Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / Les termes de couleur, anciens ou modernes, ne peuvent être réduits à la dénomination de catégories servant à diviser le spectre des visibles : cet ensemble lexical unique mérite d’être considéré comme un phénomène linguistique et littéraire à part entière. Pourtant, trop souvent encore, les études portant sur le vocabulaire de la couleur tendent à subordonner le système langagier au phénomène physique, conséquence indirecte de la recherche d’objectivité qu’une vision positiviste attribue aux sciences de la nature. Les termes de couleur sont alors examinés selon des critères qui ne correspondent pas à leur véritable essence – une attitude qui, dans le cas des langues anciennes, mène à des constats d’imprécision injustifiés. Dans les faits, l’emploi des termes de couleur transcende largement la dimension visuelle : leur nature se révèle essentiellement subjective, et ce à plus forte raison dans les textes littéraires, dont se compose l’essentiel du matériel dont nous disposons pour étudier les cas du grec et du latin. Plutôt que de mettre l’accent sur les différences entre conceptions anciennes et modernes, cette étude aborde la couleur en tant que phénomène culturel dans une optique de continuité ; elle vise à montrer que l’analyse littéraire de textes poétiques anciens peut nourrir une réflexion sur la nature des couleurs et sur les processus qui mènent à leur conceptualisation. Après avoir posé les bases d’une réflexion sur la nature de la couleur (Chapitre I), cette thèse étudie le traitement poétique des termes de couleur et, de façon plus générale, l’utilisation des procédés littéraires faisant appel au chromatisme, chez les élégiaques latins (Ovide, Properce, Tibulle et le Corpus Tibullianum) et Catulle, à partir de leurs principaux modèles grecs d’époque alexandrine (Théocrite, Callimaque) et archaïque (poésie lyrique et épopée homérique). L’étude se focalise autour de quatre grands thèmes qui correspondent à des images littéraires développées par les poètes élégiaques – le « petit livre coloré » (Chapitre II), le « portrait en rouge et blanc » (Chapitre III), l’« amant pâle » (Chapitre IV) et la « mer céruléenne » (Chapitre V). Le corpus principal, approché dans l’ordre chronologique inverse, est envisagé sous l’angle de la réécriture. En effet, l’imitation émulative se trouve au cœur du processus créatif des poètes latins, qui élaborent leur identité d’auteurs en réinventant les vers de leurs prédécesseurs ; ce procédé amène les poètes à reprendre et à enrichir des images littéraires colorées, donnant naissance à des topoi et à des associations d’idées qui, au fil des siècles, tendent à se cristalliser sous la forme de termes de couleur abstraits. / Color terms, in modern and ancient languages alike, cannot be reduced to sections of the visible spectrum: this complex and rather unique lexical ensemble deserves our full attention as a linguistic and literary phenomenon. Yet color vocabulary is still too often regarded as an imperfect means to describe visual perceptions, a system that fails to achieve the precision of optical science. This idea, a consequence of the quest for objectivity which natural sciences are hoped to provide, does not reflect the true nature of color terms and induces an important bias in their study: as a result, many classical philologists have come to judge Greek and Latin color vocabularies as underdeveloped and their use by ancient authors as clumsy. The purpose of color terms is not limited to description in terms of chromatic acuteness: in fact, this vocabulary proves to be subjective by nature. This is even truer about its literary use, and literature constitutes the main material available to study color terms in Greek and Latin. Instead of looking for differences between ancient and modern conceptions, this study focuses on continuity and on color as a cultural phenomenon; its aim is to show that the analysis of ancient poetry can contribute to a more general reflection on the nature of colors and to our understanding of how they become concepts. Beginning with a chapter devoted to the nature of color (Chapter I), this dissertation studies the poetic treatment of color terms and, more generally, the use of literary devices pertaining to chromatism in Roman Elegists (Ovid, Propertius, Tibullus and the Corpus Tibullianum) and Catullus, as well as in their Greek models from the Hellenistic (Theocritus, Callimachus) and Archaic (lyric poetry and Homeric epics) periods. The study focuses on four poetic figures – the “little, colorful book” (Chapter II), the “red and white portrait” (Chapter III), the “pale lover” (Chapter IV) and the “cerulean sea” (Chapter V). Each of these chapters surveys the meaning of Latin vocabulary and expressions through the Greek verses they refer to. The corpus is approached in reverse chronological order, with more specific attention paid to intertextuality and rewriting: imitatio plays in fact a crucial role in the creative process of Latin poets, who construct their identity as authors as they interpret and transform pre-existing text. The colorful imageries that are thus being developed over centuries give birth to topoi and strong associations between emotions and realities that tend to crystallize in the form of abstract color terms.

