respective des bâtonnets et des cônes qui font que son cerveau qualifie sans hésiter de "blanc" un mur blanc bien éclairé par la lumière naturelle du jour. C'est ça ?

[Deedee81]

A noter qu'il ne faut pas confondre les couleurs physiques = le spectre en longueur d'onde et les couleurs "traduites par le cerveau". Il existe de nombreux spectres lumineux donnant exactement la même couleur ressentie (du moins pour ceux ayant une vision semblable, du fait que je suis daltonien, le plus courant : une protanomalie, je confond certaines couleurs mais je peux distinguer quelques nuances que d'autres ne verraient pas, j'ai même eut un test à l'armée exploitant ce phénomène).

[Deedee81]

Je crois que j'ai compris ta question, je la reformule ainsi : en vision diurne et pour quelqu'un sans aucune déficience visuelle, quelle est l'influence respective des bâtonnets et des cônes qui font que notre cerveau déclare blanc un mur blanc bien éclairé par la lumière naturelle. C'est ça ?

Là c'est moi qui pose une question (je ne connais pas la réponse hein ) : est-ce que l'activité des cônes n'inhiberaient pas celles des bâtonnets (ce n'est pas une nécessité pour expliquer, je me pose juste la question) ?
EDIT après quelques recherches, les cellules horizontales qui permettent d'améliorer les contrastes, jouent peut-être ce rôle.

[Amanuensis]

Même si on dit que la perception des couleurs est mentale et non "physique",

C'est inexact quand "on" dit ça, c'est le nom que l'on donne à une perception physique particulière qui est mentale, et c'est tout.

Discutable, c'est plus subtil que ça. Voir la notion de "qualia".

Pour les couleurs on trouve des exemples où (par exemple) un même "gris physique" est perçu comme bleu et jaune en des zones différentes d'une même image.

Donc non seulement le nom donné n'est pas déterminé par la physique, mais la perception non plus.

[Benkyo]

@GBo, oui en vision diurne on est d'accord que le blanc perçu correspond à une activation de nos trois cônes obligatoirement ? Pour moi, le cerveau interprétait comme blanc un stimuli simultané de nos trois cônes et pas autrement. C'est-à-dire qu'à un signal reçu correspond une perception donnée. Ici deux signaux différents (activation d'un bâtonnet et activation simultané des trois cônes) aboutissent pour le cerveau à la même perception, ce qui me paraissait étrange.

@Deedee81 Pourquoi donner une même perception à deux signaux différents alors ? Quand bien même ils sont traités séparément.

[Amanuensis]

est-ce que l'activité des cônes n'inhiberaient pas celles des bâtonnets

L'effet d'un photon sur une cellule détectrice est peu dépendant du voisinage. Par contre les traitements neuronaux immédiats le sont. Si inhibition il y aurait, ce ne serait pas de l'activité, mais de la transmission de l'information par des neurones intermédiaires.

[Amanuensis]

Pourquoi donner une même perception à deux signaux différents alors ? Quand bien même ils sont traités séparément.

Parce que forte corrélation. Et peut-être parce que peu d'utilité.

De toutes manières le traitement des informations visuelles par le cerveau est bien trop compliqué pour qu'il y ait une réponse claire à ce genre de questions.

(Pareil d'ailleurs pour l'odorat, le toucher, ...)

[Deedee81]

L'effet d'un photon sur une cellule détectrice est peu dépendant du voisinage. Par contre les traitements neuronaux immédiats le sont. Si inhibition il y aurait, ce ne serait pas de l'activité, mais de la transmission de l'information par des neurones intermédiaires.

Ah oui, je me suis un peu mal exprimé, merci

[Benkyo]

Je crois que j'ai compris ta question, je la reformule ainsi : en vision diurne et pour quelqu'un sans aucune déficience visuelle (vision des couleurs correcte, etc...), quelle est l'influence respective des bâtonnets et des cônes qui font que son cerveau qualifie sans hésiter de "blanc" un mur blanc bien éclairé par la lumière naturelle du jour. C'est ça ?

