Transcript +a -a +b

Transmission de la lumière
Non-Métal opaque
LUMIÈRE INCIDENTE
DIFFUSE
RÉFLECTION
RÉFLECTION
SPÉCULAIRE
Transmission de la lumière
Matériel translucide
LUMIÈRE INCIDENTE
DIFFUSE
RÉFLECTION
RÉFLECTION
SPÉCULAIRE
DIFFUSE
TRANSMISSION
Transmission de la lumière
Matériel transparent
LUMIÈRE INCIDENTE
DIFFUSE
TRANSMISSION
RÉFLECTION
SPÉCULAIRE
TRANSMISSION
RÉGULIÈRE
Transmission de la lumière
Composition de la lumière
Isaac Newton a découvert qu’il y
a de la couleur dans le blanc
Transmission de la lumière
Composition de la lumière
X-
Rayons
Cosmiques
.00001nm
Rayons RAYS
Gamma
.001nm
1nm
UV
10nm
ULTRAVIOLET
300 nm
.01cm
.1 m
10 m
RADIO
100m
550
650
Lumière du jour
El
100
500
600
106m
1000 nm
Distribution d’énergie spectrale
0
400
Énergie
Électrique
Infrarouge
Spectre visible
450
200
Énergie
relative
Infrarouge MICRO-TV
WAVES
Longueur
d’ondes
[nm]
Wavelength
[nm]
700
Spectrophotométrie
Courbe spectrophotométrique - Orange
% Relative Reflectance
100
75
50
25
0
400
500
600
Wavelength - [Nanometers]
700
Spectrophotométrie
Courbe spectrophotométrique - Vert
Spectrophotométrie
Courbe spectrophotométrique - Bleu
Psychométrie
Couleur est une sensation…
Et chaque personne les perçoivent différemment.
Psychométrie
Psychométrie : prise en compte du sensible, de l’émotion. Dépend de la
culture.
Rouge :
•Amour, force, enthousiasme ...
•Danger, violence
Jaune : luminosité, tonique associé au soleil et or
Orange : chaleur, lumière ...
Vert : apaisement, détente, repos, printemps ...
Bleu :
•Calme et fraîcheur : ciel, mer, espace ...
•Dépression : le "blues"
Violet : rêverie, utopie, mysticisme. . .
Mélange temporel
http://home.sharpdots.com/resources/color.cfm?HDID=GP
L’œil
Illusions d’optique
Les espaces colorimétriques
TSL : teinte – saturation - luminosité
Teinte (hue)
Saturation (saturation)
Luminosité (value)
Les espaces colorimétriques
Munsell (HVC)
Teinte (hue)
Saturation (chroma)
Luminosité (value)
Les espaces colorimétriques
Munsell (HVC)
Les espaces colorimétriques
Munsell (HVC)
8
7
6
7.5 YR 7/16
5
4
3
Valeur
2 2
Chroma
4
8
12
16
Les espaces colorimétriques
NCS
Les espaces colorimétriques
Stimulus de couleurs
Sous des conditions bien spécifiées, la perception des couleurs
est reproductible
• Environnement neutre
• Oeil reposé.
• Luminances dans le domaine de fonctionnement optimal des
cônes.
• champ angulaire de 2° (fovea).
• Mode fenêtre.
Le(l)
On parle alors de Stimulus
l
Courbe spectrale
[S]
Stimulus de couleur
Les espaces colorimétriques
Synthèse additive
• Différentes courbes spectrales peuvent produire le même
stimulus (classe d’équivalence). On sait définir une égalité
des stimuli
[S] = [S’]
•
La superposition des lumières (synthèse additive) passe
au quotient
Le(l) = L(1)e(l) + L(2)e(l)  [S] = [S1] + [S2]
• La multiplication scalaire passe au quotient
Le(l) = k L(1)e(l)