The main objective of this thesis is to offer a practical solution to the problems encountered in color-critical industrial applications, caused by individual variability among observers with normal color vision, commonly referred to as observer metamerism. This work starts by conducting a comprehensive theoretical analysis on various aspects of the physiologically-based observer model proposed in 2006. In the context of color perception on modern narrow-band displays, the performance of this model in predicting average observer data was evaluated, and based on a nonlinear optimization, an improvement of the model was proposed. Next, several color-matching experiments were performed on two displays, confirming the effect of observer metamerism in display color matches. Then, based on a statistical analysis of a comprehensive visual dataset, eight colorimetric observer categories were identified. An experimental observer classification method was developed, and was implemented by means of a compact prototype, the Observer Calibrator. Visual experiments performed on the prototype proved that a small number of categories can be assigned to color-normal observers based on their color vision. Finally, an implementation of colorimetric observer categories in relevant industrial applications has been proposed, and nonlinear transformations that result in accurate color transformations between categories have been derived. It is hoped that the observer classification method, together with the compact and economical prototype, will be valuable contributions not only for industrial applications, but also for scientific research in the domains of color science and vision.

Grâce aux progrès récents dans le domaine des nanotechnologies il est maintenant possible de colorer des plaques de verre avec du dioxyde de titane contenant de l’argent par irradiation laser. L’une des caractéristiques de ce procédé est que le rendu couleur des échantillons produits diffère quand ceux-ci sont observés en réflexion (spéculaire ou diffuse) ou en transmission, ainsi que quand on polarise la lumière. Ce nouveau procédé d’impression laser que l’on a appelé PICSLUP (pour Photo-Induced Colored Silver LUster Printing system) permet de produire des images couleur gonio-apparentes.L’objectif de cette thèse est de caractériser l’apparence couleur (d’un point de vus colorimétrique et photométrique, et ce selon plusieurs géométries d’observation) de plaques de verre colorées par ce procédé. Ce qui pose de nombreux challenges techniques du fait que le système d’impression utilisé est encore en cours de développement et pas souvent accessible, du fait également de plusieurs spécificités photométriques (surface fortement translucide, fortement spéculaire, forte gonio-chromaticité). Afin de lever de toutes ces contraintes techniques notre première approche a été de caractériser la couleur grâce à un imageur monté sur un microscope. Nous avons pour cela généré par impression laser (avec le système PICSLUS) tout un ensemble d’échantillons couleur en faisant varier de manière exhaustive différents paramètres d’impression (temps d’exposition du faisceau laser, longueur d’onde, distance focale). Afin d’obtenir des mesures couleur précises nous avons ensuite développé une méthode de calibrage couleur spécifique dédiée à la mesure de surfaces fortement spéculaires. La précision de cette méthode de calibrage, appliquée aux échantillons créés par le système PICSLUP, est comparable à celles relevées dans l’état de l’art. À partir des couleurs obtenues on peut estimer la gamme des couleur (color gamut) qui peut être obtenue par ce système d’impression, en particulier pour la géométrie spéculaires 0º:0º, et étudier l’influence des différents paramètres d’impression ainsi que l’effet de la polarisation. Quoique les mesures réalisées sous microscope avec la géométrie spéculaire 0°:0° soient particulièrement utile pour étudier les propriétés colorimétriques et photométriques produites par le système PICSLUP, ces mesures ne sont pas suffisantes pour caractériser complètement ce système. En effet, l’apparence couleur des