@GBo, oui on peut dire ça comme ça. Personnellement, je ne pense pas que le cerveau attribue de manière arbitraire une couleur à un certain stimuli, il respecte forcément une certaine logique. Donc je me disais, si je perçois du blanc peu importe les conditions de luminosité c'est forcément que mon œil a perçu à la fois du rouge, du vert et du bleu. Pourtant, en vision nocturne on s'aperçoit du contraire.

[Deedee81]

@Deedee81 Pourquoi donner une même perception à deux signaux différents alors ? Quand bien même ils sont traités séparément.

C'est juste un constat. Le cerveau analyse et simplifie. Si on devait consciemment traiter séparément chaque "pixel" et chaque longueur d'onde, il nous faudrait un cerveau gros comme un camion :

EDIT pour le message précédent : la logique de ce traitement et de ma remarque précédente est aussi liée à l'évolution : celle-ci a sélectionné ce qui marche bien sans être physiologiquement trop coûteux.
EDIT bis exemple : elle a sélectionné la vision UV chez les abeilles car ça améliore la perception des fleurs (et il y a eut renforcement par coévolution, certaines fleurs mettant en évidence les organes sexuels uniquement dans l'UV !)

[Amanuensis]

Les bâtonnets réagissent à n'importe quelle couleur.

Pas très différemment des cônes "fréquence moyenne"("vert") et même des cône "rouge".

La propriété qui distingue les bâtonnets c'est la dynamique en éclairage, pas le spectre. Ils ont une meilleure réponse en basse lumière et une plus mauvaise en haute lumière. En termes photos, ils ont des "ISOs" différents. Avec des chiffres inventés (faudrait trouver) les bâtonnets prennent une photo NB à 1000 ISOs alors que les cônes prennent une photo couleur à 100 ISOs.

Maintenant, imaginer deux photos prises comme cela, de la même scène, et réfléchir quoi en faire pour analyser l'image...

[Amanuensis]

Donc je me disais, si je perçois du blanc peu importe les conditions de luminosité c'est forcément que mon œil a perçu à la fois du rouge, du vert et du bleu. Pourtant, en vision nocturne on s'aperçoit du contraire.

??? Pas clair. Suffit de penser à une photo avec une pellicule N&B (je sais, c'est archaïque). Dans ce domaine là, personne ne dirait "si telle zone de la pellicule est blanche, c'est forcément que la pellicule a perçu à la fois du rouge, du vert et du bleu". On dira juste que l'intensité de la lumière filtrée selon la courbe de réponse spectrale est plus élevée que le reste de l'image.

(Et, une fois de plus la réponse spectrale d'un bâtonnet n'est pas très différente de celle d'un "cône vert".)

[GBo]

@GBo, oui on peut dire ça comme ça. Personnellement, je ne pense pas que le cerveau attribue de manière arbitraire une couleur à un certain stimuli, il respecte forcément une certaine logique.

Si on est d'accord sur la question, il faut voir si la réponse est dans la bibliothèque, et si oui comprendre comment il y ont répondu (les scientifiques spécialistes de la question, je ne pense pas qu'il y en ait sur FS) -> recherche biblio

Donc je me disais, si je perçois du blanc peu importe les conditions de luminosité c'est forcément que mon œil a perçu à la fois du rouge, du vert et du bleu. Pourtant, en vision nocturne on s'aperçoit du contraire.

En vision nocturne, on ne voit quasiment pas les couleurs, on ne voit que l'intensité de la lumière, ce sont les bâtonnets les seuls maîtres car les cônes ne sont pas assez sensibles pour servir, ça c'est un fait scientifique connu et établi.
Mais la réponse à ta question pour la vision diurne ne peut pas provenir de cette simple observation.

