Dans la nature, il n'y a pas de fleurs en tant que telles. Chaque nuance que nous voyons est définie par l'une ou l'autre longueur d'onde. formé sous l'influence des plus grandes longueurs d'onde et est l'une des deux faces du spectre visible.

Sur la nature de la couleur

L'apparition d'une couleur particulière peut être expliquée par les lois de la physique. Toutes les couleurs et nuances sont le résultat du traitement cérébral des informations provenant des yeux sous la forme d'ondes lumineuses de différentes longueurs d'onde. En l'absence d'ondes, les gens voient, et avec une exposition simultanée à l'ensemble du spectre - blanc.

Les couleurs des objets sont déterminées par la capacité de leurs surfaces à absorber les ondes d'une certaine longueur d'onde et à repousser toutes les autres. L'éclairage compte aussi lumière plus vive, plus les ondes sont réfléchies et plus l'objet apparaît brillant.

Les humains sont capables de distinguer plus de cent mille couleurs. Préférées par de nombreuses nuances écarlates, bordeaux et cerises sont formées par les vagues les plus longues. Cependant, pour que l'œil humain voie le rouge, il ne doit pas dépasser 700 nanomètres. Au-delà de ce seuil, le spectre infrarouge, invisible pour l'homme, commence. La limite opposée séparant les teintes violettes du spectre ultraviolet se situe à un niveau d'environ 400 nm.

Spectre de couleurs

Le spectre des couleurs, comme une partie de leur totalité, réparties par ordre croissant de longueur d'onde, a été découvert par Newton lors de ses fameuses expériences avec un prisme. C'est lui qui a distingué 7 couleurs clairement distinguables, et parmi elles - 3 principales. La couleur rouge fait référence à la fois à la distinction et à la base. Toutes les nuances que les gens distinguent sont la région visible du vaste spectre électromagnétique. Ainsi, la couleur est une onde électromagnétique d'une certaine longueur, pas plus courte que 400, mais pas plus longue que 700 nm.

Newton a remarqué que des faisceaux de lumière de différentes couleurs avaient différents degrés de réfraction. Pour le dire plus correctement, le verre les a réfractés de différentes manières. vitesse maximale le passage des rayons à travers la substance et, par conséquent, la plus petite réfraction était facilitée par la plus grande longueur d'onde. Le rouge est la représentation visible des rayons les moins réfractés.

Vagues formant du rouge

Une onde électromagnétique est caractérisée par des paramètres tels que la longueur, la fréquence et Sous la longueur d'onde (λ), il est d'usage de comprendre la plus petite distance entre ses points qui oscillent dans les mêmes phases. Unités de base de longueur d'onde :

micron (1/1000000 mètres);
millimicron ou nanomètre (1/1000 micron);
angström (1/10 de millimicron).

La longueur d'onde maximale possible du rouge est de 780 microns (7800 angströms) lors du passage dans le vide. La longueur d'onde minimale de ce spectre est de 625 microns (6250 angströms).

Un autre indicateur significatif est la fréquence des oscillations. Il est lié à la longueur, de sorte que l'onde peut être réglée sur l'une de ces valeurs. La fréquence des ondes rouges est comprise entre 400 et 480 Hz. L'énergie des photons forme dans ce cas une plage de 1,68 à 1,98 eV.

température de couleur rouge

Les nuances qu'une personne perçoit inconsciemment comme chaudes ou froides, d'un point de vue scientifique, ont généralement le contraire régime de température. Les couleurs associées à la lumière du soleil - rouge, orange, jaune - sont généralement considérées comme chaudes et les couleurs opposées sont considérées comme froides.

Cependant, la théorie du rayonnement prouve le contraire : les nuances de rouge sont beaucoup plus faibles que les bleues. En fait, c'est facile à confirmer: les jeunes étoiles chaudes ont et s'estompent - rouges; lorsqu'il est chauffé, le métal devient d'abord rouge, puis jaune, puis blanc.

Selon la loi de Wien, il existe une relation inverse entre le degré d'échauffement de l'onde et sa longueur. Plus l'objet se réchauffe, plus la puissance tombe sur le rayonnement de la région des ondes courtes, et vice versa. Il ne reste plus qu'à se rappeler où dans le spectre visible il y a la plus grande longueur d'onde : le rouge prend une position qui contraste avec les tons bleus, et est le moins chaud.

nuances de rouge

Selon la valeur spécifique que possède la longueur d'onde, la couleur rouge prend différentes nuances : écarlate, framboise, bordeaux, brique, cerise, etc.