échantillons produits varie également en fonction de la géométrie d’éclairement et d’observation, il est donc nécessaire de caractériser le système PICSLUP selon d’autres géométries que la seule géométrie 0°:0°. Nous avons donc développé une autre méthode de caractérisation basée sur l’utilisation d’un imageur hyperspectral à géométrie ajustable, ce qui nous a permis de caractériser un ensemble donné d’échantillons couleur produits par le système PICSLUP. Ces échantillons ont été mesurés, en recto-verso, en transmission (avec la géométrie 0°:0°), en réflexion spéculaire (avec la géométrie 15°:15°), et en réflexion hors spéculaire (avec la géométrie 45°:0°). Grâce à ces mesures on a pu estimer pour différentes géométries d’observation les changements de gamme des couleurs qui peuvent être obtenus par le système PICSLUP. Le volume qui circonscrit chacune de ces gammes de couleur peut être modélisé par une forme concave qui contient beaucoup de zones éparses, ce qui revient à dire que certaines couleurs ne peuvent être directement obtenues par impression. Afin d’obtenir une forme convexe, plus dense quelque soit la zone d’étude considérée, nous avons testé avec succès une nouvelle méthode d’impression qui consiste non plus à imprimer des aplats (zones uniformément colorées par juxtaposition de lignes laser identiques) mais à imprimer des demi-tons (par juxtaposition de lignes laser de différentes couleurs). Cette méthode est basée sur le principe de l’halftoning et sur un nombre limité de primaires couleur pré-sélectionnées / Recent progresses in nanotechnologies enabled the coloration of glass plates coated with titanium dioxide containing silver by laser irradiation. The colored samples display very different colors when obtained by reflection or transmission of light; in specular or off-specular directions; and with or without polarizing filters. This new laser printing technology, that we call PICSLUP (for Photo-Induced Colored Silver LUster Printing system), enables the production of gonioapparent color images.The goal of this study is to perform a multi-geometry photometric and color characterization of this complex system. This task posed technical challenges due to the system being in a development stage, especially a low availability of the printing material; and due to the photometric properties of the prints: high translucency, high specularity and strong goniochromaticity. In order to overcome these constraints, our first approach was based on color characterization by microscope imaging. The data set used consisted in printing an exhaustive number of micrometric color patches, produced by varying the different laser printing parameters: exposure time, laser wavelength, laser power, and laser focusing distance. To achieve accurate color measurements with samples produced with the PICSLUS system, we successfully developed a color calibration method especially tailored for highly specular materials, whose accuracy is good in comparison to previous studies in the literature on camera color calibration. From the colors obtained, we could estimate the color gamut in the 0º:0º specular reflection geometry and study the influence of the different printing parameters as well as polarization. Although the measurements with microscope imaging in the 0°:0° specular geometry were very useful to study the properties of the colors produced by the PICSLUP technology, they were not sufficient to fully characterize the system, since the samples exhibit very different colors according to the respective positions of the viewer and the light source. With this in mind, we assembled a geometry-adjustable hyperspectral imaging system, which allowed us to characterize a representative subset of the colors that can be produced with the system. The samples were measured from both recto and verso faces, in the 0°:0° transmission, 15°:15° specular reflection, and 45°:0° off-specular reflection illumination/observation geometries. From these measurements, the color gamuts of the system were estimated in the different geometries. The volumes delimited by the colors obtained were concave