L’œil humain est sensible à une étroite bande de rayonnement électromagnétique qui se situe dans la gamme de longueur d’onde entre 400 et 700 nanomètres, communément appelée spectre de la lumière visible. Ce petit intervalle de rayonnement électromagnétique est la seule source de couleur. Toutes les longueurs d’onde présentes dans la lumière visible forment une lumière blanche incolore lorsqu’elles sont combinées, mais peuvent être réfractées et dispersées dans leurs couleurs individuelles au moyen d’un prisme.

Les couleurs rouge, verte et bleue sont classiquement considérées comme les couleurs primaires car elles sont fondamentales pour la vision humaine. Toutes les autres couleurs du spectre lumineux visible peuvent être produites en ajoutant correctement différentes combinaisons de ces trois couleurs. En outre, l’addition de quantités égales de lumière rouge, verte et bleue produit de la lumière blanche et, par conséquent, ces couleurs sont aussi souvent décrites comme les couleurs primaires additives.

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. Couleurs primaires additives Explorez comment les couleurs primaires additives interagissent entre elles pour former de nouvelles couleurs.

Comme l’illustrent les cercles de couleur superposés de la figure 1, si des portions égales de lumière verte et bleue sont additionnées, la couleur résultante est le cyan. De même, des portions égales de lumière verte et rouge produisent la couleur jaune, et des portions égales de lumière rouge et bleue donnent la couleur magenta. Les couleurs cyan, magenta et jaune sont communément appelées couleurs complémentaires, car chacune d’entre elles complète l’une des couleurs primaires, ce qui signifie que les deux couleurs peuvent se combiner pour créer de la lumière blanche. Par exemple, le jaune (rouge plus vert) est le complément du bleu car lorsque les deux couleurs sont additionnées, une lumière blanche est produite. De la même manière, le cyan (vert plus bleu) est le complément du rouge, et le magenta (rouge plus bleu) est le complément de la lumière verte.

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. Couleurs primaires soustractives Examinez comment les couleurs primaires soustractives se combinent pour former les additifs primaires, ainsi que le noir, l’absence de toute couleur.

Les couleurs complémentaires (cyan, jaune et magenta) sont parfois appelées alternativement les primaires soustractives. En effet, chacune d’elles peut être formée en soustrayant l’un des additifs primaires (rouge, vert et bleu) de la lumière blanche. Par exemple, la lumière jaune apparaît lorsque toute la lumière bleue est retirée de la lumière blanche, le magenta lorsque le vert est retiré et le cyan lorsque le rouge est retiré. Par conséquent, lorsque les trois couleurs primaires soustractives sont combinées, toutes les couleurs primaires additives sont soustraites de la lumière blanche, ce qui donne le noir, l’absence de toute couleur.

Jusqu’à présent, cette discussion a porté sur les propriétés de la lumière visible en ce qui concerne l’addition et la soustraction de la lumière visible transmise, qui est souvent visualisée sur l’écran d’un ordinateur ou d’une télévision. Cependant, la plupart de ce que l’on voit dans le monde réel est de la lumière réfléchie par des objets environnants, tels que des personnes, des bâtiments, des automobiles et des paysages. Ces objets ne produisent pas de lumière eux-mêmes, mais émettent des couleurs par un processus connu sous le nom de soustraction de couleur, dans lequel certaines longueurs d’onde de la lumière sont soustraites, ou absorbées, et d’autres sont réfléchies. Par exemple, une cerise apparaît rouge à la lumière naturelle du soleil parce qu’elle réfléchit les longueurs d’onde rouges et absorbe toutes les autres couleurs. La série de photographies présentée ci-dessous à la figure 2 permet d’illustrer davantage ce concept.

Dans la première photographie de gauche, une carte à jouer, un poivron vert et une grappe de raisins violets sont éclairés par une lumière blanche et apparaissent comme on s’attendrait à les voir sous un éclairage naturel. Sur la deuxième photo, en revanche, les objets sont éclairés par une lumière rouge. Notez que la carte à jouer reflète toute la lumière qui la frappe, alors que seuls la tige du raisin et les reflets sur les raisins et le poivre reflètent la lumière rouge. La majorité de la lumière rouge est absorbée par le raisin et le poivron. La troisième photo montre les objets sous un éclairage vert. La différence de longueur d’onde du rayonnement fait que les symboles de la carte à jouer apparaissent en noir et que le corps de la carte reflète la lumière verte. Les raisins reflètent un peu de lumière verte, tandis que le poivre apparaît normal, mais avec des reflets verts. La quatrième photographie illustre les objets sous un éclairage bleu. Dans cette situation, la grappe de raisin apparaît normale avec des reflets bleus, mais la tige est invisible car elle se fond dans le fond noir. Le corps de la carte à jouer reflète la lumière bleue et les symboles apparaissent noirs, tandis que le poivre ne reflète que la lumière bleue sous forme de reflets.

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. Filtres de couleur Étudier comment les filtres de couleur fonctionnent pour modifier la couleur apparente des objets visualisés en lumière blanche et sous un éclairage monochromatique.

