UMR 5213

Pour un physicien, la couleur n’est que le résultat de la décomposition de la lumière blanche. Pour lui, la couleur est donc synonyme de lumière colorée. Cette lumière colorée est définie par sa longueur d’onde

Pour un physiologiste qui étudie les fonctions organiques de la vision, la couleur est une sensation colorée

Pour un peintre, un teinturier, un imprimeur, la couleur est la matière colorée utilisée pour produire la colorisation

UMR 5213

En moyenne, notre œil est capable de discerner plus de 350 000 couleurs ou teintes différentes

Mais très peu de personnes ont une perception correcte des

couleurs

3. L'œil est impressionné 3. L'œil est impressionné par des longueurs d'ondepar des longueurs d'onde

4. le cerveau "voit" 4. le cerveau "voit" des couleursdes couleurs

1. La source1. La sourceémet de laémet de la

lumièrelumière

2. L’objet2. L’objetabsorbe & réfléchitabsorbe & réfléchitcertaines longueurscertaines longueurs

d’onded’onde

Rouge ?Orange ?

UMR 5213

Trois types de cônes: Trois types de cônes:

Bâtonnets

Trois "couleurs" principales : Rouge, Vert, Bleu

UMR 5213

BlancBlanc

UMR 5213

Fixer le point noir pour quelques secondes

Fixer le point noir pour quelques secondes

UMR 5213

Rouge

Problème: pas de cônes différenciés…

UMR 5213

+/- +

- -

+Cônes L

Cônes M

Cônes S

Bâtonnets

RougeBlancJauneJaune

UMR 5213

On peut produire sans ambiguïté une sensation colorée donnée, par On peut produire sans ambiguïté une sensation colorée donnée, par mélange de trois autres excitations colorées arbitraires d’intensité mélange de trois autres excitations colorées arbitraires d’intensité

déterminée et indépendantes les unes des autresdéterminée et indépendantes les unes des autres

On peut produire sans ambiguïté une sensation colorée donnée, par On peut produire sans ambiguïté une sensation colorée donnée, par mélange de trois autres excitations colorées arbitraires d’intensité mélange de trois autres excitations colorées arbitraires d’intensité

déterminée et indépendantes les unes des autresdéterminée et indépendantes les unes des autres

S1(1,L1)

S2(2,L2)

S3(3,L3)

Sc ((),Lc )

Lc L1 L2 L3

x1

x2

x3

X3

X2

X1

O

UMR 5213

X3

X2

X1

O

A

B

C

A’

B’

C’

Projection 2DProjection 2D

B(xB(x1B1B,x,x2B2B,x,x3B3B))

X3

X2

X1O

C(xC(x1C1C,x,x2C2C,x,x3C3C))A(xA(x1A1A,x,x2A2A,x,x3A3A))

x1C x1A x1B

x2C x2A x2B

x3C x3A x3B

x1C x1i

i

x2C x2i

i

x3C x3i

i

A’, B’ et C’ sont colinéairesA’, B’ et C’ sont colinéaires C’ est toujours entre A’ et B’ C’ est toujours entre A’ et B’

UMR 5213

x1

x3

X3

X2

X1

O

x’1

x’3

x2x’2

K x'1x1

x '2x2

x'3x2

et K L'1L1

L'2L2

L'3L2

Les points A(xLes points A(x11,x,x22,x,x33) et A’(x’) et A’(x’11,x’,x’22,x’,x’33) )

correspondent à la même sensation coloréecorrespondent à la même sensation coloréemais L’ ≠ Lmais L’ ≠ L

O(point noir)

Lieu de couleursspectrales

êr

êV

Les couleurs spectralesLes couleurs spectrales

êb

UMR 5213

[0,0,1]

[0,1,0]

[1,0,0]

Cyan[0,1,1]

Jaune[1,1,0]

Magenta[1,0,1] Blanc

[1,1,1]Noir

[0,0,0]

R

V

B

Le système RVB

Couleur « C »[R,V,B]

C rR vV bB

R = 700 nmV = 546 nmB = 436 nm

Wright 1929Wright 1929

UMR 5213

r + v + b = 1

Le blanc (illuminant E)est au centre du triangle

rw = bw = bw = 1/3

r R

R V B

v V

R V B

b B

R V B

UMR 5213

Couleur « A »

C r'R v 'V b'B C r'R v'V b'B

Couleur « C »

A rR vV bB

Ces couleurs existent mais n’entrentPas dans le triangle !

UMR 5213

Avec un triangle ‘rectangle’ deux variables sontAvec un triangle ‘rectangle’ deux variables sontsuffisantes (r, v) pour déterminer la couleursuffisantes (r, v) pour déterminer la couleur

FC rFR vFV bFB

R= 700 nm FR = 1,0000 lmV= 546,1 nm FV = 4,5907 lmB= 435,8 nm FB = 0,0601 lm

Base (CIE 1931)Base (CIE 1931)

Le blanc est au centreLe blanc est au centredu triangledu triangle

ArgonContinuum

MercureRaies

UMR 5213

Transformation Orthotrope:Transformation Orthotrope:

point X : r 1,27 v 0,28

point Y : r 1,74 v 2,77

point Z : r 0,74 v 0,14

X 2,77R 1,75V 1,13B

Y 1,00R 4,59V 0,06B

Z 0,06V 5,59B

X

Y

Z

2,77 1,75 1,13

1,00 4,59 0,06

0,00 0,06 5,59

R

V

B

x X

X Y Z

y Y

X Y Z

z Z

X Y Z

Re-normalisation:Re-normalisation:

Ces « couleurs » n’existent pas

« Alychne » (L=0)