La teinte est caractérisée par 4 paramètres. Ceux-ci sont tels que :

La teinte est la position qu'occupe une couleur sur le spectre parmi les 7 couleurs visibles. La longueur de l'onde électromagnétique donne le ton.
Luminosité - déterminée par la force du rayonnement d'énergie d'un certain tonalité de couleur. La diminution maximale de la luminosité conduit au fait qu'une personne verra du noir. Avec une augmentation progressive de la luminosité, il apparaîtra derrière - bordeaux, après - écarlate, et avec une augmentation maximale de l'énergie - rouge vif.
Légèreté - caractérise la proximité de l'ombre avec le blanc. La couleur blanche est le résultat du mélange d'ondes de spectres différents. Avec une accumulation successive de cet effet, la couleur rouge deviendra cramoisie, puis rose, puis rose clair et enfin blanche.
La saturation détermine la distance entre une couleur et le gris. Le gris est par nature les trois couleurs primaires mélangées dans différentes quantités lorsque la luminosité de l'émission lumineuse est réduite à 50 %.

Que nous en soyons conscients ou non, nous sommes en constante interaction avec le monde extérieur et subissons l'influence de divers facteurs de ce monde. Nous voyons l'espace qui nous entoure, nous entendons constamment des sons provenant de différentes sources, nous ressentons de la chaleur et du froid, nous ne remarquons pas que nous sommes sous l'influence d'un rayonnement de fond naturel, et nous sommes également constamment dans la zone de rayonnement qui provient d'un grand nombre de sources de signaux de télémétrie, de radio et de télécommunication. Presque tout ce qui nous entoure émet un rayonnement électromagnétique. Le rayonnement électromagnétique est constitué d'ondes électromagnétiques créées par divers objets rayonnants - particules chargées, atomes, molécules. Les vagues sont caractérisées par la fréquence de répétition, la longueur, l'intensité et un certain nombre d'autres caractéristiques. Voici juste un exemple d'introduction. La chaleur émanant d'un feu qui brûle est une onde électromagnétique, ou plutôt un rayonnement infrarouge, et de très forte intensité, on ne la voit pas, mais on la sent. Les médecins ont fait une radiographie - irradiée avec des ondes électromagnétiques à haut pouvoir pénétrant, mais nous n'avons pas senti et n'avons pas vu ces ondes. Le fait que le courant électrique et tous les appareils qui fonctionnent sous son influence sont des sources de rayonnement électromagnétique, bien sûr, vous le savez tous. Mais dans cet article je ne vous dirai pas la théorie du rayonnement électromagnétique et ses nature physique je vais essayer plus que moi langage clair expliquer ce qu'est la lumière visible et comment se forme la couleur des objets que nous voyons. J'ai commencé à parler des ondes électromagnétiques pour vous dire la chose la plus importante : la lumière est une onde électromagnétique qui est émise par un état chauffé ou excité de la matière. Le rôle d'une telle substance peut être joué par le soleil, une lampe à incandescence, une lampe de poche à LED, une flamme de feu, divers types de réactions chimiques. Il peut y avoir beaucoup d'exemples, vous pouvez vous-même en apporter beaucoup plus que ce que j'ai écrit. Il convient de préciser que par le terme lumière, nous entendons la lumière visible. Tout ce qui précède peut être représenté sous la forme d'une telle image (Figure 1).

Figure 1 - La place du rayonnement visible parmi les autres types de rayonnement électromagnétique.

Figure 1 rayonnement visible présenté sous la forme d'une échelle, qui consiste en un "mélange" de différentes couleurs. Comme vous l'avez peut-être deviné, ce gamme. Une ligne ondulée (courbe sinusoïdale) traverse tout le spectre (de gauche à droite) - il s'agit d'une onde électromagnétique qui reflète l'essence de la lumière sous forme de rayonnement électromagnétique. En gros, tout rayonnement est une onde. Rayons X, ionisants, émissions radio (récepteurs radio, communications télévisuelles) - peu importe, ce sont toutes des ondes électromagnétiques, seul chaque type de rayonnement a une longueur d'onde différente de ces ondes. Une courbe sinusoïdale n'est qu'une représentation graphique de l'énergie rayonnée qui change avec le temps. Il s'agit d'une description mathématique de l'énergie rayonnée. Dans la figure 1, vous pouvez également remarquer que l'onde représentée semble être légèrement comprimée dans le coin gauche et élargie dans le coin droit. Cela suggère qu'il a une longueur différente dans différentes zones. La longueur d'onde est la distance entre ses deux pics adjacents. Le rayonnement visible (lumière visible) a une longueur d'onde qui varie de 380 à 780 nm (nanomètres). La lumière visible n'est qu'un lien d'une très longue onde électromagnétique.