and contained many sparse regions with very few samples. In order to obtain more continuous, dense and convex color gamut volumes, we successfully tested the generation of new colors by juxtaposing printed lines of different primaries with halftoning techniques. In order to circumvent the need to physically characterize all the different color that can be produced with halftoning using the numerous primaries available, we also tested and fitted existing halftoning prediction models, and obtained a satisfactory accuracy. The use of halftoning not only increased the number colors that can be produced by the system in the different geometries, but also increased the number of different primaries that can be produced when we consider as a whole the set of colors produced by the same printed patch in multiple geometries. Finally, based on the different properties demonstrated by the samples produced by the PISCLUP system, we explored some imaging and security features with colors obtained from our characterization, and propose further potential applications for this new goniochromatic laser printing technology

Les lyriques grecs et les élégiaques latins, poètes de la subjectivité, ont fait un usage particulièrement riche des termes de couleur pour référer à des symboles socio-culturels ainsi qu'à des concepts non chromatiques liés à l'affectivité. Ce mémoire explore, dans un premier temps, l'association de diverses couleurs avec des émotions, des valeurs et des codes sociaux. Il y est notamment question des symboles de couleur liés aux domaines de la religion et du pouvoir et de la perception de l'humain par rapport au divin. Nous y étudions également la façon dont les poètes ont employé le vocabulaire chromatique pour décrire leur environnement de façon positive ou négative. La seconde partie de ce travail porte sur le thème de l'amour et de l'intimité, domaine pour lequel les poètes lyriques et élégiaques ont eu recours aux symboles de couleur de la façon la plus originale ; l'utilisation que les poètes ont fait de la couleur pour célébrer l'amour est en effet révélateur de leur conception de la relation amoureuse.

Ce mémoire s’intéresse à l’optimisation du potentiel visuel de l’individu présentant des incapacités visuelles par la modification de son environnement. Les objectifs étaient de documenter le temps de réalisation des activités quotidiennes chez les individus présentant une atteinte du champ visuel périphérique (rétinopathie pigmentaire/RP) et une atteinte du champ visuel central (dégénérescence maculaire/DMLA) dans un environnement rehaussé de couleurs vives puis dans un environnement adapté en noir et blanc. Deux groupes (15 RP et 15 DMLA) ont effectué neuf tâches quotidiennes dans trois environnements (non-adapté, noir/blanc et coloré). Les deux groupes ont démontré un ralentissement du temps de réalisation significatif par rapport à la norme quel que soit l’environnement. Les participants RP ont amélioré leur temps de réalisation de façon significative dans l’environnement coloré. Ces résultats permettront aux cliniciens de mieux justifier leurs choix chromatiques lors de l’adaptation des activités de leurs clients. / This master's thesis examines the question of how to maximize the potential vision of individuals with a visual impairment, by modifying their environment. Objectives were to document the time taken to complete daily tasks for individuals with a loss of peripheral vision (retinitis pigmentosa/RP) and with a loss of the central field of vision (macular degeneration/MD) by colouring the environment and, by providing a black and white environment. Two groups (15 RP and 15 MD) carried out nine everyday tasks in three environments (not adapted; black and white; coloured). Both groups took significantly longer to carry out these tasks, compared to the sighted, irrespective of the environment. However, the participants with RP were faster in the coloured environment compared to the other two environments. These results may allow the clinicians to better justify their choice of presentation environment when adapting activities for their clients.