[S] = k [S1]
Ça semble parfaitement évident, mais en fait ça ne l’est pas :
- c’est faux pour la « synthèse soustractive » (filtres)
- c’est faux si on sort du domaine de fonctionnement de l’œil (éblouissement)
Les espaces colorimétriques
Triplet RGB
• Trois couleurs de base (primaires) [R], [G], [B] permettent
de reproduire l’ensemble des couleurs observables.
• Par égalisation on définit le triplet (RGB) :
[S] = R [R] + G [G] +B [B]
• Possibilité de composantes négatives !
• Choix usuel des primaires (CIE 1930) [R] , [G] , [B] :
-
[R] monochromatique l = 700 nm
[G] monochromatique l = 546.1 nm
[B] monochromatique l = 435.8 nm
-
Intensités telles que
[E] = [R] + [G] + [B]
Où [E] est le stimulus associé au blanc de spectre énergétique constant
Les espaces colorimétriques
Triplet RGB
Le triplet RGB ainsi construit constitue la « mesure » du
stimulus [S]
Remarque :
Les luminances visuelles de primaires RGB sont très
différentes.
Lv(G) = 4,5907 Lv(R)
Lv(B) = 0,0601 Lv(R)
Ainsi la luminance visuelle totale d’ un stimulus [S] est
donnée par :
Lv(S) = Lv(R) ( 1. R + 4.5907 G + 0.0601 B )
Les espaces colorimétriques
Triplet RGB
[B]
• Esp. Vectoriel 3 dimensionnel, base ([R],[G],[B])
B
•
Pas de métrique, pas de produit scalaire !!
•
La luminance est une forme linéaire
[S]
G
0
•
La synthèse additive est la somme vectorielle
[G]
R
[R]
Espace des
couleurs (R,G,B)
• Les stimuli « physiques » forment un sous-ensemble convexe dont
le bord correspond aux stimuli monochromatiques (spectrum locus) :
tout stimulus est en effet synthèse additive de lumières
monochromatiques.
Les espaces colorimétriques
Diagrammes de chromaticité (Maxwell 1855)
[G]
[B]
[S]
r
[E]
s
s
e
b
g
0
[B]
[G]
[R]
Diagramme de Chromaticité
[R]
Diagramme de chromaticité
r
R
RG B
,
g
G
RG B
, b
B
RG B
Les espaces colorimétriques
Diagrammes de chromaticité (Maxwell 1855)
• Fonctions colorimétriques : coordonnées des stimuli
monochromatiques
Le(l)
dLe = Le(l) dl

[dl ]  dLe R (l ) [R]  G (l ) [G]  B (l ) [B]
l
… après un long travail sur une vingtaine de sujets, Guild
obtient les « Matching functions » de l’observateur standard
Les espaces colorimétriques
Diagramme RGB
…ce qui permet de tracer le diagramme RGB de
l’ensemble des couleurs :
Les espaces colorimétriques
Diagramme CIE XYZ (1931)
Un changement de base ([R],[G],[B])  ([X],[Y],[Z]) permet
de situer l’ensemble des stimuli physiques dans le « premier
quadrant » :
X = 2,7689 R + 1,7518 G + 1,1301 B
Y = 1,0000 R + 4,5907 G + 0,0601 B
Z = 0,0000 R + 0,0565 G + 5,5943 B
La transformation est de plus choisie pour
que :
- l’espace soit le plus
homogène possible ,
- Y représente directement la luminance
visuelle ,
- Une grande partie du SL corresponde à
Z=0 .
Toutes les structures vues en RGB se retrouvent dans le
système XYZ …
Les espaces colorimétriques
Diagramme CIE XYZ (1931)
• les coordonnées chromatiques
… en particulier :
x
X
X Y  Z
,
y
Y
X Y  Z
,
z
Z
X Y  Z
• Les fonctions colorimétriques , coordonnées du Spectrum Locus
X (l ) ,Y (l ) , Z (l )
Fonctions colorimétriques de l'observateur moyen
CIE 1931
Fonctions colorimétriques
2
1,8
1,6
1,4
1,2
X
1
Y
0,8
Z
0,6
0,4
0,2
0
380
480
580
680
Longueur d'onde l [nm]
780
Les espaces colorimétriques
Diagramme CIE XYZ (1931)
Valeurs ‘Tristimulus’ pour Orange
X = 41.73
Y = 33.77
Z = 2.34
Les espaces colorimétriques
Diagramme CIE XYZ (1931)
L’espace ainsi obtenu n’est toujours pas pourvu d’une métrique
homogène, comme le montre le diagramme des seuils de
perception.
y
x
Les espaces colorimétriques
Diagramme CIELAB (1976)
Après plusieurs tentatives une transformation non linéaire est
couramment adoptée :
Y
L  116 
 YI
*
 X
a  500 
  X I
*
Y
b  200 
  YI
*