De la lumière à la couleur et retour

Vous savez depuis l'école que si vous placez un prisme de verre sur le chemin d'un rayon de soleil, la majeure partie de la lumière passera à travers le verre et vous pourrez voir les rayures multicolores de l'autre côté du prisme. C'est-à-dire qu'au départ, il y avait la lumière du soleil - un faisceau de couleur blanche, et après avoir traversé un prisme, il a été divisé en 7 nouvelles couleurs. Cela suggère que la lumière blanche est composée de ces sept couleurs. Rappelez-vous, je viens de dire que la lumière visible (rayonnement visible) est une onde électromagnétique, et donc, ces rayures multicolores qui se sont révélées après le passage du rayon du soleil à travers un prisme sont des ondes électromagnétiques distinctes. Autrement dit, nous obtenons 7 nouveaux ondes électromagnétiques. Regardez la figure 2.

Figure 2 - Le passage d'un rayon de soleil à travers un prisme.

Chaque onde a sa propre longueur. Vous voyez, les pics des ondes voisines ne coïncident pas les uns avec les autres : parce que la couleur rouge (onde rouge) a une longueur d'environ 625-740 nm, la couleur orange (onde orange) a une longueur d'environ 590-625 nm, le bleu la couleur (vague bleue) a une longueur de 435-500nm., Je ne donnerai pas de chiffres pour les 4 vagues restantes, je pense que vous comprenez l'essence. Chaque onde est une énergie lumineuse émise, c'est-à-dire qu'une onde rouge émet de la lumière rouge, une onde orange émet de l'orange, une onde verte émet du vert, etc. Lorsque les sept ondes sont émises en même temps, nous voyons un spectre de couleurs. Si nous additionnons mathématiquement les graphiques de ces ondes, nous obtenons le graphique original de l'onde électromagnétique de la lumière visible - nous obtenons la lumière blanche. Ainsi, on peut dire que gamme onde électromagnétique de lumière visible somme des ondes de longueurs différentes qui, superposées les unes aux autres, donnent l'onde électromagnétique d'origine. Le spectre "montre en quoi consiste l'onde". Eh bien, pour faire simple, le spectre de la lumière visible est un mélange de couleurs qui composent la lumière blanche (couleur). Je dois dire que d'autres types de rayonnements électromagnétiques (ionisants, rayons X, infrarouges, ultraviolets, etc.) ont également leurs propres spectres.

Tout rayonnement peut être représenté comme un spectre, bien qu'il n'y ait pas de telles lignes colorées dans sa composition, car une personne ne peut pas voir d'autres types de rayonnement. Le rayonnement visible est le seul type de rayonnement qu'une personne peut voir, c'est pourquoi ce rayonnement est appelé visible. Cependant, l'énergie d'une certaine longueur d'onde n'a pas de couleur par elle-même. La perception humaine du rayonnement électromagnétique dans la gamme visible du spectre est due au fait que dans la rétine humaine, il existe des récepteurs qui peuvent répondre à ce rayonnement.

Mais est-ce seulement en additionnant les sept couleurs primaires que l'on peut obtenir du blanc ? Pas du tout. À la suite de recherches scientifiques et d'expériences pratiques, il a été découvert que toutes les couleurs que l'œil humain peut percevoir peuvent être obtenues en mélangeant seulement trois couleurs primaires. Trois couleurs primaires : rouge, vert, bleu. Si en mélangeant ces trois couleurs vous pouvez obtenir presque n'importe quelle couleur, alors vous pouvez obtenir du blanc ! Regardez le spectre qui a été montré sur la figure 2, trois couleurs sont clairement visibles sur le spectre : rouge, vert et bleu. Ce sont ces couleurs qui sous-tendent le modèle de couleurs RGB (Red Green Blue).

Voyons comment cela fonctionne dans la pratique. Prenons 3 sources lumineuses (projecteurs) - rouge, vert et bleu. Chacun de ces projecteurs n'émet qu'une seule onde électromagnétique d'une certaine longueur. Rouge - correspond au rayonnement d'une onde électromagnétique d'une longueur d'environ 625-740 nm (le spectre du faisceau se compose uniquement de rouge), le bleu émet une onde de 435-500 nm (le spectre du faisceau se compose uniquement de bleu), vert - 500- 565nm (dans le spectre du faisceau uniquement couleur verte). Trois vagues différentes et rien d'autre, il n'y a pas de spectre multicolore et de couleurs supplémentaires. Orientons maintenant les projecteurs de manière à ce que leurs faisceaux se chevauchent partiellement, comme illustré à la figure 3.

Figure 3 - Le résultat de la superposition de rouge, vert et fleurs bleues.

