La représentation des couleurs

Comment définir une couleur ?

Une personne normale peut distinguer près d’un million de couleurs différentes

Les nuanciers

Aristote (-384 / -322)

La couleur est composée de blanc (clarté) et de noir (obscurité)

confusion entre couleur et clarté

La lumière blanche du soleil se colorelorsqu’elle est obscurcie par de la fumée

Platon Aristote

L’école d’AthèneRaphaël - 1510

Succession linéaire des 7 couleurs du blanc au noir

chaque couleur est composée d’un mélange de blanc et de noir

blanc - jaune -rouge - violet - vert - bleu - noir

jour nuit

clarté obscurité

rouge = 1 blanc + 1 noir

Léonard de Vinci (1452 - 1519)

même succession de couleurs dans un ordre différent

La couleur d’un objet fait croire que la ‘couleur’ est une propriété intrinsèque de l’objet

Newton a mis en évidence la relation ‘couleur-lumière’

Isaac Newton (1643 - 1727) ‘ a new theory of light ’

1672 - 1704

source

lentille

spectre

prisme

‘ having darkened my chamber and made a small hole in my window shuts, I placed my prismat this entrance, that it might be refracted to the opposite wall.

It was a pleasing divertissement to view the vivid colors produces thereby.I became surprised to see them in an oblong form; which,

according to the laws of refraction, I expected should have been circular… ’

Cahier de laboratoire de Newton

pris

me

1la lumière blanche est

décomposée par le premier prisme

3 observations fondamentales

‘light is a heterogeneous mixture of differently refrangible rays’

2. la lumière monochromatique n’est pas décomposée par un deuxième prisme

violet - indigo - bleu- vert - jaune - orange - rouge

analogie arbitraire avec les 7 notes de la gamme

pas de rapport simple entre les fréquences (≠ octave)

3La somme des rayonnements monochromatiques

reconstitue la lumière blanche

La lumière est constituée de corpuscules que leprisme diffracte en fonction inverse de leur taille

Le cercle chromatique de Newton

7 couleurs (≈ gamme)

rouge - orange - jaune - vert - bleu -indigo - violet

p q r s t v x

rouge

vert

bleu

jaune

violet

complémentaire du rouge = cyan (bleu-vert

Les anneaux de Newton 1670

Le caractère corpusculaire décrit par Newton

ne permet pas l’interpétation correcte

des phénomènes d’interférences

Modèle corpusculaire

Les 7 couleurs sont dues à

7 corpuscules de masses différentes

qui sont déviés selon leur masse

‘zur farbenlehre’(1810)

Johann Wolfgang Goethe(1749 - 1832)

le concept de couleur naît de la dualité

‘ lumière - obscurité ’

Le blanc ne peut pas être la somme de toutes les couleurs

Opposition à Newton

‘ mehr licht ’

Goethe cherche à établir les conditions dans lesquelles se produisent les couleurs

‘ d’une part nous avons la lumière, de l’autre les ténèbres

nous plaçons un milieu trouble entre les deux

de ces oppositions avec l’intermédiaire naissent les couleurs ’

Ombres coloréesLe soleil vu à travers la fumée paraît rouge

Cercle de Goethe

Pour produire une couleurla lumière doit être obscurcie

Képler« la couleur est de la lumière plus ou moins ternie »

3 types de couleurs (1810)

Couleurs physiques ou ‘ couleurs lumières ’

Décomposition de la lumière blanche

Couleurs chimiques ou ‘ couleurs matières ’

Pigments et teinturesPropriété intrinsèque de l ’objet

Couleurs physiologiques

La couleur d’un objet est influencée par son environnement

Couleurs physiologiquesla perception des couleurs

vert plus vif à droite

le V paraît plus bleu

le V paraît plus vert

les rayures grises ont desaspects différents

X

Michel Eugène Chevreul (1786 -1889)

directeur de la Manufacture des Gobelins

1864répertoire de 14420 tonalités chromatiques

catalogue universel des couleurs

classer les échantillons de fils des Gobelins

cercle chromatique

72 tons de base

rayonnant autour du blanc

chaque couleur comporte 20 échelons

du clair au sombre

sur l’axe perpendiculaire au cercle

Chevreul

classement des 35 000

écheveaux de fibres des Gobelinsclair

sombre

Michel Eugène Chevreul

‘de la loi du contraste simultané des couleurs’(1839)

