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Les psychophysiques de la saturation chromatique - article ; n°1 ; vol.59, pg 35-46

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13 pages
L'année psychologique - Année 1959 - Volume 59 - Numéro 1 - Pages 35-46
12 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
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Y Galifret
Les psychophysiques de la saturation chromatique
In: L'année psychologique. 1959 vol. 59, n°1. pp. 35-46.
Citer ce document / Cite this document :
Galifret Y. Les psychophysiques de la saturation chromatique. In: L'année psychologique. 1959 vol. 59, n°1. pp. 35-46.
doi : 10.3406/psy.1959.6594
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1959_num_59_1_6594de Neurophysiologie générale du Collège de France Laboratoire
et Groupe de Recherches de Physiologie des Sensations
LES PSYCHOPHYSIQUES
DE LA SATURATION CHROMATIQUE
par Yves Galifret
Selon S. S. Stevens (8, 9, 10), les continua perceptifs se divi
seraient en deux grandes classes : prothétiques et
continua métathétiques, les premiers impliquant de préférence
un mécanisme de type additif au niveau des processus récep
teurs et les seconds un mécanisme de type substitutif.
Dans le cas des continua prothétiques, Stevens nie à la fonction
fechnérienne la possibilité de fournir un indice de la grandeur
de la sensation car la valeur subjective de chaque échelon dis-
criminable n'est pas constante mais croît rapidement à mesure
que l'on s'élève dans l'échelle.
La seule méthode capable de donner la fonction correcte liant
la valeur du stimulus à la grandeur sensorielle serait la méthode
d'estimation directe de la ou du rapport entre deux gran
deurs. La fonction ainsi obtenue est une fonction de puissance :
Y = /cS*
W, grandeur sensorielle est proportionnelle (constante de pro
portionnalité k) à une certaine puissance n de la stimulation
S, n variant avec le type de perception étudié.
Dans le cas des continua métathétiques, Stevens admet que, sou
vent, la valeur subjective des échelons est constante et que le niveau
de sensation, apprécié par le nombre d'échelons juste discrimi-
nables d'une part et par estimation directe d'autre part, est le même.
Puisque la position de Stevens fait l'objet d'une étude critique
dans le même volume (7) contentons-nous de noter deux argu
ments qui rendent difficile l'adhésion à sa thèse. En premier lieu,
il faut noter que, selon les sujets et selon les circonstances, l'est
imation sensorielle directe peut se référer uniquement à l'impres
sion subjective éprouvée par le sujet ou au contraire manifester
une tendance à l'appréciation objective du stimulus. La coexis
tence de deux critères aussi fondamentalement opposés dans MEMOIRES ORIGINAUX
une même population expérimentale — et quelquefois chez un
même individu — n'est pas favorable à l'obtention de résultats
expérimentaux faciles à interpréter et à traduire mathématique
ment. En second lieu, il ressort de la liste des perceptions étudiées
par Stevens que certaines mettent en jeu un mécanisme récepteur
relativement simple alors que d'autres émergent d'un ensemble
fort complexe. Rien n'est moins certain que l'existence d'une
expression mathématique universelle capable de rendre compte
de la relation entre stimulus et réponse quel que puisse être le
degré de complexité des processus perceptifs.
On sait par ailleurs que la loi de Fechner n'est que l'applica
tion au cas particulier de la sensation d'une loi biologique beau-
■S 9
Fig. 1. — En abscisse : pureté chromatique (pour 100).
En ordonnée : échelons discriminables de saturation.
O et + : valeurs obtenues dans deux expériences pour un rouge de 670 m[z.
# : moyennes des valeurs précédentes.
x : valeurs de Martin, Warburton et Morgan par un rouge de 680 mfx.
