identification des couleurs - cours de première année

IDENTIFICATION

DES

COULEURS

IDENTIFICATION DES COULEURS

TRIANGLE DE LA CIE (1931) CIE = Commission Internationale de l’Eclairage


TRIANGLE DE LA CIE (1931) CIE = Commission Internationale de l’Eclairage Spectre des couleurs visibles (en nm)

Coordonnées x et y


TRIANGLE DE LA CIE (1931)

Chaque couleur peut être exprimées par ses coordonnées x et y.

Exemples : x = 0.2 y = 0.1 bleu x = 0.1 y = 0.8 vert x = 0.6 y = 0.3 rouge

Seules les couleurs situées à l’intérieur du triangle sont visibles par l’œil humain.

Les couleurs représentées sur la périphérie du triangle sont à leur saturation maximale, c’est-à-dire sans aucun mélange avec de la lumière blanche.

La zone centrale du triangle représente le mélange de toutes les couleurs, c’est-à-dire le blanc.

La couleur magenta (mélange de bleu et de rouge qui n’existe pas dans l’arc en ciel), constitue la base du triangle : c’est la droite théorique qui relie le bleu extrême saturé (420 nm) au rouge extrème saturé (680 nm)

CIE = Commission Internationale de l’Eclairage

NOTION D’ILLUMINANT En colorimétrie, le terme illuminant désigne la lumière qui éclaire un objet. Cette lumière doit être définie pour qu'on puisse comparer les couleurs.

il s'agit généralement d'une lumière blanche.

On a défini la lumière blanche comme étant le mélange de toutes les couleurs

On a également défini la lumière blanche par rapport à sa température de couleur

NOTION D’ILLUMINANT En colorimétrie, le terme illuminant désigne la lumière qui éclaire un objet. Cette lumière doit être définie pour qu'on puisse comparer les couleurs.

il s'agit généralement d'une lumière blanche.

On a défini la lumière blanche comme étant le mélange de toutes les couleurs

On a également défini la lumière blanche par rapport à sa température de couleur

Lieu du corps noir

La température de couleur d’une source de lumière est la température à laquelle il faut élever un corps noir pour obtenir une lumière blanche en répartition spectrale équivalente.

NOTION D’ILLUMINANT En photographie couleur, les caractéristiques d'une surface sensible se définissent par rapport à un illuminant.

C’est le « blanc de référence ».

Depuis 1931, de nombreux illuminants de référence ont été définis en fonction des besoins. On les repère par une lettre ( A – B – C – D – E ou F )

NOTION D’ILLUMINANT

A

L'illuminant A défini en 1931 par la CIE est utilisé pour représenter la lumière typique d'un filament de tungstène d'une ampoule domestique. Il peut être employé dans toutes les applications de colorimétrie impliquant l'utilisation d'une lumière incandescente, à moins qu'il y ait des raisons spécifiques d'employer un autre illuminant.

illuminant A (2856°K)

x = 0.4476 y = 0.4075


B

L’ illuminant B est un simulateur de lumière du jour définis en 1931 par la CIE, obtenu en filtrant la lumière de l’illuminant A avec des filtres liquides. L’illuminant B correspondait approximativement à la lumière du soleil au zénith et à celle des arcs électriques utilisés sur les plateaux à l’époque. Cet illuminant est aujourd’hui devenu obsolète.

illuminant B (4874°K)

x = NC y = NC


C

L’ illuminant C est également un simulateur de lumière du jour définis en 1931 par la CIE, obtenu en filtrant la lumière de l’illuminant A. L’illuminant A correspondait approximativement à une lumière du jour moyenne. Cet illuminant est aujourd’hui remplacé par les illuminants D

illuminant C (6774°K)

x = 0.3101 y = 0.3163


Les illuminants de la série D recouvrent des températures de couleur variant entre 5000 et 25000°K. Les illuminants les plus courants de cette série sont le D55 et le D65.

illuminants série D (entre 5000°K et 25000°K)


