La couleur
On nomme couleur la perception par l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).
Il importe de ne jamais confondre couleur, notion perceptive, et longueur d'onde, notion physique. Ainsi, l'œil humain est le plus souvent incapable de distinguer un jaune monochromatique (une seule longueur d'onde) d'une composition correspondante de vert et de rouge. Cette illusion permet d'afficher du jaune sur nos écrans d'ordinateur, et, plus généralement n'importe quelle couleur grâce à la synthèse additive trichrome.
L'arc-en-ciel étant le spectre des longueurs d'ondes monochromatiques, ne comporte qu'un faible sous-ensemble des couleurs visibles par l'œil humain (mais a contrario contient des longueurs d'ondes invisibles à l'œil humain). Le rose, par exemple, n'y figure pas : il s'agit d'un panachage que ne peut restituer aucune longueur d'onde monochromatique.
Le rose est en effet constitué par l'accumulation de plusieurs ondes monochromatiques.
Le seul procédé connu de restitution intégrale des couleurs, c'est-à-dire fixant le panachage réel des longueurs d'onde de départ et non sa simple projection sur un nombre limité d'axes de teinte, est la photographie interférentielle de Lippmann (1891), onéreux et de mise en œuvre aussi contraignante que l'holographie, car fonctionnant lui aussi sur le principe des interférences. Les procédés polychromes (trichromes, quadrichromes, hexachromes…) lui sont donc préférés.
Définition
L'ensemble des couleurs est défini, actuellement, très souvent par ses trois caractéristiques de teinte, valeur et saturation. Le système LaB a tendance à le remplacer dans les systèmes colorimétriques avancés.Sur le cercle chromatique, on trouve: des couleurs complémentaires, des tons chauds et froids, des couleurs dites secondaires, des couleurs primaires, et des valeurs( blanc et noir ).
L'ensemble des fréquences des ondes lumineuses forme le spectre des teintes (souvent appelé spectre des couleurs) allant des infrarouges aux ultraviolets.
Les « gris » sont des valeurs particulières sur l'axe noir-blanc. Il s'agit toujours d'un mélange (en synthèse additive) d'égale proportion et avec la même valeur des trois couleurs primaires rouge, vert et bleu. En synthèse soustractive les trois couleurs seraient le cyan, le jaune et le magenta.
Chacun des gris peut être considéré comme une couleur dépourvue de teinte ; le noir et le blanc sont des gris extrêmes. Le noir est un gris de valeur nulle et correspond à l'absence de toute lumière (aucune lumière n'est reçue par l'œil). Le blanc est un gris de valeur maximale et peut être considéré comme une plénitude de couleurs (l'ensemble des fréquences d'onde lumineuse est reçu l'œil avec une valeur maximale). Notons qu'en toute rigueur, il n'existe pas un blanc, mais une infinité de blancs, dont chacun se caractérise par sa température de couleur : en photographie-couleurs et en vidéo, on distingue couramment le blanc à environ 2 800 K (kelvins) d'une lampe à incandescence classique, le 3 200 K d'une lampe photoflood au tungstène, le 5 200 K d'une lampe à arc et le 6 000 K d'un flash électronique ou du Soleil.
Synthèse additive
Le principe de la synthèse additive des couleurs consiste à s'efforcer de reconstituer, pour un œil humain, l'équivalent (l'apparence) de toute couleur visible, par l'addition, selon des proportions bien choisies, de lumières provenant de trois sources monochromatiques (par exemple des spots) dont les longueurs d'onde sont choisies une fois pour toutes pour répondre au mieux à cet objectif.
En observant l'arc-en-ciel, on peut voir que les gouttelettes de pluie, dans le lointain, décomposent la lumière en six couleurs, comme le feraient des prismes.
Newton reproduisit ce phénomène en décomposant la lumière solaire grâce à un prisme optique (un prisme droit en verre à base triangulaire). Il réussit à décomposer la lumière blanche en toutes les différentes couleurs du spectre.
Le physicien Young fit le contraire de Newton. Il recomposa la lumière. Il fit converger les six couleurs du spectre et obtint la lumière blanche. Il alla même plus loin en démontrant que les six couleurs du spectre pouvaient être réduites à trois. C'est-à-dire qu'il pouvait recomposer la lumière blanche avec ces trois couleurs. Il démontra aussi qu'en les mélangeant deux par deux, il pouvait obtenir les autres.
Et c'est ainsi qu'on différencia les couleurs primaires des secondaires.
Ce système de mélange de lumières signifie que plus on ajoute de couleurs plus on obtient de clarté. Par exemple, le vert et le rouge donnent le jaune indéniablement plus clair. On parle dans ce cas de système additif.
En théorie, ces trois longueurs d'onde optimales, que l'on appelle couleurs primaires, sont celles, complètement saturées, dont les teintes correspondent au maximum de sensibilité des trois types de cellules en forme de cône qui tapissent la rétine d'un œil humain normal (donc non atteint de daltonisme ou autre dyschromatopsie).
Les trois couleurs primaires sont les suivantes :
Tout ceci correspond à ce qu'on appelle en français le système Rouge vert bleu (RVB) ou en anglais Red Green Blue (RGB).