UMR 5213

x

y

z

1

X Y Z

X

Y

Z

X

Y

Z

2,77 1,75 1,13

1,00 4,59 0,06

0,00 0,06 5,59

R

V

B

RV

B

400 500 600 700 nm

Y est proportionnel à la luminance

UMR 5213

UMR 5213

Un rayonnement est caractérisé par sa distribution spectrale

S()

X S()x ()d380

780

Y S()y ()d380

780

Z S()z ()d380

780

y () Vphot ()

Pour une réflexion sur une surface

() S()()

z ()

x ()

y ()

(nm)

UMR 5213

WM

WD

YM YW

YD YW

xM xW

xD xW

Saturation

SM SD SW

W = 0spect = 1

SW SC SN

Ceci ne marche pas pour les pourpres

UMR 5213

La « couleur blanche » n’existe pas !La « couleur blanche » n’existe pas !La lumière blanche peut être interprétée commeLa lumière blanche peut être interprétée comme

correspondant à une excitation « équilibrée »correspondant à une excitation « équilibrée »des différente récepteurs fovéauxdes différente récepteurs fovéaux

Toutes les longueurs d’ondeToutes les longueurs d’onde Synthèse R-V-BSynthèse R-V-B Couleurs complémentairesCouleurs complémentaires

UMR 5213

Illuminant A: Corps noir Température de surface: 2856 K

Illuminant B: Lumière directe du soleil Temp. Coul. Prox.: 4874 K

Illuminant C: Lumière moyenne du jour Temp. Coul. Prox.: 6774 K

Illuminant E (ou W): Il correspond au spectre à énergie égale

Lampe à ruban de tungstènesans filtre

Lampe à ruban de tungstèneavec filtres

N’est pas réalisable !SSOOUURRCCEESS

(nm)

Etalon E

UMR 5213

Une lumière «chaude» possède une température de couleur inférieure à 3300 K.

A partir de 5000 K, une source lumineuse est qualifiée de «froide».

Sodium Haute pression 2200KIncandescence 2700KIncandescence halogène 3000KFluorescente “chaude” 3000KC-MHL (1) 3200KC-MHL (2) 4000K

Fluorescent “froide” 4100KHalogénure métallique 4500KHg-HID 6000KFluorescent lumière jour 6300KCiel bleu 8500K

La température de couleur d’une source désigne l’échauffement du corps noir nécessaire pour produire une lumière d’apparence semblable.

UMR 5213

Lieu du corps noir

10 000 K

5 000 K

3 300 K2 500 K2 000 K

1 115 K

E

C

D65

TBB=∞1 mired = 105/T

Sodium Haute pression 2200KIncandescence 2700KIncandescence -halogène 3000KFluorescente “chaude” 3000KC-MHL (1) 3200KC-MHL (2) 4000KFluorescent “froide” 4100KHalogénure métallique 4500KHg-HID 6000KFluorescent lumière jour 6300KCiel bleu 8500K

Seules les sources de lumière ont une température de couleur

UMR 5213

IRC:

Indique la capacité d’une source à restituer correctement les couleurs présentes dans l'environnement.

100 = IRC maximum.

0 = Absence de couleur reconnaissable.

Une différence de 5 points est perceptible

100 = IRC maximum.

0 = Absence de couleur reconnaissable.

Une différence de 5 points est perceptible

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8

71

32

6

54

14 « couleurs test »

n°1 rouge grisé clair (7,5R 6/4)n°2 jaune grisé foncé (7Y 6/4)n°3 vert jaune soutenu (5GY 6/6)n°4 vert jaunâtre moyen (2,5G 6/6)n°5 vert bleuâtre clair (10BG 6/4)n°6 bleu clair (5PB 6/8)n°7 violet clair (2,5P 6/8)n°8 pourpre rougeâtre clair (10P 6/8)

n° 9 rouge saturé (4,5R 4/13)n°10 jaune saturé (5Y 8/10)n°11 vert saturé (4,5GY 5/8)n°12 bleu saturé (3PB 3/11)n°13 rose jaunâtre clair (5YR 8/4) - peaun°14 vert olive moyen (5GY 4/4)

UMR 5213

() SW ()()

x

1. Mesurer le point de couleur de la source

2. Pour chacun de 8 couleurs mesurer les coordonnées (xi,yi)W avec la source de référence

3. Pour chacun de 8 couleurs mesurer les coordonnées (xi, yi) avec la source à caractériser

4. Calculer les différences de couleur ∆Ei (rap CIE 23-2)

5. Calculer Ri = 100 - 4,6 ∆Ei

Ra 1

8Ri

i1

8

0 Ra 100

UMR 5213

UMR 5213

UMR 5213

Les ellipses de Mac Adam: Différence perceptible entre deux couleurs

Les écarts sont bien plus importants aux longueursd’onde intermédiaires (verts…)

u 4x

2x 12y 3

4X

X 15Y 3Z

v 6y

2x 12y 3 6Y

X 15Y 3Z

Système UCS (CIE, 1960)

UMR 5213

Teinte: 10 zonesR (Rouge) GB (Vert Bleu)RP (Rouge Pourpre) G (Vert)P (Pourpre) YG (Jaune Vert)BP (Bleu Pourpre) Y (Jaune)B (Bleu) YR (Jaune Rouge)

Luminosité: 10 graduations 0: Noir 10: Blanc

Saturation: pas de limitation stricte

L’usage des nombres décimaux est possible

4RP 5/10

UMR 5213

L'espace de Munsell Généralet sa représentation simplifiée

T = teinteS = saturationL = luminosité