La couleur Les couleurs spectrales Lorsque la lumière blanche du soleil passe à travers un prisme les couleurs dites pures spectrales apparaissent. C’est dans les années 1670 qu’Isaac Newton (1642-1726) découvrit ce procédé de décomposition de la lumière. Les différentes couleurs perçues par l’œil et le cerveau humain correspondent à des longueurs d’ondes spécifiques du rayonnement solaire dans la partie du visible (de 400 nm à environ 740 nm). Newton nomma sept couleurs (plutôt des plages des longueurs d’ondes) tel que montré dans le tableau suivant. Aujourd’hui plusieurs ignorent l’indigo car il est difficile à distinguer. Il est à noter que l’intensité de la couleur peut altérer significativement la perception des couleurs spectrales. Par exemple une couleur jaune-orange de faible intensité peut être perçue comme du brun Couleur Violet Indigo Bleu Vert Jaune Orangé Rouge Intervalle des longueurs d’onde ~ 400–440 nm ~ 440–460 nm ~ 460–490 nm ~ 490–560 nm ~ 560-590 nm ~ 590-630 nm ~ 630–700 nm La couleur réfléchie Les couleurs perçues sont pour la plupart des couleurs réfléchies par les objets et ne sont pas des couleurs spectrales pures. Le rayonnement solaire réfléchi dont la longueur d’onde est dans la zone spectrale du visible est converti par des photo-pigments dans les cônes rétinals en trois signaux qui correspondent à la réponse des trois types de cônes. Cette réponse est fonction de la longueur d’onde et elle est décrite par les courbes de sensibilité spectrale des cônes aux longues (L), moyennes (M) et courtes (C) longueurs d’onde, montrées à la figure ci-contre. Mécanisme de perception La lumière provenant d’un objet a sa propre distribution spectrale. Cette distribution est convertie par les cônes en trois réponses selon la sensibilité des cônes. Ces réponses proviennent de l’intégration du produit de la sensibilité spectrale des cônes et de la lumière provenant de l’objet. La figure ci-dessus illustre ce processus. En multipliant le spectre de la lumière par les courbes de sensibilité des cônes et en intégrant nous obtenons les trois signaux couleurs fondamentales pour la perception de la couleur par le cerveau (bleu-vert-rouge). La hauteur des barres montre l’intensité relative des trois signaux fondamentaux dans cet exemple. Deux principes importants découlent de ce processus de perception humaine pour la formation des images en couleur : a) La trichromaticité : tout spectre peut être réduit à trois valeurs précises sans perte d’information en regard du système visuel et b) Le métamérisme : les couleurs produits par des spectres qui donnent exactement la même réponse trichromatique sont indistincts. L’exemple ci-dessous illustre le métamérisme avec deux spectres différents de lumière visible pouvant créer la même sensation de couleur. Dans cet exemple la couleur résultante est celle de la barre violette dans le coin supérieur. FORMATION D’IMAGES EN COULEUR La formation des couleurs par des moyens artificiels peut se faire en combinant les trois couleurs fondamentales (bleu, vert, rouge) et en modifiant leur intensité relative. Ces trois couleurs fondamentales sont appelées couleurs primaires additives. C’est la façon qui est suivie par le moniteur couleur d’un ordinateur ou d’un téléviseur ainsi que par les méthodes de lithographie. Si l’on projette sur un écran blanc des lumières formées de couleurs primaires additives (proportions égales des trois couleurs primaires), on obtient : Lumières bleue + verte + rouge = blanc Lumières bleue + verte = cyan Lumières bleue + + rouge = magenta Lumières verte + rouge = jaune On pourrait ainsi obtenir toutes les couleurs désirées en modifiant l’intensité ou la densité d’une couleur additive par rapport à l’autre. Ainsi, Lumières ½ verte + rouge = orange Les couleurs cyan, magenta et jaune sont appelées couleurs primaires soustractives. Toutes les couleurs peuvent être aussi formées par la soustraction de la lumière blanche par des filtres de ces trois couleurs primaires soustractives. Ce procédé est utilisé dans toutes les pellicules en couleurs et la peinture. Quelques exemples : Lumière blanche + filtre magenta = magenta Lumière verte + filtre magenta = noir Lumière blanche + filtre cyan = cyan Lumière rouge + filtre magenta = noir Lumière blanche + filtre jaune = jaune Lumière bleue + filtre jaune = noir La figure suivante illustre ces deux procédés de la formation de la couleur. Comme nous pouvons le constater, le filtre d’une couleur soustractive laisse passer les deux couleurs primaires additives dont la combinaison donne naissance à cette couleur particulière. Par exemple un filtre jaune lorsque exposé à la lumière blanche, ne transmettra que le vert et le rouge. C’est pourquoi on utilise beaucoup ce type de filtre pour éliminer le rayonnement bleu, résultat de la brume atmosphérique, ou on l’introduit dans la composition de l’émulsion d’un film couleur. Addition des couleurs Soustraction des couleurs
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