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SPIRIT ET
OPPORTUNITY POLÉMIQUE SUR LES COULEURS DES PHOTOS PRISES PAR LES SONDES
La plupart des
photos sont de la NASA/JPL et MGS
Il m'a paru
intéressant de revenir sur l'aspect des photos diffusées par la NASA
correspondants aux prises de vue des sondes martiennes.
En effet, elles
semblent très rouges et ne ressemblent pas à ce que l'on serait en droit
d'attendre; j'ai alors fouillé le problème, et effectivement, il y a un
problème, ou plutôt une polémique.
Il faut d'abord se
rappeler comment les photos sont élaborées au niveau des sondes US, on
consultera avec intérêt une des news précédents ICI (du 6 avril) expliquant le
codage des images martiennes et les diverses caméras et filtres.
Un exemple de
cette polémique basée sur ces deux photos:
Quelle est la
bonne couleur???
La réponse : les
deux mon Général !!!
Pourquoi??
RAPPEL : les
caméras à bord de Spirit et Opportunity sont des caméras CCD comme dans une
webcam ou dans un appareil numérique, CE SONT DES CHIPS ÉLECTRONIQUES QUI NE
VOIENT PAS LES COULEURS!!!
Ils convertissent
la lumière en impulsions électriques dépendant de la luminosité, plus c'est
lumineux, plus le signal est fort. Il n'y a pas de pellicule argentique
photographique comme dans un bon vieux 24x36 qui serait impressionné par le
lumière et la couleur ambiante. Alors que faire?
Pour voir les
couleurs, il faut faire ce que font tous les enfants au jardin d'enfants,
mélanger certaines couleurs de base pour atteindre toutes les teintes, il faut
employer des FILTRES.
Par expérience, on
sait que trois filtres suffisent à reconstituer toutes les couleurs (pour
l'oeil humain), un filtre Rouge (R) Vert (G) et Bleu (B), c'est le système RGB
le mieux adapté à nos 3 types de cônes situés dans notre oeil (vision couleur
contrairement aux bâtonnets pour la vision nocturne)
Comme vous le
savez depuis la présentation sur les couleurs (voir ICI
), chaque couleur
correspond à une certaine fréquence de radiation lumineuse (qui va du rouge
basse fréquence, grande longueur d'onde au violet plus haute fréquence et donc
courte longueur d'onde) un objet apparaît d'une certaine couleur car il absorbe
toutes les longueurs d'onde sauf la couleur qu'il réfléchit.
Les pics
d'absorption de nos cônes sont approximativement :
Red : 600 nm
(nanomètres : 10-9m ou 0.6 microns)
Green : 510 nm
Blue : 450 nm
L'oeil humain peut
voir de 400 à approx 700 nm
Voici la façon
dont nos yeux perçoivent
les différentes couleurs
Il y a trois types de cônes dans la rétine
Ils se comportent
comme des filtres que l'on combine
Les rovers
possèdent aussi des filtres.
Ils sont tous liés
à la caméra (en fait appareil photo, mais on dit caméra par abus de langage, en
conservant le mot anglais) appelée PANCAM (Panoramic camera) située au sommet
de la potence portant les caméras qui elle seule comporte une roue porte filtre
(les deux "yeux" extérieurs de la photo suivante, l'une gauche, l'une
droite) .
Rappelons nous des
8 filtres installés sur les pancams des rovers :
CAMERA GAUCHE
CAMERA DROITE
L1. EMPTY
R1. 430 (SP) *
L2. 750
(20)
R2. 750 (20)
L3. 670
(20)
R3. 800 (20)
L4. 600
(20)
R4. 860 (25)
L5. 530
(20)
R5. 900 (25)
L6. 480
(25)
R6. 930 (30)
L7. 430 (SP)*
R7. 980 (LP)*
L8. 440 Solar ND R8.
880 Solar ND
On remarque que
seuls les filtres de la camera gauche L4,L5 et L6
correspondent approximativement à la vision humaine RGB.
Donc toutes les
photos faites avec d'autres filtres ne satisferont pas notre oeil!!
Et c'est bien
ainsi que cela a été développé par les ingénieurs du JPL, en effet les rovers
sont DES INSTRUMENTS DE MESURE SCIENTIFIQUES ET NON PAS DES APPAREILS DE
PHOTOS. (explication officielle de la NASA), ils doivent servir à donner des
indications aux ingénieurs et techniciens étudiant le terrain et si possible
voir un peu plus que l'œil humain vers les IR (au delà de 700nm) et les UV (en
dessous de 450nm).
Et accessoirement
seulement délivrer des photos pour le grand public.
Nous y voici!