[Deedee81]

La propriété qui distingue les bâtonnets c'est la dynamique en éclairage, pas le spectre. Ils ont une meilleure réponse en basse lumière et une plus mauvaise en haute lumière.

Il me semble avoir compris en lisant (il y a dix minutes) un article qu'en fort éclairage les bâtonnets saturent et ne déchargent plus. Mais je dois avouer l'article était vachement compliqué et je ne suis pas sûr d'avoir compris .
(mais ça répond à ma question précédente)

(Et, une fois de plus la réponse spectrale d'un bâtonnet n'est pas très différente de celle d'un "cône vert".)

Ca m'inspire un trait d'humour : "la nuit tous les chats sont verts"

[Benkyo]

On dira juste que l'intensité de la lumière filtrée selon la courbe de réponse spectrale est plus élevée que le reste de l'image.

Dans ce cas, on associerait plus le blanc à un indicateur de luminosité (intensité de la lumière) plutôt qu'à une vraie couleur ?

"si telle zone de la pellicule est blanche, c'est forcément que la pellicule a perçu à la fois du rouge, du vert et du bleu"

Pourtant c'est le cas pour un œil humain.

On dira juste que l'intensité de la lumière filtrée selon la courbe de réponse spectrale est plus élevée que le reste de l'image.

D'accord mais cette réponse-là est "scientifique" si je puis dire. On parle de ici de l'expérience subjective d'un humain et du traitement du cerveau des stimuli physiques, pas de la réalité physique sous-jacente.

[GBo]

Il me semble avoir compris en lisant (il y a dix minutes) un article qu'en fort éclairage les bâtonnets saturent et ne déchargent plus. Mais je dois avouer l'article était vachement compliqué et je ne suis pas sûr d'avoir compris .

Oui j'avais lu ça aussi, pourtant les habitants des îles des pacifiques ne comptant que sur leur bâtonnets car déficitaires en cônes arrivent à sortir de la pénombre sans être aveuglés non ? ...(à vérifier).

[Amanuensis]

Personnellement, je ne pense pas que le cerveau attribue de manière arbitraire une couleur à un certain stimuli, il respecte forcément une certaine logique.

C'est correct. Mais la "logique" en question est très compliquée ! La vision n'est pas "photographique", le traitement va de la réponse brute du capteur au "sens", dont reconnaître les objets, et même lire. D'où les difficultés posées par vert, bleu, rouge, jaune, blanc (essayer de nommer les couleurs montrées le plus vite possible...).

Une image n'est pas perçue comme des tâches de couleur ou de luminosité, mais avec des "labels" partout et à différents niveaux, genre imagerie de radar, en bien plus complexe.

[Amanuensis]

Oui j'avais lu ça aussi, pourtant les habitants des îles des pacifiques ne comptant que sur leur bâtonnets car déficitaires en cônes arrivent à sortir de la pénombre sans être aveuglés non ? ...(à vérifier).

Déficitaires ? Ou sans aucun ? Le résultat est très différent. Ils ne seraient aveuglés que s'il ne restait que très très très peu de cônes.

[Benkyo]

En vision nocturne, on ne voit quasiment pas les couleurs, on ne voit que l'intensité de la lumière, ce sont les bâtonnets les seuls maîtres car les cônes ne sont pas assez sensibles pour servir, ça c'est un fait scientifique connu et établi.

Justement ! Si la nuit on ne perçoit que l'intensité de la lumière et pas les couleurs. Pourquoi je peux voir du blanc (c'est plus des nuances de gris en réalité), alors que celui-ci est supposé être seulement le résultat du mélange de toutes les couleurs du spectre lumineux ? C'est le cœur de ma question.

[GBo]

Déficitaires ? Ou sans aucun ? Le résultat est très différent. Ils ne seraient aveuglés que s'il ne restait que très très très peu de cônes.

J'ignorais tout de l'Achromatopsie (complète ou pas) avant ce fil, donc ne m'en demande pas trop