Regardez, aux endroits où les rayons lumineux se croisent, de nouveaux rayons lumineux se sont formés - de nouvelles couleurs. Vert et rouge formé jaune, vert et bleu - cyan, bleu et rouge - magenta. Ainsi, en modifiant la luminosité des rayons lumineux et en combinant les couleurs, vous pouvez obtenir une grande variété de tons et de nuances de couleur. Faites attention au centre de l'intersection du vert, du rouge et du bleu : au centre, vous verrez du blanc. Celui dont on parlait récemment. couleur blanche est la somme de toutes les couleurs. C'est la "couleur la plus forte" de toutes les couleurs que nous voyons. Le contraire du blanc est le noir. Couleur noire est l'absence totale de lumière du tout. C'est-à-dire là où il n'y a pas de lumière - il y a des ténèbres, tout y devient noir. Un exemple de ceci est la figure 4.

Figure 4 - Absence d'émission lumineuse

Je passe en quelque sorte imperceptiblement du concept de lumière au concept de couleur et je ne vous dis rien. Il est temps d'être clair. Nous avons découvert que lumière- c'est le rayonnement émis par un corps chauffé ou une substance dans un état excité. Les principaux paramètres de la source lumineuse sont la longueur d'onde et l'intensité lumineuse. Couleur est une caractéristique qualitative de ce rayonnement, qui est déterminée sur la base de la sensation visuelle résultante. Bien sûr, la perception des couleurs dépend de la personne, de son état physique et psychologique. Mais supposons que vous vous sentiez assez bien, lisez cet article et vous pourrez distinguer les 7 couleurs de l'arc-en-ciel les unes des autres. Je note qu'à l'heure actuelle, nous parlons sur la couleur du rayonnement lumineux, et non sur la couleur des objets. La figure 5 montre les paramètres de couleur et de lumière qui dépendent les uns des autres.

Figures 5 et 6 - Dépendance des paramètres de couleur sur la source de rayonnement

Il existe des caractéristiques de couleur de base: teinte, luminosité (Brightness), luminosité (Lightness), saturation (Saturation).

Ton de couleur (teinte)

- C'est la principale caractéristique d'une couleur qui détermine sa position dans le spectre. Rappelez-vous nos 7 couleurs de l'arc-en-ciel - en d'autres termes, 7 tons de couleur. Tonalité de couleur rouge, tonalité de couleur orange, tonalité de couleur verte, bleu, etc. Il peut y avoir beaucoup de tons de couleurs, j'ai donné 7 couleurs de l'arc-en-ciel à titre d'exemple. Il convient de noter que des couleurs telles que le gris, le blanc, le noir, ainsi que les nuances de ces couleurs n'appartiennent pas au concept de tonalité de couleur, car elles résultent du mélange de différentes tonalités de couleur.

Luminosité

- Une fonction qui montre quelle force une énergie lumineuse de l'un ou l'autre ton de couleur (rouge, jaune, violet, etc.) est émise. Et s'il ne rayonnait pas du tout ? S'il ne rayonne pas, cela signifie qu'il n'est pas là, mais il n'y a pas d'énergie - il n'y a pas de lumière, et là où il n'y a pas de lumière, il y a une couleur noire. Toute couleur à la diminution maximale de luminosité devient noire. Par exemple, une chaîne de réduction de la luminosité du rouge : rouge - écarlate - bordeaux - marron - noir. L'augmentation maximale de la luminosité, par exemple, la même couleur rouge donnera "la couleur rouge maximale".

Légèreté

– Le degré de proximité d'une couleur (teinte) avec le blanc. Toute couleur à l'augmentation maximale de luminosité devient blanche. Par exemple : rouge - pourpre - rose - rose pâle - blanc.

Saturation

– Le degré de proximité d'une couleur avec le gris. Le gris est une couleur intermédiaire entre le blanc et le noir. La couleur grise est formée en mélangeant égal quantités de rouge, vert, bleu avec une diminution de la luminosité des sources de rayonnement de 50%. La saturation change de manière disproportionnée, c'est-à-dire que réduire la saturation au minimum ne signifie pas que la luminosité de la source sera réduite à 50 %. Si la couleur est déjà plus sombre que le gris, elle deviendra encore plus sombre à mesure que la saturation diminue, et à mesure que la saturation diminue davantage, elle deviendra complètement noire.

Des caractéristiques de couleur telles que la teinte (hue), la luminosité (Brightness) et la saturation (Saturation) sous-tendent le modèle de couleur HSB (autrement appelé HCV).

Afin de comprendre ces caractéristiques de couleur, considérez la palette de couleurs de l'éditeur graphique Adobe Photoshop dans la figure 7.