1/ 3
 16
1/ 3






1/ 3
1/ 3



1/ 3



Y
 
 YI



 Z
 
 ZI



Qui redonne une forme de « solide
des couleurs » à peu près
satisfaisante
Les espaces colorimétriques
Diagramme CIELAB (1976)
Ce système est conçu pour caractériser la couleur des objets observés en
réflexion (mode objet) sous un illuminant standard. Par construction on a
LI* = 100 aI* = 0 bI* = 0 pour tenir compte des effets d’adaptation.
On définit la chroma :
C* = (a* 2 + b* 2) 1/2
et l’angle de teinte :
h = arctan(b* / a*)
• la métrique correspond mieux aux
distances colorimétriques perçues par l’œil
(Munsell).
• est couramment adopté par les
professionnels de la couleur.
‘Illuminants’ CIE
Sources lumineuses
D65
El
400
500
600
Wavelength [nm]
El
700
400
A
500
El
600
Wavelength [nm]
700
400
F2
500
600
Wavelength [nm]
700
‘Illuminants’ communs
A
Incandescence
C
Lumière du jour
(première version)
D65
Moyenne de lumière
du jour
F2
Fluorescent blanc
D50, D55, D75
Autres illuminants de
la lumière du jour
TL84,
Ultralume 30U
Illuminants
commercials
Éclairage Philips
L* a* b*
Système de coordonnées L = 100
+b
de couleurs
JAUNE
-a
VERT
+a
ROUGE
-b
BLEU
L=0
L = 58.12
a = +30.41
b = + 36.26
BLANC
100
-60
-40
-20
JAUNE
+20
+40
VERT
+60
+60
+40
+20
-20
-40
-60
BLEU
CLARTÉ
0
NOIR
ROUGE
Comparaison entre Hunter L,a,b
et CIE L*a*b
Hunter L, a, b (1958)
L = 58.12
a = +30.41
b = +36.26
CIE 1976
L*a*b*
L* = 64.79
a* = +32.21
b* = +83.43
Différence totale de la couleur dans les
coordonnées rectangulaires L* a* b*
Échantillon
Standard
Différence de
couleur
L* = 75.7
a* = +4.1
b* = +87.6
L* = 71.6
a* = +6.9
b* = +78.7
L * 4.1
a * 2.8
b *8.9
Différence totale des couleurs
dans les coordonnées rectangulaires
Échantillon
De couleur
L *
a *
Échantillon
De couleur
b *
Couleur
standard
Couleur standard
E *ab  (L*) 2 (a*) 2  (b*) 2
Problèmes potentiels avec E*
E *  (L*) (a*)  (b*)
2
2
2
ab
1.0  (0.57) (0.57)  (0.57)
2
2
1.0  (0.00) (1.00)  (0.00)
2
2
2
2
2.0
1.0
0.5
Gamme
typique de
tolérance
industrielle
CIE LAB
Unitès
Interprétation
des
différences
de couleur
1
0
5.0
Limite visuelle
approximative
0.2
0.01
Limite instrumentale
Teintes de
l’angle CIE
(hab)
+b* 90º
h ab= arctan b*
a*
+a* 0º
-a* 180º
-b* 270º
Amélioration de la tolérance
avec les coordonnées
 L*  C*  H*
  H*
  C*
  L*
Produits standards
Comparaison
acceptable
Phénomène par lequel une paire de produits
spectralement différents s'assortissent
au-dessous d’un ensemble de conditions
visuelles, mais pas sous d’autres.
Contraste simultané 1
Contraste simultané 2
Contraste simultané 3
Contraste de clarté simultané
Métamérisme
Qu’est-ce que le métamérisme
Plaque
standard
Échantillon
Même couleur
Plaque
standard
Échantillon
Couleur différente
• L'échantillon peut sembler différent de la norme
sous une source lumineuse différente.
Fluorescence
Illumination du jour
Illumination Ultra Violet
Fluorescence
Instruments pour mesurer les effets
de la température et les effets des
conditions climatiques
Par exemple:
- Rayons UV
- Condensation
- Lumière du soleil
- Jet de sel
- Humidité
Le choix du papier affecte la
couleur de l’encre
45°/ 0°
Tests sur la vision des couleurs
La cabine à lumière est un outil qui
devrait être utilisé pour les
mesures visuelles standardisées
 angle de l’illumination ?
 angle de vision ?
 qualité de lumière ?
 niveau d’illumination ?
 arrière-plan ?
 encadrement ?
 position du spécimen ?
Les 3 sources de lumière les plus communes
sont la lumière du jour,
incandescente & fluorescente.
0
45 /
Source
De
Lumière
0
0
Géométrie
Détecteur
Échantillon
Intégration de la sphère géométrique
sphere
Exclusion
Du port
spéculaire
Spécimen
au port
de réflectivité
À la sonde
lamp
Instruments portables de contrôle
de couleurs: Production
Spectrophotomètres
• Permets les mesures
de métamérisme
• Contrôle de la
composante UV
• Logiciel pour assortir
les couleurs
• La grandeur du port
pour la vision peut
être ajusté