Mais alors comment
s'y retrouver?
C'est comme pour
tout, il faut UNE RÉFÉRENCE COULEUR !
Et il y en a une
sur chaque rover, vous voyez ce que cela peut être ???
Oui , c'est le
petit gnomon que l'on voit sur presque toutes les photos.
Il est situé sur
les panneaux solaires et est photographié au moins 10 fois par jour pour
calibration de la luminosité et des couleurs.
Couleur originale
du cadran martien
Voilà les photos
diffusées par la NASA,
que remarque-t-on? Le rendu des couleurs est très moyen
Alors il ne faut
pas trop attendre des photos couleurs , elles sont plus ou moins
"subjectives".
On ne pourra
atteindre des couleurs "acceptables" pour l'œil humain que si on
combine les prises de vue avec les filtres corrects et bien équilibrés , ce que
l'on devrait faire avec tout appareil de photo numérique et qui s'appelle : la
balance des blancs (regardez la notice de votre appareil vous comprendrez la
procédure, alors pourquoi ne pas utiliser aussi une référence et même le cadran
solaire martien, bonne idée n'est ce pas?)
Le sujet du
(mauvais) rendu des couleurs a taraudé nos amis américains et plein de sites
Internet ont vu la jour sur ce sujet
Je vous en conseille
quelques uns (presque tous en anglais of course!) :
* Un des plus
complets est celui de Phil Plait (site Bad Astronomy, le nom veut tout dire!!) :
http://www.badastronomy.com/bad/misc/hoagland/mars_colors.html
* un site qui
délivre des photos couleurs corrigées des sondes martiennes :
http://www.gutenberg.net/1/2/0/8/12082/12082-h/opportunity/op.htm et
http://www.gutenberg.net/1/2/0/8/12082/12082-h/spirit/sp.htm
* Toute la
problématique du rendement des couleurs pour les pancams :
http://www.atsnn.com/story/30048.html
* Problématique des couleurs martiennes de Mars Connexion (EN FRANÇAIS mais
oui!)
http://www.spacenews.be/dossiers/mars2003/test1.html
* Pour essayer de
reconstituer des images de Mars avec de "vraies" couleurs :
http://www.highmars.org/niac/education/mer/mer00b.html
* Explication sur
les couleurs à partir d'exemples de Hubble (très bien fait) :
http://oposite.stsci.edu/pubinfo/looklike/truecol.html
* Calibration des
images couleurs des Rovers :
http://www.keithlaney.com/spirit_color_images_calibration.htm
* Sur la pancam et
les filtres :
http://www.highmars.org/niac/education/mer/mer00.html
* Sur les filtres en détail par le fabricant :
http://www.ominous-valve.com/pancam.html
* Voir l'action
des filtres sur la photo du gnomon (sundial en anglais)
http://www.ominous-valve.com/pancam.html
* Tous les détails
sur la pancam de la Planetary Society
http://www.planetary.org/mars/mer-inst-pancam.html
* Plus général sur
la vision des couleurs :
http://www.handprint.com/HP/WCL/color1.html#eye
Comme récompense
pour votre patience de long article, voici maintenant quelques photos corrigées
et correspondant de façon assez proche à la vision qu'aurait un humain sur la
planète rouge :
Vue de Spirit, les
collines Columbia :
Et Opportunity
corrigée :
Cela a une autre
gueule n'est ce pas!
Pour être complet
sur le sujet, les rovers ont aussi la possibilité de prendre des photos
"thermiques" au travers d'un spectro IR qui s'appelle le TES (Thermal
Emission Spectrometer) situé aussi dans la potence mais à 90° des caméras,
c'est ce que l'on aperçoit à l'extrême droit vers le milieu de la photo située plus
haut.
Les photos
retransmises ressemblent à ci dessous (une des dernières d'Opportunity de
Endurance Crater):
C'est une
succession de points de mesure indiquant les différentes compositions minérales
des sols, à cet effet il opère dans l'infra rouge, en effet les objets éclairés
par le soleil réfléchissent une partie du rayonnement dans l'IR et c'est une caractéristique
de sa propre composition, ici par exemple, les couches supérieures de surface correspondent
à l'hématite (rouge) et plus bas au basalte (vert)
Puis pour clore le
sujet, le point final nous serait-il donné par une prise de vue en orbite, en
effet la sonde Mars Global Surveyor semble mieux équipée pour fournir des
couleurs plus "humaines", voici la vue du site de Spirit (Gusev
Crater) avec au premier plan les collines Columbia.
(original sur http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA05874
)
Voilà j'espère que
ce sujet cela vous a amusé
C'est tout pour
aujourd'hui!!
http://www.planetastronomy.com
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