Figure 7 - Sélecteur de couleurs Adobe Photoshop

Si vous regardez attentivement l'image, vous trouverez un petit cercle situé dans le coin supérieur droit de la palette. Ce cercle montre quelle couleur est sélectionnée sur la palette de couleurs, dans notre cas c'est le rouge. Commençons à comprendre. Tout d'abord, regardons les chiffres et les lettres qui se trouvent sur la moitié droite de l'image. Ce sont les paramètres du modèle de couleur HSB. La lettre la plus haute est H (teinte, tonalité de couleur). Il détermine la position d'une couleur dans le spectre. Une valeur de 0 degré signifie qu'il s'agit du point le plus élevé (ou le plus bas) de la roue chromatique, c'est-à-dire qu'il est rouge. Le cercle est divisé en 360 degrés, c'est-à-dire Il s'avère qu'il a 360 tons de couleur. La lettre suivante est S (saturation, saturation). Nous avons une valeur de 100% - cela signifie que la couleur sera "pressée" sur le bord droit de la palette de couleurs et aura la saturation maximale possible. Vient ensuite la lettre B (luminosité, luminosité) - elle indique la hauteur du point sur la palette de couleurs et caractérise l'intensité de la couleur. Une valeur de 100% indique que l'intensité de la couleur est à son maximum et que le point est "pressé" sur le bord supérieur de la palette. Les lettres R(rouge), G(vert), B(bleu) sont les trois canaux de couleur (rouge, vert, bleu) du modèle RVB. Dans chacun d'eux, chacun d'eux indique un nombre qui indique la quantité de couleur dans le canal. Rappelez-vous l'exemple de projecteur de la figure 3, lorsque nous avons compris que n'importe quelle couleur peut être obtenue en mélangeant trois faisceaux lumineux. En écrivant des données numériques sur chacun des canaux, nous déterminons de manière unique la couleur. Dans notre cas, le canal 8 bits et les nombres vont de 0 à 255. Les nombres dans les canaux R, G, B indiquent l'intensité lumineuse (luminosité des couleurs). Nous avons une valeur de 255 dans le canal R, ce qui signifie qu'il s'agit d'une couleur rouge pure et qu'elle a la luminosité maximale. Les canaux G et B sont des zéros, ce qui signifie l'absence totale de couleurs vertes et bleues. Dans la colonne tout en bas, vous pouvez voir la combinaison de codes #ff0000 - c'est le code couleur. Chaque couleur de la palette a son propre code hexadécimal qui définit la couleur. Il y a un merveilleux article Théorie des couleurs en nombres, dans lequel l'auteur explique comment déterminer la couleur par le code hexadécimal.
Dans la figure, vous pouvez également remarquer les champs barrés de valeurs numériques avec les lettres "lab" et "CMYK". C'est 2 espaces colorimétriques, par lequel les couleurs peuvent également être caractérisées, elles constituent généralement une conversation distincte et à ce stade, il n'est pas nécessaire de les approfondir jusqu'à ce que vous compreniez le RVB.
peut ouvrir palette de couleurs Adobe Photoshop et expérimentez les valeurs de couleur dans les champs RVB et TSL. Vous remarquerez que la modification des valeurs numériques dans les canaux R, G et B modifiera les valeurs numériques dans les canaux H, S, B.

Couleur de l'objet

Il est temps de parler de comment il se fait que les objets qui nous entourent prennent leur couleur, et pourquoi cela change quand éclairage différent ces objets.

Un objet ne peut être vu que s'il réfléchit ou transmet de la lumière. Si l'objet est presque complètement absorbe lumière incidente, alors l'objet prend couleur noire. Et quand l'objet reflète presque toute la lumière incidente, il reçoit couleur blanche. Ainsi, nous pouvons immédiatement conclure que la couleur de l'objet sera déterminée par le nombre lumière absorbée et réfléchie avec lequel cet objet est éclairé. La capacité de réfléchir et d'absorber la lumière est déterminée par la structure moléculaire de la substance, en d'autres termes, par les propriétés physiques de l'objet. La couleur de l'objet "ne lui est pas inhérente par nature" ! Par nature, il contient des propriétés physiques : réfléchir et absorber.

La couleur de l'objet et la couleur de la source de rayonnement sont inextricablement liées, et cette relation est décrite par trois conditions.

- Première condition : Un objet ne peut prendre de couleur que lorsqu'il y a une source de lumière. S'il n'y a pas de lumière, il n'y aura pas de couleur ! La peinture rouge dans une boîte aura l'air noire. Dans une pièce sombre, nous ne pouvons ni voir ni distinguer les couleurs car il n'y en a pas. Il y aura une couleur noire de tout l'espace environnant et des objets qu'il contient.

- Deuxième condition : La couleur d'un objet dépend de la couleur de la source lumineuse. Si la source de lumière est une LED rouge, tous les objets éclairés par cette lumière n'auront que des couleurs rouge, noire et grise.

