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La couleur

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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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