Lorsque vous regardez les images étonnantes capturées par Hubble ou les Mars Exploration Rovers, vous demandez-vous jamais: est-ce vraiment ce que vous voyez de vos propres yeux? Malheureusement, la réponse ne l'est probablement pas. Dans certains cas, comme avec les rovers de Mars, les scientifiques essaient de calibrer les rovers pour voir en «vraie couleur», mais surtout, les couleurs sont choisies pour produire le plus de science. Voici comment les scientifiques calibrent leurs incroyables instruments et la différence entre les vraies et les fausses couleurs.
Donc, pour commencer, mettons cela sous la forme d'une vraie ou d'une fausse question: T ou F: lorsque nous voyons les magnifiques images emblématiques du télescope spatial Hubble ou les superbes panoramas des Mars Exploration Rovers, ces images représentent ce que les yeux humains verraient s'ils observaient ces vues de première main.
Réponse: Pour le Hubble, surtout faux. Pour les rovers, principalement vrai, car les rovers fournissent une combinaison d'images dites «vraies» et «fausses» en couleur. Mais, il s'avère que le terme «vraie couleur» est un peu controversé, et beaucoup impliqués dans le domaine de l'imagerie extraterrestre ne l'aiment pas beaucoup.
"Nous essayons en fait d'éviter le terme" vraie couleur "parce que personne ne sait vraiment exactement quelle est la" vérité "sur Mars", a déclaré Jim Bell, le scientifique principal du système d'imagerie couleur Pancam sur les Mars Exploration Rovers (MER). En fait, Bell a souligné que sur Mars, ainsi que sur Terre, la couleur change tout le temps: que ce soit nuageux ou clair, le soleil est haut ou bas, ou s'il y a des variations dans la quantité de poussière dans l'atmosphère. «Les couleurs changent d'un instant à l'autre. C’est une chose dynamique. Nous essayons de ne pas tracer la ligne aussi fort en disant «c'est la vérité!» »
Bell aime utiliser le terme «couleur vraie approximative» parce que les images de la caméra panoramique MER sont des estimations de ce que les humains verraient s'ils étaient sur Mars. D'autres collègues, selon Bell, utilisent la «couleur naturelle».
Zolt Levay du Space Telescope Science Institute produit des images à partir du télescope spatial Hubble. Pour les images Hubble préparées, Levay préfère le terme «couleur représentative».
"Les couleurs des images Hubble ne sont ni des couleurs" vraies "ni des couleurs" fausses ", mais sont généralement représentatives des processus physiques sous-jacents aux sujets des images", a-t-il déclaré. "Ils sont un moyen de représenter dans une seule image autant d'informations que possible qui sont disponibles dans les données."
La vraie couleur serait une tentative de reproduire une couleur visuellement précise. Les fausses couleurs, en revanche, sont une sélection arbitraire de couleurs pour représenter certaines caractéristiques de l'image, telles que la composition chimique, la vitesse ou la distance. De plus, par définition, toute image infrarouge ou ultraviolette devrait être représentée avec une «fausse couleur» car ces longueurs d'onde sont invisibles pour l'homme.
Cependant, les caméras sur Hubble et MER ne prennent pas de photos en couleur. Les images en couleur des deux vaisseaux spatiaux sont assemblées à partir d'images distinctes en noir et blanc prises à travers des filtres de couleur. Pour une image, le vaisseau spatial doit prendre trois photos, généralement à travers un filtre rouge, vert et bleu, puis chacune de ces photos est redirigée vers la Terre. Ils sont ensuite combinés avec un logiciel dans une image couleur. Cela se produit automatiquement à l'intérieur des caméras couleur standard que nous utilisons ici sur Terre. Mais les MER Pancams ont 8 filtres de couleurs différentes tandis que Hubble en a presque 40, allant de l'ultraviolet ("plus bleu" que nos yeux peuvent voir) au spectre visible à l'infrarouge ("plus rouge" que ce qui est visible pour l'homme). Cela donne les équipes d'imagerie infiniment plus de flexibilité et parfois, de licence artistique. Selon les filtres utilisés, la couleur peut être plus proche ou plus éloignée de la «réalité».
Le même rocher imagé en couleurs vraies et fausses par Opportunity.