Il représente ce que les physiciens appellent la ‘lumière de l’horizon ».

illuminant D55

(5003°K)

D55


C’est l’illuminant de la « lumière à midi ». Caméras numériques, appareils photo, écrans d’ordinateurs, Vidéoprojecteurs (…) sont tous calibrés sur cet illuminant.

illuminant D65 (6504°K) x = 0.3127 y = 0.3290

D65


L’illuminant E n’est pas un corps noir (il est situé en dehors du « lieu du corps noir »). Bien que proche de la lumière du jour, il ne peut être intégré dans la série des illuminants D.

illuminant E (5455°K) x = 0.3333 y = 0.3333 E


La série F d’Illuminants représente divers types de lumière fluorescente.

illuminants série F (de FL1 à FL12)

REMARQUES CONCERNANT LES TUBES FLUORESCENTS Les tubes fluorescents ont un spectre de couleurs discontinu

Les illuminants de référence correspondant à ces sources devront également avoir un spectre discontinu.





Du fait de la discontinuité de leur spectre, les illuminants de série F ne

peuvent figurer sur cette courbe

Illuminants série FL1 à FL6

IRC (Indice de Rendu des Couleurs)

L’IRC : Indice de Rendu des Couleurs (in english : CRI for Color Rendering Index) est un indice défini par la CIE pour permettre de mesurer la propension d’une source lumineuse à bien rendre les couleurs.

15 couleurs tests ont été définies : – les 8 premières correspondent à des couleurs de saturation modérée et de clarté moyenne semblable, – 6 couleurs ont ensuite été ajoutées pour des applications particulières, d’une part avec des couleurs plus saturées et d’autre part avec des couleurs spécifiques (chair type européen et vert forêt), – Enfin, une quinzième couleur représentative de la teinte chair asiatique a été également précisée

DETERMINATION DE L’IRC d’une source de lumière :

Le principe de calcul est simple :

1) des couleurs et une source de référence (illuminant FL4) sont définies par la CIE

2) le spectre de la source étudiée est mesuré (seule mesure à effectuer)

3) les rendus des couleurs sur les échantillons de couleurs définis, d’une part par la source de référence et d’autre part par la source étudiée sont comparés pour déterminer l’IRC



IRC 100 75 50 25 0

Voici à quoi peut ressembler par exemple un résultat pour les LED. Bien noter que le R9 n’est pas pris en compte dans le Ra (qui est la moyenne des 8 premiers échantillons) donc le mauvais rendu du rouge ne sera pas pris en compte dans l’IRC.


IRC 100 75 50 25 0

Les sources de lumière blanche possédant un spectre continu ont toutes un IRC égal à 100 : - Lumière du jour naturelle - Lampes à incandescences à filament de tungstène - Lampes quartz hallogènes - Arc électrique Pour toutes les autres sources, il convient de vérifier la valeur de l’IRC : - Lampes Xénon - Lampes HMI - Tubes fluorescents - Lampes fluocompactes - LED

SEULES LES SOURCES DE LUMIERE POSSEDANT UN IRC SUPERIEUR OU EGAL A 95 SONT UTILISABLES EN PRISE DE VUE

SATURATION DES COULEURS

C

A partir d’un illuminant choisi (ici, par exemple, l’illuminant C), on peut représenter n’importe quelle couleur visible en traçant une droite entre le point correspondant à l’illuminant au centre du triangle et le point situé à la périphérie du triangle correspondant à la longueur d’onde en nanomètre de la couleur choisie.

Tous les points constituant cette droite représenteront la même couleur à des saturations différentes :

- de 0 % (point de départ de l’illuminant)

- à 100 % (point d’arrivée à la périphérie du triangle.

Saturation 0 %

Saturation 100 %

COULEURS COMPLEMENTAIRES

La couleur complémentaire D' de la couleur C' se situe sur l'enveloppe du côté opposé par rapport au blanc W. Si : La couleur C et sa couleur complémentaire D ont la même saturation.