Dans ce mémoire de maîtrise de type recherche, nous discutons essentiellement de la formation d’image. Dans un premier chapitre, nous décrivons les modèles classiques de formation d'image. Nous commençons par une description de la lumière voyageant dans la scène pour arriver à l'image formée sur le capteur. Ensuite, nous critiquons ces modèles sur le fait que le capteur entraine une perte d’informations sur la structure de la scène. De plus, pour un point donné du plan image, tous les rayons provenant de la scène ne sont pas pris en compte pour la formation d'une image. Nous essayons alors de combler ces défauts en introduisant la notion de champ lumineux dans le deuxième chapitre. Nous décrivons le modèle des champs lumineux d'une scène. Ce dernier permet alors d'estimer le champ lumineux à partir d'une image à l'aide de deux méthodes : la méthode des moindres carrés et une méthode variationnelle. Celles-ci sont présentées dans le troisième chapitre. Enfin, dans un quatrième chapitre, nous abordons un autre aspect de la formation d'image. En effet, nous travaillons sur une nouvelle matrice de filtres couleurs (color filter arrays, CFA) que nous nommons CFA de Burtoni. Dans ce chapitre, nous comparons, selon une mesure d'aliasing et de résolution, ce CFA avec d'autres CFAs existant dans la littérature, sans faire appel au démosaïquage. Afin d'effectuer ces comparaisons, nous introduisons également des classes d'images correspondantes à différents contenus comme les textures, les zoneshomogènes et les lignes.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce travail cherche à défendre une théorie objectiviste des couleurs en conciliant deux thèses tenues habituellement pour incompatibles : le physicalisme, selon lequel les couleurs sont des propriétés physiques décrites par la science, et la thèse de la révélation, selon laquelle la nature des couleurs est révélée par l’expérience. Ces deux thèses sont tenues pour inconciliables parce que les couleurs se présentent comme des qualités, alors que la science traite de quantités. Après être revenu sur l’histoire du problème en montrant comment on peut comprendre la controverse moderne sur les qualités secondes à partir de la thèse de la révélation, je montre comment comprendre cette dernière thèse et je soutiens que toute théorie plausible des couleurs doit soutenir la révélation. Je soutiens que les couleurs sont des événements transitoires, et non pas des propriétés permanentes des objets. La lumière ne se contente pas de révéler la couleur des objets, mais la produit : les couleurs sont des effets de l'interaction de la lumière avec l'objet ou, quand il s'agit de sources primaires de lumière, des événements se produisant en leur sein. Cette thèse semble offrir une réponse, au moins partielle, à des arguments classiques à l'encontre de l'objectivité des couleurs, notamment certaines versions de l'argument de la relativité. Surtout, cette catégorisation nouvelle des couleurs permet de concilier les descriptions qualitatives et chromatiques des couleurs avec leurs descriptions quantitatives et physiques, permettant ainsi de concilier l’image manifeste et l’image scientifique du monde. / This work tries to defend an objectivist theory of colour by a reconciliation of two theses generally considered as incompatible: physicalism, the theory that colours are scientific properties of objects, and revelation, the thesis that the nature of a colour is revealed by an experience of this colour. Those theses are considered as incompatible because colours are presented as qualities, while science is only about quantities. After a chapter about the history of the problem, showing how we can understand the modern controversy on secondary qualities thanks to the revelation thesis, I show how to understand revelation, distinguishing it from phenomenology, and claim that a correct theory of colour must support revelation. After that, I argue that colours are transitory events, not standing properties: light produce colours, which are effects of the interaction of light with matter or, for primary light sources, events happening in them. This thesis gives a partial answer to some arguments against objectivism, notably variability arguments. Above all, this new categorization of colour reconciles the qualitative chromatic descriptions of colours with their quantitative physical descriptions, thus allowing reconciliation between the manifest and the scientific images of the world.

