Synthèse additive : Combinaison de sources lumineuses de différentes couleurs pour créer d'autres couleurs. Les couleurs primaires sont le rouge, le vert et le bleu.
- Les cellules photoréceptrices de l'oeil humain sont sensibles à trois plages de longueurs d'onde
- Les cônes responsables de la vision des couleurs répondent aux longueurs d'onde rouge, verte et bleue
- En combinant ces trois couleurs, on peut reproduire la majorité des couleurs perçues
- Les écrans exploitent cette propriété pour afficher des images colorées
L'oeil humain possède trois types de cônes sensibles aux longueurs d'onde rouge, verte et bleue.
Les couleurs rouge, verte et bleue sont les couleurs primaires de la synthèse additive.
Chaque pixel d'un écran est composé de trois sous-pixels (R, V, B) qui peuvent être activés indépendamment.
En variant l'intensité des sous-pixels, on peut reproduire la majorité des couleurs visibles.
Les écrans utilisent les couleurs rouge, verte et bleue car ce sont les couleurs primaires de la synthèse additive. Ces couleurs correspondent aux longueurs d'onde auxquelles sont sensibles les cônes de la rétine humaine. En combinant ces trois couleurs à différentes intensités, on peut reproduire une large gamme de couleurs.
• Perception humaine : L'oeil humain a trois types de récepteurs sensibles à R, V, B
• Synthèse additive : Plus on ajoute de lumière, plus c'est lumineux
• Applications : Télévisions, ordinateurs, smartphones, projecteurs
Synthèse soustractive : Mélange de pigments ou de filtres qui absorbent certaines longueurs d'onde de la lumière blanche. Les couleurs primaires sont le cyan, le magenta et le jaune.
Les écrans émettent de la lumière (synthèse additive), tandis que les imprimantes utilisent des pigments (synthèse soustractive).
Les pigments absorbent certaines longueurs d'onde et réfléchissent les autres. C'est une synthèse soustractive.
Les couleurs primaires soustractives sont le cyan, le magenta et le jaune, pas le rouge, vert et bleu.
Les pigments cyan, magenta et jaune sont choisis car ils correspondent aux couleurs complémentaires des primaires additives.
Le noir est ajouté car le mélange CMJ ne donne pas un noir pur, mais un brun foncé.
Les imprimantes n'utilisent pas les couleurs rouge, verte et bleue car elles fonctionnent selon la synthèse soustractive, contrairement aux écrans qui utilisent la synthèse additive. Les imprimantes utilisent les couleurs primaires soustractives : cyan, magenta et jaune (plus le noir). Ces pigments retirent (soustraient) des couleurs à la lumière blanche qui les éclaire.
• Écrans (RVB) : Synthèse additive, émission de lumière
• Imprimantes (CMJN) : Synthèse soustractive, absorption de lumière
• But commun : Reproduction fidèle des couleurs perçues
Sensibilité de l'oeil : L'oeil humain a une sensibilité maximale vers 555 nm (vert-jaune) et une sensibilité moindre aux extrémités du spectre visible.
L'oeil est plus sensible aux longueurs d'onde vertes (~555 nm) que celles rouges ou bleues.
Les feux doivent être visibles dans toutes les conditions et clairement distinguables.
Le rouge est associé universellement au danger et à l'arrêt. Il est également bien visible dans des conditions de faible luminosité.
Le vert correspond à la longueur d'onde de sensibilité maximale de l'oeil, donc très visible.
Le jaune est très lumineux, facilement distinguable des autres couleurs, et indique la transition.
Les feux de signalisation utilisent le rouge, le jaune et le vert car ces couleurs répondent à des critères de visibilité, de sécurité et de convention internationale. Le rouge est associé à l'arrêt et est bien visible, le vert correspond à la sensibilité maximale de l'oeil humain, et le jaune indique la transition entre les deux états. Ces couleurs sont également bien distinguables les unes des autres.