Loi du contraste chromatique

impressionnisme

Les deux petits carrés sont du même gris !

une couleur est influencée par ses voisines

Impression du soleil levant Claude Monet - 1872

Naissance de la théorie trichromatique

Young - Maxwell - Helmholtz

Composition rouge, bleue, jaune

confirmé par la mise en évidence de 3 types de cônes dans la rétine

au 20ième siècle

1802

la trivariance visuelle

l’œil ne peut percevoir que 3 couleurs

la rétine contient 3 types de cellules réceptrices

Mise en évidence du caractère ondulatoire de la lumièreinterférences : fentes d’Young

Thomas Young (1773 - 1829)

1814 - Pierre de rosette

3 couleurs fondamentales : rouge - vert - violet3 variables : teinte, saturation, clartédifférence entre lumière et couleur

Champ des couleurs

Hermann von Helmholtz(1821 - 1894)

‘manuel d’optique physiologique’(1856)

1861montre que l’on peut obtenir une image couleur

en superposant des images ‘ noir et blanc ’ à travers 3 filtres de couleur rouge, vert et bleu

James Clerk Maxwell (1831 - 1879)

additivité des couleurs primaires

Egalisation des couleurs

Jacques Christophe Le Blon (1667-1741)

Superposition de 3 planches gravées

Rouge - Jaune - Bleu

permet de reproduire toutes les couleurs

inventeur de l’impression en couleur (1731)

Portrait de Louis XV - 1739

J.C. Le Blon

3 couleurs

(rouge, jaune, bleu)

Imprimerie moderne

cyan - magenta - jaune+

noir

Mélanges additifs et soustractifs

Combinaison de rayons lumineux(émission)

Combinaison de pigments

(absorption)

= blancmélange additif

Télévisionrouge - vert - bleu

= noir

mélange soustractif

Imprimeriecyan - magenta - jaune

Choisir une couleur sur power point

standard

personnalisées

Rouge - Vert - Bleu

RVB/RGB

Teinte - Saturation - Luminance

TSL/HSU

L’espace RGB/RVB

Red - Green - BlueRouge - Vert - Bleu

blanc

noir

gris

Sytème RVB - le cube des couleurs

OM = R(R) + V(V) + B(B)

r = R/(R + V + B)

v = V/(R + V+ B)

b = B/(R + V + B)

r + v + b = 1il suffit de 2 paramètre

espace 2D

r, v, bcoordonnées trichromatiques de la couleur

Commission Internationale de l’Eclairage (1931)

Une couleur est représentée par un point dans l’espace RVB

plan r+v+b=1

V

B

R

certaines couleurs pures ne peuvent pas être obtenues par simple additivitéil faudrait introduire des coefficients négatifs

changement de système de référence RVB XYZ

Diagramme de chromaticité CIE (1931)

500 nm

380 nm

780 nm

x = rouge

y = vert

ligne des pourpres

spectrum locus = limites de la vision humaine

couleurs combinées

Diagramme de chromaticité

O

couleurs pures

Blanc(1/3 - 1/3)

Une couleur est définie par ses 2 coordonnées chromatiques (x,y)et sa luminance Y

O

X

Teinte = ASaturation = OX/OA

A

x

y

L’espace TSL

Teinte

Saturation

Luminosité

plus proche de la sensation physiologique

Saturationmélange avec du blancrouge ≠ roseune couleur saturée n’est pas mélangée avec du blanc

Teintelongueur(s) d’onde correspondante(s)

Luminositéintensité lumineuse reçue par l’oeil

la couleur est représentée dans un système de 3 coordonnées

teinte - saturation - luminosité

Atlas de Munsell (1915)

Méthode systématique d’identification

des couleurs en fonction de 3 paramètres

luminosité

saturation

teinte

Teinte : cercle horizontal

Luminosité : axe vertical

clair en haut, sombre en bas

Saturation : du centre vers l’extérieur

Atlas de Munsell(1915)

sombre

clair

ensemble de planches 2D obtenues par coupe 3D

Arbre de Munsell