Transcript Chapitre 13 – Colorimétrie

Chapitre 13 – Colorimétrie
On dit que notre œil arrive à distinguer environ huit millions de couleurs.
Comment définit-on précisément une couleur ?
I. Caractéristiques d’une couleur
Pour décrire précisément une couleur, il est nécessaire de connaître 3 variables :
 la teinte : elle est caractérisée par sa longueur d’onde comprise entre 400nm et 800nm et définit le nom de la
couleur.
Ex : rouge, vert, jaune…
 la luminance : elle est liée à la quantité de lumière réfléchie par l’objet coloré. Elle donne l’aspect clair ou
sombre de l’objet.
Ex : un objet au soleil ou à l’ombre
 le facteur de pureté (ou saturation) : il est lié à la notion de pureté d’une couleur. Il donne l’aspect vif ou
terne d’un objet. Une couleur est saturée si le pourcentage en noir est nul.
Ex : un tee-shirt neuf ou délavé
II. Diagramme de chromaticité TSL
II.1. Intérêt du diagramme
L’ensemble des couleurs, perçu par notre œil ou par des capteurs, est regroupé dans des espaces colorimétriques :
à chaque couleur correspond des coordonnées mathématiques dans un espace à 3 dimensions.
Pour déterminer la couleur, on utilise le diagramme de chromaticité TSL où la couleur est définie par deux
coordonnées graphiques (x ; y) et sa luminance Y.
On utilise ce diagramme pour désigner les couleurs et déterminer si deux couleurs sont identiques.
Les industriels qui utilisent la couleur peuvent s’assurer que deux couleurs de produits coïncident lorsque les
productions ne se font pas au même moment, avec le même matériel ou avec les mêmes colorants.
Ce diagramme a été créé dans le but d’être indépendant de tout matériel, de tout moyen d’émission ou de
reproduction de la couleur.
C’est actuellement le modèle le plus utilisé, même si d’autres modèles ont été créés depuis.
II.2. Description du diagramme
Voir diagramme en page suivante.
A l’intérieur des courbes 1 et 2, on retrouve toutes les couleurs perceptibles par l’œil humain.
Courbe 1 : « lieu du spectre » = spectrum locus. Ce sont les lumières monochromatiques dont les longueurs d’onde
s’étalent de 380 à 780 nm. Sur cette courbe, elles sont pures : leur pureté vaut 100 %.
Courbe 2 : droite des pourpres. C’est la droite qui relie les longueurs d’onde extrêmes (le violet et le rouge). Les
couleurs situées sur ce segment ne peuvent être obtenues que par le mélange de ces deux longueurs d’onde.
Le blanc parfait a une pureté nulle et est souvent représenté par le point W (= white) qui se situe aux coordonnées :
x = 1/3 et y = 1/3.
Courbe 3 : lieu du corps noir. Une source de lumière est qualifiée par la température du corps noir produisant un
rayonnement équivalent. Cela convient bien aux lampes à incandescence mais moins bien aux lampes spectrales.
Voir paragraphe II.4.
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Courbe1 : « spectrum locus »
= lieu du spectre
Courbe 3 : lieu du corps noir
Courbe 2 : « droite des pourpres »
II.3. Déterminer les caractéristiques d’une couleur
Technique : Comment déterminer les 3 paramètres TSL qui caractérisent la couleur C ?
On suppose qu’il est éclairé par une source de lumière blanche représenté par le point W.
Soit la demi droite [WC) issue de W et passant par C et S le point d’intersection entre cette demi-droite et le
spectrum locus.
- la longueur d’onde lue sur le spectrum locus donne la longueur d’onde dominante de C donc sa teinte.
WC
- la saturation est donnée par le rapport
.
WS
- par des transformations mathématiques, on retrouve la luminance.
Remarques :
- Si la demi droite [WC) rencontre la ligne des pourpres, la couleur C aura une teinte pourpre.
- On peut déterminer la longueur d’onde de la couleur complémentaire de C : on prolonge la demi-droite [WC) :
on obtient alors un deuxième point d’intersection avec le spectrum locus qui donne la longueur d’onde dominante
de la couleur complémentaire.
II.4. Les illuminants
On s’intéresse à la courbe 3 : le lieu des corps noirs.
Le « corps noir » en physique : Les objets que l’on chauffe à très haute température émettent d’abord des rayons
infrarouges, puis une lumière visible rouge, puis progressivement orangée, jaune, blanche et enfin bleutée.
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Les températures correspondant aux teintes obtenues offrent une échelle sûre et pratique pour évaluer la coloration
d’une source lumineuse.
On peut faire correspondre une couleur à un corps noir dont la température est connue (loi de Wien).
Lieu des corps noirs
Cette remarque est importante car la référence que l’on nomme blanc peut prendre une teinte non neutre qui va
influencer l’ensemble des couleurs.
Un illuminant est la modélisation mathématique de la source qu’il reproduit.
Exemples :
Illuminant
illuminant A
illuminant B
illuminant C
illuminant D65
illuminant D50
illuminant D75
illuminant E
illuminants F : de F1 à F12
Source de lumière
Température de couleur
lampe à incandescence avec filament de tungstène
lumière moyenne du jour
lumière moyenne du jour
lumière du jour
lumière du jour
lumière du jour
lumière d’égale énergie ou source équiénergétique
12 illuminants : lampes fluorescentes
TC = 2 900 K
4 800 K
6 770 K
6 500 K
5 000 K
7 500 K
variable
variable
D = Daylight (= lumière du jour)
Les illuminants A, B et C sont désormais désuets.
Illuminant D65 : Représente un état de la lumière du jour avec une température de couleur équivalente à 6504°K.
C’est l’illuminant de référence de la vidéo.
Energie
E
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III. Les gamuts
III.1. Définition
Le « gamut » (qui signifie gamme utile) ou « gamut de couleur » est un certain sous-ensemble de couleurs qui
représente l’étendue de l’espace de couleurs qu’un certain matériel permet de reproduire.
Cette notion traduit le fait qu’un appareil tel qu’un écran d’ordinateur ou une imprimante ne peut reproduire toutes
les couleurs visibles par l’œil humain. Elle retient toutes les teintes mais pas toutes les saturations : les couleurs
reproduites sont plus ou moins lavées de blanc.
Un gamut est généralement représenté dans le diagramme de chromaticité par un triangle ou un polygone qui joint
les couleurs de base utilisées par l’appareil.
Un gamut typique d’écran d’ordinateur : c’est le triangle coloré dont les sommets sont le vert, le rouge et le bleu
utilisés en synthèse additive. À l’intérieur du triangle, on retrouve les couleurs que l’on peut voir à l’écran. On voit
qu’il ne couvre pas la totalité de l’espace colorimétrique.
III.2. La conversion
Les couleurs d’un écran ou d’un scanner sont des couleurs de lumières synthétisées à partir du rouge, du vert et du
bleu, ce qui conduit naturellement à utiliser le système RVB.
Le système CMJN est adapté à la description des couleurs sur l’imprimante. Un document en RVB doit donc être
converti en CMJN pour pouvoir être imprimé.
Pour cela, il faut un moteur de conversion comme ColorSync d’Apple qui transforme les couleurs d’un profil
colorimétrique vers un autre suivant la méthode de rendu souhaité.
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