Il existe bien d'autres systèmes liés au RVB qui sont issus des travaux de la Commission Internationale de l'Éclairage. Le système de base est le CIE XYZ, d'où l'on déduit le CIE xyY qui sépare la luminance et la chrominance. Ce dernier a donné naissance à de nombreux systèmes pratiques dont le plus utilisé est sans doute le CIE Lab qui comporte le jaune en plus du rouge, du vert et du bleu.
Le système RVB peut aussi, de façon équivalente, être exprimé selon trois autres composantes qui sont la teinte, la valeur et la saturation et correspondent en français au système TSL (Teinte, Saturation et Luminosité ou valeur) et en anglais au système HSL (d'après les trois mots anglais Hue, Saturation et Lightness).
Il existe des formules mathématiques permettant de passer des trois composantes RVB aux trois composantes TSL (et inversement).
On nomme lumières de couleurs fondamentales (parfois appelées couleurs secondaires) les lumières de couleurs saturées obtenues en mélangeant deux à deux et en parts égales les lumières de couleurs primaires.
Les couleurs complémentaires sont les couleurs qui, combinées, contiennent toutes les couleurs du spectre et aucune en commun.
Les trois couleurs secondaires dans le système additif sont :
qui sont en fait les couleurs primaires du système soustractif et donnent le système CMJ (en anglais CMY ou YMC). Lorsqu'on mélange plus de deux primaires, on désature la couleur. Elle perd donc en saturation et gagne en valeur, pour se rapprocher du blanc.
Synthèse soustractive
En imprimerie-couleurs, en peinture et dans l'art du vitrail, il ne peut être question d'additionner des couleurs par mélange de lumière, mais plutôt de couleurs pigments.
Tous les corps opaques, quand ils sont éclairés, réfléchissent une partie ou toute la lumière qu'ils reçoivent et absorbent le reste. On peut donc obtenir les couleurs du spectre soit en mélangeant des pigments soit en filtrant une partie du spectre qui éclaire l'objet.
Les pigments qui se mélangent absorbent de plus en plus de lumière et deviennent de plus en plus sombre. Par exemple le jaune et le magenta donnent le rouge-orangé.
On parle dans ce cas de synthèse soustractive. Et dans ce cas les couleurs primaires, appelées aussi couleurs fondamentales associées pour les différencier des couleurs primaires du système additif car elles correspondent aux couleurs secondaires du système additif.
En théorie, et si nous disposions de pigments parfaits, l'utilisation des trois fondamentales permettrait d'obtenir :
Dans la pratique, la synthèse soustractive à partir des colorants courants ne permet pas d'obtenir l'ensemble des couleurs visibles par l'œil humain. De plus, même des colorants parfaits continueraient à poser problème car ils s'additionnent souvent en une réaction chimique qui altère la couleur finale.
En effet, lorsque l'on mélange deux matériaux colorés, on en obtient bien la teinte désirée, mais celle-ci perd en vivacité, et l'ajout de blanc pour compenser cette perte n'est pas satisfaisant car le blanc désature la teinte et ne permet donc pas d'obtenir la valeur recherchée. C'est pour cette raison que plusieurs imprimantes à jet d'encre ajoutent deux teintes pastel aux trois fondamentales afin d'obtenir un meilleur rendu.
Enfin, un noir obtenu par le mélange des trois fondamentales serait à la fois coûteux (mélange de trois encres chères) et de qualité douteuse (car la superposition n'en est jamais parfaite, ni l'opacité). En imprimerie, on utilise donc toujours au moins le noir comme quatrième couleur, ce qui correspond à la quadrichromie, utilisée pour tout ce qui s'imprime en couleur.
Ajoutons qu'en impression de grandes surfaces (affiches, par exemple), la technique des trames d'impression permet de contourner la question : en effet, si on examine une affiche de près, on se rend compte que les couleurs s'y juxtaposent bien plus souvent qu'elles ne s'y superposent. On retrouve alors quelque chose de très semblable… à de la synthèse additive. Toutefois, ce procédé n'est généralement pas utilisable pour des illustrations courantes comme celle d'un magazine.
Problèmes en peinture
En peinture, on préfèrera prendre plus de couleurs de base, car même si les cyans, magentas et jaunes utilisés sont très vifs (valeur très importante), ils perdent de leur vivacité en se mélangeant, ce qui pourrait limiter la palette de l'artiste.
Retenons qu'en synthèse soustractive (utilisant des pigments), contrairement à la synthèse additive, le mélange de plus de deux couleurs ne dénature pas celles-ci, et le mélange de plusieurs couleurs lui fait systématiquement perdre en valeur.
Un autre problème qui peut surgir est celui de la stabilité chimique des pigments. Parfois, le mélange d'un pigment et d'un autre produit un composé d'une couleur différente, altérant le résultat. La cinétique de la réaction chimique peut empêcher de se rendre compte immédiatement du problème : par exemple, on peut mélanger du blanc et du rouge pour obtenir un rose convenant à la peau, et les deux pigments réagissent en quelques mois pour former un composé noir qui gâche le tableau. D'où l'importance de la chimie dans le choix des couleurs.
Source:wikipedia.org