(Il se trouve que le nombre total d'échelons est également de 18.)
coup plus générale : proportionnalité de l'effet biologique au
logarithme de la cause physique. Mais force est de reconnaître
que, dans le domaine sensoriel, certaines perceptions semblent
échapper à la règle fechnérienne. Tel est le cas de la saturation
chromatique, attribut psychologique correspondant à la pureté
chromatique du domaine de la colorimétrie objective. Y. GALIFRET. — LA SATURATION CHROMATIQUE 37
A) Mesure des échelons différentiels
Étudiant avec H. Piéron la saturation chromatique du point
de vue de la physiologie visuelle, nous avons été amenés à déter
miner par la méthode des seuils différentiels les valeurs des
échelons successifs discernables depuis le blanc (pureté 0)
jusqu'à la radiation monochromatique pure (pureté 100). Nous
reprenions en cela des déterminations déjà faites par Jones et
Lowry (1926) (2), et par Martin, Warburton et Morgan (1933) (3).
Nos résultats, comme ceux des auteurs précédents, se caracté
risent par une grande variabilité. La longue durée des détermin
ations, qui en limite forcément le nombre et la quasi-impossibil
ité d'utiliser des sujets non entraînés, font que les résultats se
prêtent mal à une systématisation d'ensemble. Néanmoins on
peut affirmer que, comme cela avait déjà été signalé, la fonction
qui relie le nombre d'échelons discriminables de saturation à la
pureté chromatique n'est pas logarithmique. On voit (fig. 1),
que le nombre d'échelons est sensiblement proportionnel à la
pureté et non pas à son logarithme.
B) Mesures subjectives
Étant donné ce caractère particulier de la perception de satu
ration il était intéressant de lui appliquer la métrique de Stevens
et de se demander : s'agit-il d'un continuum prothétique ou
métathétique ? Comment ce continuum s'organise-t-il quand on
utilise le procédé d'estimation subjective ?
Alors que les déterminations précédentes avaient été faites
avec des flux achromatiques et des flux monochromatiques purs1
nous avons utilisé dans cette seconde expérience des stimulations
produites par des surfaces pigmentées. Deux cylindres animés
d'un mouvement rapide de rotation portaient des bandes de
papier rouge (longueur d'onde dominante : 700 m[x environ) et
gris (papiers de Hering) de même facteur de luminance (environ
30 %), découpées de telle sorte qu'à une extrémité on ait 100 %
de rouge et à l'autre 100 % de gris, la variation d'une extrémité
à l'autre étant linéaire. Une fenêtre (1 cm x 2 cm), mobile
suivant une génératrice au-dessus de chaque cylindre permettait,
par déplacement d'une extrémité à l'autre, de faire varier la
pureté du mélange. Les deux cylindres identiques étaient disposés
1. Nous utilisions le spectrocolorimètre de Piéron. ...... MÉMOIRES ORIGINAUX 38
côte à côte, leurs axes parallèles, et un prisme à réflexion totale,
placé sur chaque fenêtre, permettait d'observer les plages, l'axe
visuel restant dans un plan parallèle à la génératrice et l'écart
latéral entre les plages restant constant (15 cm).
Deux méthodes furent utilisées, la production d'un rapport
(double et moitié) et l'estimation directe à partir d'un étalon
donné.
1. Production d'un rapport
Les sujets auxquels on présentait, sur l'un des cylindres, un
rouge d'une certaine pureté devaient réaliser, sur l'autre cylindre,
une plage qui leur paraisse « aussi rouge », « d'un rouge moitié
de l'échantillon », « deux fois plus rouge ». Les échantillons
avaient les puretés1 suivantes : 80 %, 65 % 50 % 35 % 20 %.
Les déterminations d'égalité, de double et de moitié étaient
faites en désordre — apparent — ainsi le sujet n'avait aucune
idée précise de l'organisation de l'expérience et ne référait pas
son estimation à une estimation antérieure. On arrêtait l'expé
rience quand 5 valeurs avaient été obtenues pour chaque critère.
Trente sujets ont été examinés, tous étudiants à l'Institut
National d'Orientation Professionnelle.
Les valeurs du tableau suivant sont les médians des diff
érentes distributions accompagnés des limites du 1er et du 3e
quartile (entre lesquelles est enfermée 50 % de la distribution).