WC’ WC WD’ WD

=

COULEURS COMPLEMENTAIRES Vert

Magenta Bleu

Cyan

Jaune

Blanc

Rouge

SENSIBILITE DE L’ŒIL AUX COULEURS

Si la perception des couleurs par l’œil humain se situe sur la totalité de la surface du triangle CIE, La plupart des couleurs observables se situent à l’intérieur du domaine en surbrillance.

NOTION DE GAMUT

On appelle GAMUT la partie de l'ensemble des couleurs qu'un certain type de matériel permet de reproduire. Il peut notamment s'agir d'un appareil photographique, d’une caméra argentique ou numérique, d'un scanner informatique, d'un écran d'ordinateur, d'un rétroprojecteur, d'un vidéoprojecteur, d'un procédé d'imprimerie ou d'une imprimante.

Gamut CIE RGB

Filtre KODAK WRATTEN

N°92


N°93


N°94

Domaine d’application : Photographie argentique en couleur

Illuminant de référence :E

Gamut REC 601 (UIT-R BT 601)

Domaine d’application : SDTV au format 525 lignes / 60Hz ou 625 lignes / 50Hz

Fréquences image : 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz et 24 Hz.

L'acquisition initiale est possible en entrelacé ou en progressif.

Codage couleur et luminance sur 4 ou 8 bits.

La vidéo numérisée sous ce format doit utiliser l'encodage de couleur YUV 4:2:2, avec la luminance qui doit être codée au minimum sur 8 bit et la chrominance sur 4 bit. Coefficients de luminance :

Y = 0.2126 . R + 0.7152 . V + 0.0722 . B

Illuminant de référence : D65

Domaine d’application : HDTV (1920 x 1080 px ou 2048 x 1080 px)

Fréquences image : 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz et 24 Hz. Les fréquences fractionnaires ayant les valeurs précédentes divisées par 1,001 sont aussi permises (59,94 Hz, 29,97 Hz ou 23,97 Hz par exemple).

L'acquisition initiale est possible en entrelacé ou en progressif. En pratique, on peut utiliser les fréquences image suivantes : 25i, 25PsF, 25p, 50p pour les systèmes 50 Hz ; 23.976p, 23.976PsF, 24p, 24PsF, 29.97i, 29.97p, 29.97PsF, 30PsF, 30p, 59.94p, 60p pour les systèmes 60 Hz.

Codage couleur et luminance sur 8 ou 10 bits Coefficients de luminance :

Y = 0.2126 . R + 0.7152 . V + 0.0722 . B

Gamut REC 709 (UIT-R BT 709) Illuminant de référence : D65

92%

74%

93%

Saturation des

couleurs primaires

(également appelée s RGB ou s RVB en photographie)

Gamut ADOBE RGB

Domaine d’application : Photographie numérique


REC-709

ADOBE RGB

Gamut DCI-P3

Domaine d’application : Prise de vue et projection cinéma

Standard récent : les premiers ordinateurs et téléphones portables pouvant gérer le P3 sont sortis en 32016

Gamut REC-2020 (UIT-R BT 2020)

Domaine d’application : TV UHD, cinéma 4K et 8K (3840 x 2160 px ou 7680 x 4320 px)

Fréquences image : 120p, 119,88p, 100p, 60p, 59,94p, 50p, 30p, 29,97p, 25p, 24p, 23,976p.

Seules les fréquences d'images à balayage progressif sont autorisées.

Codage couleur et luminance sur 10 ou 12 bits


LES PREMIERS

PROCEDES COULEUR

POUR LA PHOTO

ET LE CINEMA

PROCEDES

A

RESEAU

COLORE

……………… ……………… . . . . . . . . . PLAQUE DE VERRE

Résine

Résine

Résine

GRAINS DE FECULE DE POMME DE TERRE COLORES

PROCEDES A RESEAU COLORE - LES AUTOCHROMES LUMIERE (1904)

EMULSION INVERSIBLE NOIR ET BLANC

……………… ……………… . . . . . . . . . PLAQUE DE VERRE

Résine

Résine

Résine



EXPOSITION


L’émulsion noir et blanc est développée

en inversible pour donner directement une

image positive.