• Visibilité : Couleurs bien perçues par l'oeil humain
• Sécurité : Associations culturelles universelles (rouge = danger, vert = autorisation)
• Distinction : Facilement différenciables, même par les daltoniens
Capteur de caméra : Dispositif composé de millions de photosites (pixels) sensibles à la lumière, généralement équipés de filtres colorés pour reproduire la perception humaine des couleurs.
Un capteur numérique est composé de millions de photosites (pixels) sensibles à la lumière.
La plupart des capteurs sont recouverts d'un filtre de Bayer composé de filtres rouges, verts et bleus disposés selon un motif spécifique.
Chaque photosite ne capte qu'une composante de couleur (R, V ou B) grâce au filtre coloré au-dessus de lui.
Des algorithmes de dématriçage reconstituent la couleur complète de chaque pixel en interpolant les données des pixels voisins.
Les données brutes sont converties en image RVB finale après correction de la balance des blancs et d'autres ajustements.
Un capteur de caméra numérique fonctionne avec des millions de photosites sensibles à la lumière, chacun recouvert d'un filtre coloré rouge, vert ou bleu (filtre de Bayer). Chaque photosite ne capte qu'une composante de couleur. Des algorithmes de traitement reconstituent ensuite la couleur complète de chaque pixel en combinant les informations des pixels voisins, simulant ainsi la perception humaine des couleurs.
• Filtrage : Filtre de Bayer permet la capture sélective des couleurs R, V, B
• Dématriçage : Algorithme qui reconstitue la couleur complète à partir des données partielles
• Correction : Ajustement de la balance des blancs et autres paramètres
Interaction lumière-matière : Un objet coloré absorbe certaines longueurs d'onde de la lumière incidente et réfléchit les autres. La couleur perçue est celle des longueurs d'onde réfléchies.
La couleur d'un objet est déterminée par les longueurs d'onde de lumière qu'il réfléchit, pas celles qu'il absorbe.
Un objet rouge absorbe les longueurs d'onde correspondant aux couleurs cyan (bleu + vert) et réfléchit la lumière rouge.
La lumière verte ne contient que des longueurs d'onde correspondant à la couleur verte.
Quand la lumière verte arrive sur l'objet rouge, celui-ci absorbe cette lumière verte (car rouge et vert sont complémentaires).
Comme l'objet absorbe toute la lumière verte incidente et ne réfléchit rien, il apparaît noir à l'observateur.
Un objet rouge apparaît noir sous un éclairage vert parce qu'il absorbe la lumière verte incidente. Un objet rouge ne réfléchit que la lumière rouge et absorbe les autres couleurs. Sous éclairage vert, il n'y a aucune lumière rouge à réfléchir, donc l'objet apparaît noir.
• Objet rouge : Absorbe cyan (B+V), réfléchit rouge (R)
• Éclairage vert : Contient seulement de la lumière verte
• Résultat : L'objet absorbe la lumière verte et ne réfléchit rien → apparence noire
- Écrans LCD/LED : Synthèse additive RVB, chaque pixel composé de sous-pixels R, V, B
- Imprimantes : Synthèse soustractive CMJN, pigments qui absorbent certaines longueurs d'onde
- Photographie numérique : Capteurs avec filtres colorés pour reproduire la perception humaine
- Feux de signalisation : Couleurs choisies pour visibilité et convention universelle
- Les écrans utilisent la synthèse additive (RVB) tandis que l'impression utilise la soustractive (CMJN)
- La sensibilité de l'oeil influence le choix des couleurs dans les applications
- Un objet absorbe sa couleur complémentaire et réfléchit sa propre couleur
- La couleur perçue dépend de la lumière incidente et de la matière
- Les capteurs numériques reproduisent la perception humaine des couleurs
| Application | Système de couleurs | Principe | Exemple |
|---|---|---|---|
| Écrans | RVB (additif) | Émission de lumière | Télévision, smartphone |
| Impression | CMJN (soustractif) | Absorption de lumière | Imprimante, magazine | Photographie | RVB (numérique) | Filtres de Bayer | Capteur photo |
| Signalisation | Perception humaine | Sensibilité de l'oeil | Feux de circulation |