- Et enfin, la troisième condition : La couleur d'un objet dépend de la structure moléculaire de la substance qui le compose.

L'herbe verte nous semble verte car, lorsqu'elle est éclairée par une lumière blanche, elle absorbe les longueurs d'onde rouge et bleue du spectre et réfléchit la longueur d'onde verte (Figure 8).

Figure 8 - Réflexion de l'onde verte du spectre

Les bananes de la figure 9 semblent jaunes car elles réfléchissent les ondes qui se trouvent dans la région jaune du spectre (onde de spectre jaune) et absorbent toutes les autres longueurs d'onde du spectre.

Figure 9 - Réflexion de l'onde jaune du spectre

Le chien, celui représenté sur la figure 10, est blanc. La couleur blanche est le résultat de la réflexion de toutes les ondes du spectre.

Figure 10 - Réflexion de toutes les ondes du spectre

La couleur de l'objet est la couleur de l'onde réfléchie du spectre. C'est ainsi que les objets acquièrent la couleur que nous voyons.

Dans le prochain article, nous parlerons d'une nouvelle caractéristique de couleur -

Quelle est la couleur. Tout d'abord, vous devez définir ce qu'est la couleur. Au fil des années d'existence de la science des couleurs, de nombreuses évaluations du phénomène de la couleur et de la vision des couleurs ont été données, mais toutes peuvent être réduites à une définition simple : la couleur est un ensemble de réactions psychophysiologiques d'une personne à rayonnement lumineux émanant de divers objets autolumineux (sources lumineuses) ou réfléchi par la surface d'objets non lumineux, ainsi que (dans le cas de supports transparents) les traversant. Ainsi, une personne a la capacité de voir les objets qui l'entourent et de les percevoir comme colorés à cause de la lumière - les concepts du monde physique, mais la couleur elle-même n'est plus un concept de physique, car c'est une sensation subjective qui naît dans notre esprit sous l'influence de la lumière.

Une définition très précise et vaste de la couleur a été donnée par Judd et Wyshecki : « . . . la couleur elle-même n'est pas réductible à des phénomènes purement physiques ou purement psychologiques. Il représente la caractérisation de l'énergie lumineuse (physique) à travers la perception visuelle (psychologie)."

Du point de vue de la physique, la lumière est l'un des types de rayonnement électromagnétique émis par les corps lumineux, ainsi que résultant d'un certain nombre de réactions chimiques. Ce rayonnement électromagnétique a un caractère ondulatoire, c'est-à-dire se propage dans l'espace sous la forme d'oscillations périodiques (ondes) réalisées par lui avec une certaine amplitude et fréquence. Si vous représentez une telle onde sous la forme d'un graphique, vous obtenez une onde sinusoïdale. La distance entre deux sommets adjacents de cette sinusoïde est appelée la longueur d'onde et est mesurée en nanomètres (nm) et représente la distance sur laquelle la lumière se déplace en une période d'oscillation.

L'œil humain est capable de percevoir (voir) le rayonnement électromagnétique uniquement dans une plage de longueurs d'onde étroite, limitée par une région de 380 à 760 nm, appelée région des longueurs d'onde visibles qui composent réellement la lumière. Nous ne voyons pas de rayonnement jusqu'à 380 et au-dessus de 760 nm, mais ils peuvent être perçus par nous par d'autres mécanismes tactiles (tels que le rayonnement infrarouge) ou enregistrés par des dispositifs spéciaux (Fig. 1.1).

Riz. 1.1. Gamme un rayonnement électromagnétique et spectre de la lumière visible

Selon la longueur d'onde, le rayonnement lumineux est perçu par l'œil humain coloré d'une couleur ou d'une autre (plus exactement, il fait ressentir une couleur particulière à une personne) du violet au rouge (tableau 1.1). Cette capacité détermine la possibilité de la vision humaine des couleurs.

Spectre comme caractéristique de la couleur. Dans la nature, le rayonnement de diverses sources lumineuses ou objets est rarement monochromatique, c'est-à-dire représenté par un rayonnement d'une seule longueur d'onde spécifique, et a une composition spectrale assez complexe, c'est-à-dire il contient un rayonnement de différentes longueurs d'onde. Si nous représentons cette image sous la forme d'un graphique, où la longueur d'onde sera tracée le long de l'axe des ordonnées et l'intensité le long de l'axe des abscisses, alors nous obtiendrons une relation appelée spectre de couleur du rayonnement ou juste un spectre de couleurs. Pour les surfaces peintes, le spectre de couleurs est défini comme la dépendance de la réflectance ρ sur la longueur d'onde λ, pour les matériaux transparents - la transmission τ sur la longueur d'onde et pour les sources lumineuses - l'intensité du rayonnement sur la longueur d'onde. Des exemples de spectres de couleurs de diverses sources de lumière et de matériaux sont illustrés à la fig. 1.2 et fig. 1.3.