……………… ……………… . . . . . . . . . PLAQUE DE VERRE

Résine

Résine

Résine



DEVELOPPEE


VISIONNAGE


Brevetées en 1904 par les frères Lumière, les plaques sont produites et commercialisées dès 1907 par la société Lumière et connaissent un grand succès populaire jusqu'à l'apparition du Kodachrome au début des années 1930. La production s’arrête en 1932, le procédé étant alors décliné sur supports souples jusqu’en 1955.

PROCEDES A RESEAU COLORE – PROCEDE DUFAYCOLOR (1933)

Mis au point et commercialisé au début des années 30 par le français Louis DUFAY.

Même principe que les Autochromes, mais le réseau coloré est ici imprimé préalablement

sur le support de la pellicule

EXPOSITION DEVELOPPEMENT INVERSIBLE

PROJECTION

PROCEDES A RESEAU COLORE – PROCEDE DUFAYCOLOR (1933)

PROCEDES

A

IMAGES

SEPAREES

PROCEDES A IMAGES SEPAREES – LE KINEMACOLOR (1906)

Procédé bichrome

Sélection rouge

Sélection verte

NEGATIF POSITIF

Mis au point en 1906 par

George Albert SMITH et

Charles URBAN en

Angleterre

Gamut d’un procédé BICHROME

. . Rouge/Orangé

Bleu/Vert

Blanc

Tons chair

L’espace colorimétrique d’un procédé bichrome va se limiter à la ligne droite qui sépare, sur le triangle, les deux couleurs de sélection. Ces deux couleurs sont choisies de telle sorte que cette droite passe nécessairement par le blanc et les tons chair qui reproduisent la couleur d’un visage. On utilisait généralement les filtres suivants : 24

57

xD65 = 0.6650

yD65 = 0.3305

xD65 = 0.2587

yD65 = 0.6110

Kodak Wratten n° 24

Kodak Wratten n°57

Rouge/Orange

Bleu/Vert

PROCEDES A IMAGES SEPAREES – LE KINEMACOLOR (1906)

PROCEDES A IMAGES SEPAREES – LE GAUMONTCOLOR ou CHRONOCHROME GAUMONT(1911)

Procédé trichrome

PROCEDES A IMAGES SEPAREES – LE GAUMONTCOLOR ou CHRONOCHROME GAUMONT(1911)

PROCEDES

A SYSTEME

DIVISEUR

OPTIQUE

PROCEDES A SYSTÈME DIVISEUR OPTIQUE – LE TECHNICOLOR (1917)

SUJET Objectif

Prisme diviseur optique

Filtre rouge-orangé

Filtre bleu-cyan

Film 35 mm noir & blanc

Procédé bichrome

OBJECTIF DE LA CAMERA

PRISME DIVISEUR OPTIQUE


OBJECTIF DE LA CAMERA

PRISME DIVISEUR OPTIQUE

Filtre vert (arrêtant le bleu et le rouge) Couche N&B ortho

Enregistrant la composante

verte de l’image

Filtre magenta (arrêtant le vert)

Couche N&B non chromatisée

enregistrant la composante

bleue de l’image

Couche de gélatine

teintée servant

de filtre rouge

Couche N&B panchromatique

Enregistrant la composante

Rouge de l’image



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ef/3-strip_Technicolor_camera.jpg

Négatif

Sélection rouge Négatif

Sélection verte

Négatif

Sélection bleue


Sélection rouge Sélection verte Sélection bleue


Matrice rouge

imbibée d’encre

CYAN

Matrice verte

imbibée d’encre

MAGENTA

Matrice bleue

imbibée d’encre

JAUNE


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