Dans le cas du Hubble, a expliqué Levay, les images sont encore ajustées pour augmenter le contraste et ajuster les couleurs et la luminosité pour souligner certaines caractéristiques de l'image ou pour rendre une image plus agréable.
Mais lorsque l'équipe MER Pancam veut produire une image qui montre ce que verrait un être humain sur Mars, comment obtenir les bonnes couleurs? Les rovers ont tous deux un outil à bord connu sous le nom de MarsDial qui a été utilisé comme projet éducatif sur les cadrans solaires. "Mais son vrai travail est une cible d'étalonnage", a déclaré Bell. «Il y a des anneaux en niveaux de gris dessus avec des éclats de couleur dans les coins. Nous les avons mesurés très précisément et les avons pris en photo avant le lancement et nous savons donc quelles sont les couleurs et les différentes nuances de gris. »
L'une des premières photos prises par les rovers était celle du MarsDial. «Nous prenons une photo du MarsDial, l'étalonnons et le traitons via notre logiciel», a déclaré Bell. "Si cela sort comme si nous le savions, alors nous avons une grande confiance en notre capacité à pointer l'appareil photo ailleurs, à prendre une photo, à faire le même processus et à ce que ces couleurs soient également correctes."
Hubble peut également produire des images calibrées en couleurs. Son «UniverseDial» serait des étoiles et des lampes standard au sein des caméras dont la luminosité et la couleur sont connues de façon très précise. Cependant, la mission de Hubble n'est pas de produire des images qui reproduisent fidèlement les couleurs. "Pour une chose qui est quelque peu dénuée de sens dans le cas de la plupart des images", a déclaré Levay, "car nous ne pouvions généralement pas voir ces objets de toute façon parce qu'ils sont si faibles, et nos yeux réagissent différemment aux couleurs d'une lumière très faible. " Mais l'objectif le plus important de Hubble est de produire des images qui véhiculent autant d'informations scientifiques que possible.
Le rover Pancams le fait aussi. "Il s'avère qu'il existe une grande variété de minéraux contenant du fer qui ont une réponse de couleur différente aux longueurs d'onde infrarouges auxquelles la caméra est sensible", a déclaré Bell, "afin que nous puissions faire des images fausses très ressemblantes à Andy Warhol, . " Bell a ajouté que ces images remplissent une double fonction en ce qu'elles fournissent des informations scientifiques, et que le public apprécie vraiment les images.
Ainsi, dans Hubble et MER, la couleur est utilisée comme un outil, soit pour améliorer les détails d'un objet, soit pour visualiser ce qui autrement ne pourrait pas être vu par l'œil humain. Sans fausse couleur, nos yeux ne verraient jamais (et nous ne saurions jamais) quels gaz ionisés composent une nébuleuse, par exemple, ou quels minéraux contenant du fer se trouvent à la surface de Mars.
En ce qui concerne la «vraie couleur», il existe une grande communauté universitaire et universitaire qui étudie la couleur dans des domaines tels que l'industrie de la peinture qui se fâche parfois lorsque le terme «vraie couleur» est utilisé par le groupe d'imagerie astronomique, a expliqué Bell.
«Ils ont un cadre bien établi pour ce qu'est la vraie couleur et comment ils quantifient la couleur», a-t-il déclaré. "Mais nous ne travaillons pas vraiment dans ce cadre à ce niveau. Nous essayons donc de ne pas utiliser le terme «vraie couleur». "
Levay a noté qu'aucune reproduction des couleurs ne peut être précise à 100% en raison des différences de technologie entre la photographie argentique et numérique, les techniques d'impression ou même des paramètres différents sur un écran d'ordinateur. De plus, il existe des variations dans la façon dont différentes personnes perçoivent la couleur.
"Ce que nous faisons sur Mars n'est vraiment qu'une estimation", a déclaré Bell, "c'est notre meilleure estimation en utilisant notre connaissance des caméras avec la cible d'étalonnage. Mais que ce soit absolument vrai à 100%, je pense que cela va obliger les gens à aller le découvrir. "
Pour plus d'informations, voir http://hubblesite.org/ ou consultez le livre de 2006 de Jim Bell «Postcards From Mars».