TABLEAU I
20 35 65 Pureté (% R) 50 80
Moitié 21,6 33,0 44,9 59,2
41,6 19,5 30,9 51,3
Q 24,5 37,1 47,9 61,7
Double 34,0 50,6 69,0 85,8
31,6 49,0 64,6 79,4
40,7 74,1 89,1 58,9 Q3
La figure 2 donne la répartition d'ensemble des résultats
avec en abscisse les valeurs des échantillons proposés (échelle
logarithmique) et en ordonnée les valeurs estimées par le sujet
1. Pour des raisons de commodité nous avons assimilé la proportion de
papier rouge à la pureté. La pureté est, en fait, proportionnelle mais inférieure
au taux de papier rouge ; on provoque, en les confondant, un glissement d'échelle
mais ceci est sans conséquence dans le cas présent. GALIFRET. — LA SATURATION CHROMATIQUE 39 Y.
double et moitié (échelle logarithmique). Ces dernières valeurs
ont été corrigées compte tenu de l'erreur systématique évaluée
lors de la réalisation de l'égalisation. Les histogrammes construits
en perspective donnent une idée de la distribution des trente
valeurs dans chaque cas. On voit que la variabilité inter-indivi-
1,90
teo
t70
160
^50
1,40
1,30
130 \70 1/M
20 35 SO 65 80
Fig. 2. — Répartition des résultats dans l'épreuve de production d'un rapport
En abscisse : pureté des échantillons (échelle logarithmique)
En ordonnée : puretés jugées doubles et moitié (échelle
duelle est assez grande, principalement pour les faibles puretés.
Le tableau I, comme le diagramme, indique que les saturations
perçues sont dans le rapport de 1 à 2 alors que les puretés sont
dans le rapport de 1 à moins de 2 et d'autant moins que la pureté
échantillon est plus forte.
Le tableau suivant illustre plus clairement cette tendance :
TABLEAU II
20 35 50 65 80 Pureté (% R)
Double/échantillon . . 1,70 1,44 1,38 1,32
Échantillon /moitié . . 1,52 1,45 1,35 1,58 40 MÉMOIRES ORIGINAUX
Si l'on porte sur un graphique les valeurs du tableau I avec,
en ordonnée, les valeurs jugées moitié des valeurs d'abscisse
(c'est-à-dire 21,6 moitié de 35 mais aussi 35 moitié de 50,6, etc.),
on voit (fig. 3) que les différents points sont situés sur une droite
et que, à mesure que la pureté croît, cette droite s'écarte plus de
la droite représentant le rapport moitié objectif.
A partir de ce diagramme il est possible d'obtenir les valeurs
qui permettront de construire la courbe d'évolution de la satu
ration perçue en fonction de la pureté. La figure 4 donne l'allure
de cette courbe dans un système de coordonnées logarithmiques.
Si la saturation constituait un continuum prothétique, la fonc
tion obtenue devrait être une droite, or ce n'est pas le cas.
Comme on peut le constater, le logarithme de la grandeur sensor
ielle, appréciée par la méthode de production d'un rapport
double et moitié, croît plus vite que le logarithme de la pureté
chromatique.
S'agit-il alors d'un continuum métathétique ? S'il en était
ainsi notre courbe devrait être superposable à la courbe des
échelons différentiels. Mais comment apprécier la réalité de cette
superposition ? Dans une note précédente (1) nous avions arbi
trairement mis en coïncidence les points des deux courbes
correspondant à des puretés de 20 % et 80 %. C'était postuler
que le continuum subjectif défini par la production d'un rapport
et celui défini par la mesure des échelons discriminables coïnci
daient en ces deux points. Rien en fait ne nous autorisait à
procéder ainsi. Le Pr Stevens à qui nous avions communiqué ces
résultats nous proposait une mise en coïncidence des extrémités
des deux continua. Ainsi qu'on le verra plus loin cette façon de
procéder est aussi arbitraire que la précédente. Il nous suggérait
aussi de reprendre les déterminations sur la base, non plus de la
production d'un rapport, mais de l'estimation directe, ce que
nous avons fait.
2. Estimation directe
Le même dispositif expérimental a été utilisé. Sur l'un des
cylindres on présentait au sujet un rouge de pureté 50 % en lui
disant : « Vous voyez ici une plage d'un certain rouge, je vous
présenterai là (sur l'autre cylindre) des plages qui pourront
être « également rouges », « plus rouges » ou « moins rouges ».
