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Table des matières

La lumière et la couleur
- Tentative de compréhension
- On sait que

La lumière et la couleur

demande encore du travail (https://fr.wikipedia.org/wiki/CIE_XYZ)
Le noir et blanc c'était plus simple (encore que), mais la couleur est là faut la maîtriser surtout en photo numérique, c'est incontournable.

La couleur est mystérieuse, c'est pas simple et pour la comprendre et la restituer il y a plusieurs manières de s'y prendre, mais on a tous quelques idées (voir le très riche portail de la couleur dans wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Portail:Couleurs, et notre vision https://fr.wikipedia.org/wiki/%C5%92il et https://fr.wikipedia.org/wiki/Vision_humaine). Pour un néophyte la difficulté est de trouver des explications à son niveau.

Tentative de compréhension

L'oeil ne reçoit pas qu'une fréquence rouge ou bleu ou verte car toutes les fréquences du spectre sont reçues (a serait trop simple https://fr.wikipedia.org/wiki/Vision_humaine)

On sait que

À l'école on a tous appris que la lumière est une onde, au même titre que bien des radiations (radio par exemple). visible dans un créneau bien précis et limité que l'on appelle le spectre visible.

Et que l'on peut la décomposer avec un prisme.

Les peintres, on a aussi appris cela à l'école primaire si ce n'est maternelle, considèrent que dans cette décomposition de la lumière, il y a 3 couleurs primaires le rouge, le jaune et le bleu. Toutes les autres couleurs peuvent être obtenues par combinaisons des 3 couleurs primaires alors l'on ne peut pas les obtenir par combinaison, c'est pour ça qu'on les appelle primaire. Ils représentent cela par le cercle chromatique. Les différentes couleurs sont obtenues par mélange, en mélangeant les 3 couleurs on obtient quelque chose qui se rapproche du noir, sans couleur on a du blanc (pour l'aquarelliste le blanc c'est le papier Voir cet article dans une revue pour aquarellistes .

La couleur des peintres (en fait de tout objet) est apportée par des pigments qui quand ils sont éclairés ne reflètent qu'une longueur d'onde quand le pigment est pur. Ainsi les peintres jouent avec la lumière, quand ils mélangent des pigments ils créent une matière qui provoque une certaine réflexion de la lumière. Et il y a des lois : pour assombrir une couleur on lui ajoute la couleur opposée dans la roue des couleurs, ou pour faire un gris on mélange les 3 couleurs primaires. Ainsi un paysage ou un portrait reflète toute une gamme d'onde dans le spectre visible

La photographie couleur a commencé avec l'argentique qui fonctionnait sur un autre choix de couleurs primaires (celles des grains photosensibles déposés sur la pellicule) alors que les différentes couleurs étaient obtenues par filtrage. Quand on enlève les 3 composantes primaires (qui sont alors jaune, magenta et cyan) à une image il ne reste que du noir. J'en ai fait un peu et je manipulais des filtres jaune, magenta et cyan qui sont encore les couleurs de base des imprimeurs et de nos imprimantes et de certaines fonctions de composition des couleurs en numérique.

Mais notre œil ne fonctionne pas exactement à partir des couleurs primaires du peintre, il capte du rouge, du bleu mais aussi du vert et non du jaune et avec ça il permet au cerveau de recomposer les couleurs : notre cerveau a des algorithmes pour ce faire. On a donc construit les capteurs des caméras sur le modèle de notre œil à l'aide de filtres rouge, vert et bleu, ce qui nécessite le recours à des algorithmes pour recomposer des pixels colorés.

En photo numérique on a la possibilité RVB (rouge, vert, bleu) ou en quelque sorte sa complémentaire CMJ (cyan, Magenta, jaune) :

Mais l'on nous apprend aussi un peu plus tard à l'école que la lumière est composée de photons : cela nous concerne car ce sont les photons qui sont comptés par le capteur de la caméra. Dans la caméra les photons sont mesurés par une quantité électrique et non pas une couleur, la couleur est indiquée par le filtre. Ainsi non seulement il faut tenir compte de la couleur mais aussi de son intensité, et l’intensité a tendance à changer la perception des couleurs, bref c'est pas simple !.

On a alors développé des modèles pour manipuler les mesures faites par les capteurs mais aussi encoder les couleurs pour les afficher sur les moniteurs. Ainsi dans mon bureau j'ai un outil de sélection des couleurs qui rassemble l'essentiel.

On y voit que la couleur (lorsqu'elle est codée sur 8 bits) peut être codée par 3 nombres variant entre 0 et 255 pour, l'un pour le rouge, l'autre pour le vert ou le bleu. Mais la couleur peut aussi être codée par la teinte avec un chiffre qui varie entre o et 360 (donc sur un cercle), à cela s'ajoute la saturation entre 0 et 100 (0 est le minimum et 100 le maximum) ou la valeur qui varie entre 0 et 100 (0 la couleur et 100 noir). On y voit que la couleur a un nom, mais cela ne concerne que la programmation des interfaces (par exemple pour les couleurs sur les interfaces graphiques de dt).

Je te conseille de jouer un peu avec lui pour appréhender les subtilités du passage de RVB en TSL : Rouge Vert Bleu (case de droite de l'affichage de la couleur) et Teinte Saturation Valeur T,S,V ( le point noir sur le diagramme et la case de gauche de l'affichage de la couleur)

Ici (couleur affichée dans la case droite) R,V,B au maximun donne du blanc

Ici R,V,B à zéro donne du noir

Ici R=V=B donne un gris neutre

Ici R maxi et B=V=0 donne un rouge

Ici compares T,S,V et R,V,B

Ici compares T,S,V et R,V,B quand on mélange les couleurs primaires

Et en plus il faudrait parler de contraste et de luminance, on perçoit alors que changer de codage d'un algorithme à l'autre peut avoir des effets non souhaités et surprenants, c'est l’objet de nombreux débats.

Les programmeurs des logiciels de traitement des photos utilisent 3 modèles pour représenter la couleur par des nombres, le modèle RVB ou RGB auquel on s'attend naturellement mais aussi deux autres modèles résumés dans les figures suivantes

Modèle Lab, la couleur est codée sur 2 axes a et b ainsi qu'un axe de lumière (https://fr.wikipedia.org/wiki/L*a*b*_CIE_1976)

Et ce modèle où la couleur est codée suivant le cercle des couleurs (hue) de 0 à 360 degrés, la chrominance et la valeur ou intensité. Contrôler les paramètres de ce modèle est plus intuitif que les 2 autres

On a dans dt des modules qui utilisent l'un ou l'autre de ces 3 modes, chacun avec des avantages et des inconvénients, j'y reviendrai.

Ce qui fait que le photographe qui traite ses photos doit adapter ce qu'il a appris en faisant de la peinture, mais surtout savoir comment les couleurs sont représentées et manipulées, sinon il doit se satisfaire de rester un apprenti sorcier.

L'usage successif de ces modèles qui n'ont pas la même capacité de codage de la plage dynamique (du plus sobre au plus clair) pose problème : lecteur je te renvoie pour cela aux articles de Pierre Aurélien qui expliquent pourquoi on a intérêt à privilégier le modèle RVB et c'est ce que je vais faire. Tu ne comprendra pas tout tout de suite, mais tu vas voir ça va s'éclairer assez vite. Pour le moment on peut se contenter de son avis

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Voici les références clés que tu retrouveras tout le long de mon wiki