Riz. 1.2. Courbes du spectre de réflexion de différentes couleurs : vert émeraude, rouge cinabre, outremer

Riz. 1.3. Exemples de distributions spectrales des intensités de rayonnement de diverses sources lumineuses : lumière d'un ciel bleu clair, ensoleillement diurne moyen, lumière d'une lampe à incandescence

La forme de la courbe spectrale peut être utilisée pour juger de la couleur du rayonnement réfléchi par la surface d'un objet ou émis par une source de lumière auto-lumineuse. Plus cette courbe tend vers une ligne droite, plus la couleur du rayonnement apparaîtra grise. Plus l'amplitude du spectre est petite ou grande, plus la couleur du rayonnement de l'objet sera plus ou moins brillante. Si le spectre d'émission est nul sur toute la gamme sauf pour une certaine partie étroite de celle-ci, nous observerons ce que l'on appelle couleur spectrale pure, correspondant à un rayonnement monochromatique émis dans une gamme de longueurs d'onde très étroite.

À la suite de processus complexes d'interaction du flux lumineux avec l'atmosphère, les objets environnants et d'autres flux lumineux, le spectre énergétique du rayonnement d'objets réels prend généralement une forme beaucoup plus complexe. Dans la nature, il est pratiquement impossible de trouver des couleurs pures. Par exemple, même si nous prenons le rayonnement du soleil à midi comme norme de couleur blanche, il s'avérera en fait qu'il ne s'agit pas de blanc, mais d'une couleur ou d'une autre qui se produit à la suite d'un changement de la composition spectrale radiation solaire au cours de son passage à travers l'épaisseur de l'atmosphère terrestre: les molécules d'air, ainsi que les particules de poussière et d'eau dans l'atmosphère, interagissent avec le flux de rayonnement solaire et, selon la longueur d'onde, ce processus se produit moins ou plus intensivement. Par conséquent, le soir et le matin, lorsque le soleil est bas au-dessus de l'horizon et que les rayons du soleil doivent parcourir une plus grande distance dans l'atmosphère qu'à midi, la lumière du soleil nous semble non pas blanche, mais jaunâtre, et les objets éclairés par elle sont peints dans différentes nuances de jaune, orange, rose et rouge. Cela est dû au fait que l'atmosphère absorbe la composante à ondes courtes (conditionnellement bleue) et laisse passer librement la composante à ondes longues (conditionnellement rouge) du rayonnement solaire. Ainsi, il s'avère que la couleur des objets dépend directement de la source lumineuse éclairant la surface de cet objet. Plus précisément, un rayonnement lumineux réfléchi par la surface d'un objet ou le traversant et formant dans l'appareil visuel une sensation de la couleur de cet objet est déterminé à la fois par les propriétés de l'objet lui-même à réfléchir ou absorber la lumière selon la longueur d'onde, et par les propriétés de la source lumineuse utilisée pour éclairer cet objet, modifier l'intensité du rayonnement en fonction de la longueur d'onde (Fig. 1.4). Par conséquent, lors de la réalisation de mesures de couleur, il est toujours nécessaire de prendre en compte l'éclairage utilisé dans ce cas et, si possible, d'utiliser uniquement des sources lumineuses standard et de ne pas utiliser plusieurs types de sources différents à la fois. Il en va de même pour tout travail avec des images en couleur, lorsqu'il est nécessaire d'assurer une haute fidélité des couleurs.

Le phénomène de la vision des couleurs. Lors de sa célèbre expérience sur la décomposition de la lumière du soleil en un spectre, Newton a fait une observation très importante : malgré le fait que les couleurs spectrales se passaient en douceur les unes dans les autres, traversant toute une masse de divers nuances de couleurs, en fait, toute cette variété de couleurs s'est avérée pouvoir être réduite à sept couleurs, qu'il a appelées primaires : rouge, jaune, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Par la suite, divers chercheurs ont montré que le nombre de ces couleurs pouvait être réduit à trois, à savoir le rouge, le vert et le bleu. En effet, le jaune et l'orange sont une combinaison de vert et de rouge, le bleu est une combinaison de vert et de bleu. Il en est de même pour toutes les autres tonalités de couleur pouvant être obtenues en combinant le rouge, le vert et le bleu, qui sont donc nommées couleurs primaires.