Comme la consommation de médias numériques a explosé ces dernières années, faire des photos esthétiques, avec ou sans expertise artistique, est plus que jamais un sujet de recherche. Plusieurs axes peuvent être explorés: la haute définition, la luminance ou contraste étendue, les gamut couleur étendus. En plus de ces propriétés intrinsèques de l'image, des connaissances perceptuelles et/ou artistiques seraient de grande valeur pour tout utilisateur manipulant le contenu des images. Cette thèse propose d'aborder le thème de l'harmonie des couleurs. La littérature en lien avec ce sujet se retrouve à travers diverses disciplines : la science des couleurs, le traitement d'image, la psychologie… Ces expériences menées en science des couleurs privilégient la mesure de patchs combinant deux ou trois couleurs, rendant l'extrapolation à des images naturelles impossibles. D'autres approches ont défini des lois empiriques dictant l'arrangement des couleurs sur la roue des teintes. Le cadre applicatif de ces modèles géométriques manque de rigueur quant à leur utilisation. Malgré cela, des algorithmes en traitement d'image employant ces modèles ont vus le jour. Si les résultats semblent qualitativement agréables, ces algorithmes méritent une validation plus quantitative et objective, faisant intervenir une base de données appropriée. Dans cette thèse, deux approches sont mises en perspective: un travail expérimental et une partie algorithmique. Une expérience a été menée à l'aide d'un oculomètre avec une tâche dédiée à l'analyse de l'harmonie des couleurs, permettant de mesurer des effets dans le déploiement de l'attention visuelle. A partir de ces données, une vérité terrain a été extrapolée, permettant la validation des méthodes algorithmiques ensuite proposées. En premier, nous avons amélioré l'état de l'art sur l'harmonisation automatique des images au travers de diverses contributions et avons démontré de façon exhaustive le gain de notre approche. En deuxième contribution algorithmique, nous avons introduit une nouvelle sorte de métrique de qualité qui combine les concepts de masquage visuel et d'harmonie des couleurs. Ainsi, nous pouvons prédire quelles zones de l'image seront perçues harmonieuses, au vue de leur voisinage et donc des effets de masquages potentiels. Enfin, une dernière contribution, nous a amené à dériver deux outils d'édition incorporant les deux techniques précédentes, permettant de rendre accessible les concepts d'harmonie des couleurs à travers une formulation cachée et intuitive. / Since the consumption of digital media exploded in the last decade, making aesthetic pictures quickly - with or without artistic expertise - is more than ever a research topic. Different axis of investigations remain possible: high resolution, high dynamic range or wide color gamut. Additionally to these objective image properties, more perceptual and artistic insights could be of benefit to any user manipulating pictures. In such context, this thesis deals with the topic of Color Harmony. The literature related to this topic is limited, but involves many different scientific areas: color science, image processing and psychology and so on. The validity of collected data is questionable due to their limitation to two- or three-colors patches. The models fitted from these data remain non-exploitable on natural pictures. Other models depicting rules or areas on color wheel lack scientific guidelines for their utilization. Nonetheless, some algorithms employing color harmony theory and models as a core concept showed up in the literature, but suffered from being quantitatively tested and validated. In this thesis, two views are put in perspective in order to respond to the previous statements: an experimental and a computational approaches. The conducted experiment allowed observing some effects with an eye-tracking protocol, never applied before with a task on color harmony assessment. From the collected data of our experimental work, we designed a method to generate a ground truth, which would serve to the validation of the two proposed computational methods. First, we improved an existing architecture for automatic color harmonization and demonstrated exhaustively the benefit of our approach. As a second computational contribution, a novel quality metric is introduced that integrates the concepts of visual masking and color harmony. Thus, we may predict which areas would be perceived harmonious regarding its neighborhood and then the potential masking effects. As a last contribution, two editing tools made accessible the color harmony theory through a hidden formulation of it and a user-friendly and intuitive interface.

Les ailes iridescentes du papillon Morpho rhetenor sont couvertes d'écailles profondément striées comme des réseaux de diffraction. Chaque strie est un empilement de couches minces d'air et de chitine. La recherche d'inspiration pour de nouveaux composants motive l'étude des propriétés optiques de cette structure photonique. Sa géométrie est caractérisée à différentes échelles. Les spectres de réflexion confirment les interférences. La diffraction par les stries explique la répartition spatiale de l'intensité réfléchie. Nous avons exploré les propriétés optiques des écailles en microspectrophotométrie et en micropolarimétrie. Nous simulons le champ électromagnétique dans la structure avec la méthode Rigorous Coupled-Wave Analysis. L'introduction de désordre dans la structure photonique et entre écailles permet de mieux comprendre les résultats des mesures. Des simulations avec la méthode des éléments finis et la première approximation de Born montrent l'intérêt de ces outils.