L’œil humain peut percevoir de très légères différences de couleur et on pense qu’il est capable de distinguer entre 8 à 12 millions de nuances individuelles. Pourtant, la plupart des couleurs contiennent une certaine proportion de toutes les longueurs d’onde du spectre visible. Ce qui varie réellement d’une couleur à l’autre, c’est la répartition de ces longueurs d’onde. Les longueurs d’onde prédominantes d’une couleur déterminent sa teinte de base, qui peut être, par exemple, violette ou orange. C’est toutefois le rapport entre les longueurs d’onde dominantes et les autres longueurs d’onde qui détermine la saturation de la couleur de l’échantillon et le fait qu’il apparaisse pâle ou profondément saturé. L’intensité de la couleur et la réflectivité de l’objet imagé, d’autre part, déterminent la luminosité de la couleur, qui contrôle, par exemple, si quelque chose apparaît bleu foncé ou clair.

Au fil des ans, divers systèmes de classification ont été conçus pour exprimer systématiquement la couleur en termes de ces concepts. L’un des plus largement acceptés a été l’arbre des couleurs Munsell, qui apparaît ci-dessous dans la figure 3. Comme illustré, chaque couleur dans ce système est représentée par une position distincte sur l’arbre. La valeur de la couleur de la teinte est représentée par le placement sur la circonférence, la saturation par la distance horizontale de la couleur par rapport à l’axe central, et la luminosité par la position verticale sur le tronc.

Lorsqu’on apprend la couleur, il est également important de considérer les pigments et les colorants, qui sont responsables d’une grande partie de la couleur qui apparaît sur Terre. Par exemple, les pigments protéiques naturels qui sont contenus dans les yeux, la peau et les cheveux reflètent et absorbent la lumière de telle manière que cela crée une belle diversité d’apparences dans la race humaine. Afin d’obtenir une diversité de couleurs similaire dans les objets inanimés, tels que les automobiles, les avions et les maisons, ceux-ci sont souvent recouverts de peintures contenant des pigments et présentent différentes nuances par le biais du processus de soustraction des couleurs. Les objets imprimés, tels que les livres, les magazines, les panneaux et les affiches, créent des couleurs de la même manière fondamentale, mais à l’aide de colorants ou d’encres, plutôt que de pigments.

Toutes les photographies en couleur, et les autres images qui sont imprimées ou peintes, sont produites à l’aide de seulement quatre encres ou colorants colorés – magenta, cyan, jaune (les primaires soustractives) et noir. En mélangeant des encres ou des colorants de ces couleurs dans des proportions différentes, on obtient les couleurs nécessaires à la reproduction de presque toutes les images ou couleurs. Les trois couleurs primaires soustractives pourraient, en théorie, être utilisées seules. Toutefois, les limites de la plupart des teintures et des encres font qu’il est nécessaire d’ajouter du noir pour obtenir de véritables tons de couleur.

Lorsqu’une image est préparée pour être imprimée dans un livre ou un magazine, elle est d’abord séparée en ses composantes primaires soustractives, soit photographiquement, soit à l’aide d’un ordinateur, comme illustré ci-dessus dans la figure 4. Chaque composant séparé est ensuite transformé en un film qui est utilisé pour préparer une plaque d’impression pour cette couleur. L’image finale est créée en imprimant séquentiellement chaque plaque de couleur, l’une sur l’autre, en utilisant l’encre appropriée pour former un composite qui recrée l’apparence de l’original.

La peinture est produite d’une manière quelque peu similaire. Là encore, seuls les primaires soustractifs et le noir sont nécessaires. Les pigments de base contenant ces couleurs sont mélangés pour former les différentes couleurs utilisées dans les préparations finales de peinture.

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. Séparation des couleurs Découvrez comment les primaires soustractives sont séparées d’une image et sont transformées en plaques de couleur qui peuvent être utilisées pour produire des impressions colorées de façon réaliste.

Une bonne compréhension des concepts de couleur abordés précédemment est extrêmement importante lors de l’utilisation d’un microscope pour visualiser et capturer des images en couleur. Les sources lumineuses des microscopes sont généralement des ampoules tungstène-halogène qui peuvent émettre une lumière vive avec une température de couleur autour de 3200 Kelvin. Pour l’observateur, il s’agit d’une lumière blanche qui peut être absorbée, réfractée, réfléchie, polarisée et/ou transmise par un spécimen sur la platine du microscope. Les règles des couleurs primaires s’appliquent à la façon dont l’échantillon interagit avec la lumière du microscope et aux couleurs qui sont affichées lorsque l’échantillon est visualisé dans les oculaires. Les mêmes règles s’appliquent également au film utilisé pour capturer les photomicrographies.

Auteurs collaborateurs

Mortimer Abramowitz – Olympus America, Inc, Two Corporate Center Drive…, Melville, New York, 11747.

Shannon H. Neaves et Michael W. Davidson – National High Magnetic Field Laboratory, 1800 East Paul Dirac Dr., The Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310.

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Dernière modification : Vendredi 20 mai 2016 à 10:22

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