Je vous demanderai de coter ces différents rouges en fonction de
ce rouge qui vous servira d'étalon (celui de pureté 50 %) et que
nous dirons égal à 10. » Les échantillons de variable avaient GALIFRET. — LA SATURATION CHROMATIQUE 41 Y.
SO 60 fumé
Fig. 3. — En abscisse : pureté
En ordonnée : pureté jugée « moitié »
O : valeurs obtenues par détermination de la moitié
+ : valeurs obtenues par détermination du double
I 3
I* 1.5 1.6 1,7 1,8 1.9
log Pureté
Fig. 4. — En abscisse : logarithme de la pureté chromatique
En ordonnée : logarithme de la grandeur sensorielle
(unités arbitraires) 42 MEMOIRES ORIGINAUX
des puretés chromatiques de 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 et 100 %.
Les présentations étaient faites en désordre avec, si nécessaire,
des valeurs intermédiaires pour lesquelles la réponse n'était pas
notée afin que le sujet ne puisse référer son estimation à une
estimation antérieure de la même pureté. Vingt-trois sujets ont
été examinés, chercheurs ou étudiants à l'Institut National
d'Orientation Professionnelle et à de Psychol
ogie.
Le tableau suivant donne les médians des différentes distr
ibutions ainsi que les limites du premier et du troisième quartile.
Les valeurs indiquées par les sujets ont été multipliées par 5
puisqu'on donnait arbitrairement la valeur 10 à l'étalon de
pureté 50 %.
TABLEAU III
40 50 60 70 80 Pureté (% R) . 20 30 100
Estimation . . 50 58,5 70,5 23,0 32,0 40,2 83,0 112,0
O, 14,0 26.5 38,0 55,0 66.5 75,5 98,5
O, 28,0 37,0 42,0 61,0 74,5 90,5 127,0
On peut voir que l'estimation directe s'éloigne peu de la
valeur réelle de la pureté. C'est aux extrêmes qu'une légère
surestimation se manifeste. également aux extrêmes que
la variabilité inter-individuelle, faible en général, est la plus
élevée.
La figure 5 montre l'évolution du logarithme de l'estimation
en fonction du logarithme de la pureté. La courbe ainsi obtenue
ne peut être assimilée rigoureusement à une droite eu égard à la
surestimation des puretés faibles et des puretés élevées. Cepen
dant on ne commettrait pas une grosse erreur en considérant que
l'on a affaire à une droite, auquel cas, dans la terminologie de
Stevens, nous parlerions d'un continuum prothétique l'exposant n
dans la fonction XF = k Sn étant égal à 1. Ce qui est une façon
compliquée de dire que les appréciations de saturation, dans le
cas de l'estimation directe, coïncident à peu près avec la valeur
de la pureté.
Le continuum subjectif défini par la méthode de l'estimation
directe n'est donc pas le même que celui défini par la méthode
de production de rapports. GALIFRET. LA SATURATION CHROMATIQUE 43 Y.
C) Comparaison des différents résultats
Dans quelle mesure ces deux continua et les fonctions qui
les représentent sont-ils superposables ?
C'est une question qu'il faut résoudre avant de comparer ces
fonctions à la courbe d'évolution des échelons juste perceptibles.
Si l'on se reporte à la figure 3 on constate que la surestimation
Fig. 5. — En abscisse : logarithme de la pureté chromatique
En ordonnée : de l'estimation directe
En trait interrompu, droite obtenue dans le cas
où l'estimation coïncide avec la valeur objective
des valeurs données par les sujets comme moitié d'un certain
échantillon croît à mesure que la pureté de l'échantillon croît.
En extrapolant on peut même préciser que c'est pour une pureté
d'environ 26 % que l'on obtiendrait un réglage objectif (à 13 %)
de la moitié avec en deçà une sous-évaluation et au delà une
surévaluation se traduisant par un écart toujours plus grand de
la courbe de la figure 4 par rapport à la droite qui représenterait
l'estimation déduite d'un réglage objectif.
Il n'en est pas de même dans le cas de la courbe de la figure 5
qui se confond avec la droite des estimations objectives dans sa
partie médiane et ne se relève que légèrement aux extrémités.
On ne peut donc justifier une superposition des deux courbes
qui se ferait en plaçant en coïncidence leurs points extrêmes car