Jung et Hemholtz, qui ont étudié la vision des couleurs, ont suggéré que de tels phénomènes sont dus à la présence de trois analyseurs sensibles aux couleurs dans l'appareil de vision humaine, chacun étant responsable de la perception du rayonnement lumineux rouge, vert et bleu pénétrant dans l'œil. Plus tard, cette hypothèse a reçu une confirmation scientifique assez forte et a constitué la base de la théorie à trois composants de la vision des couleurs, qui explique le phénomène de la vision des couleurs par l'existence dans l'œil humain de trois types de cellules sensibles à la lumière. de composition spectrale différente.

Ces cellules parvenaient vraiment à se voir dans la rétine de l'œil, et puisqu'au microscope elles apparaissaient sous la forme de corps oblongs arrondis, un peu forme irrégulière, on les appelait des cônes. Les cônes sont divisés en trois types, selon la composition spectrale à laquelle ils sont sensibles, et sont désignés par les lettres grecques β (bêta), γ (gamma) et ρ (rho). Le premier type (β) a une sensibilité maximale aux ondes lumineuses d'une longueur de 400 à 500 nm (composante conditionnellement "bleue" du spectre), le second (γ) - aux ondes lumineuses de 500 à 600 nm (conditionnellement "vert " composante du spectre) et la troisième (ρ) - aux ondes lumineuses de 600 à 700 nm (composante conditionnellement "rouge" du spectre) (Fig. 1.5 b). Selon la longueur d'onde et l'intensité des ondes lumineuses présentes dans le spectre lumineux, certains groupes de cônes sont plus ou moins excités.

	UN)
	b)

Riz. 1.5. Courbe d'efficacité lumineuse relative des bâtonnets (ligne pointillée) et des cônes (a) et courbes de sensibilité spectrale des cônes normalisées à l'unité (b)

Il a également été établi la présence d'autres cellules qui n'ont pas de sensibilité à un rayonnement spectral strictement défini et répondent à l'ensemble du flux de rayonnement lumineux. Comme ces cellules sont visibles au microscope sous forme de corps allongés, on les appelle des bâtonnets.

Un adulte possède environ 110 à 125 millions de bâtonnets et environ 6 à 7 millions de cônes (ratio 1:18). Relativement parlant, l'image que nous voyons, ainsi que l'image numérique, est discrète. Mais comme le nombre d'éléments d'image est très important, nous ne le ressentons tout simplement pas.

Il est intéressant de noter une autre caractéristique. La sensibilité à la lumière des bâtonnets est beaucoup plus élevée que la sensibilité des cônes, et donc au crépuscule ou la nuit, lorsque l'intensité du rayonnement entrant dans l'œil devient très faible, les cônes cessent de fonctionner et une personne ne voit que grâce aux bâtonnets . Par conséquent, à cette heure de la journée, ainsi que dans des conditions de faible luminosité, une personne cesse de distinguer les couleurs et le monde apparaît devant lui dans des tons noir et blanc (sombres). De plus, la sensibilité à la lumière de l'œil humain est si élevée qu'elle dépasse de loin les capacités de la plupart des systèmes d'enregistrement d'images existants. L'œil humain est capable de répondre à un flux de rayonnement lumineux de l'ordre de 10 à 16 W/cm2. Si nous voulions utiliser cette énergie pour chauffer de l'eau, il faudrait 1 million d'années pour chauffer un centimètre cube d'eau de 1°. Exprimant la sensibilité de l'œil humain en termes de sensibilité de film, cela équivaudrait à un film d'une sensibilité de 15 millions d'unités ASA.

La sensibilité des bâtonnets et des cônes au flux lumineux, en fonction de la longueur d'onde, est décrite par les courbes de sensibilité spectrale de l'œil humain (Fig. 1.5 b). Pour caractériser la sensibilité spectrale globale de l'œil humain à un flux de rayonnement lumineux, on utilise la courbe d'efficacité lumineuse relative, ou, comme on l'appelle aussi, la courbe de visibilité, de l'œil, qui détermine, respectivement, la sensibilité globale de l'œil humain à la lumière, en tenant compte de la vision des couleurs (cônes) ou de la lumière (bâtonnets) ( Fig. 1.5 a). Ces dépendances sont d'un grand intérêt pour les spécialistes, car elles permettent d'expliquer un certain nombre de phénomènes bien connus de la vision humaine.

Ainsi, à partir de ces courbes, on peut voir qu'une personne est très bien capable de percevoir les couleurs vertes et vert-jaune, tandis que sa sensibilité aux couleurs bleues est sensiblement plus faible.

La situation change quelque peu au crépuscule, lorsque les cônes sensibles au rayonnement lumineux commencent à perdre leur efficacité et que le rapport entre les bâtonnets et les cônes change - l'efficacité lumineuse spectrale maximale se déplace vers le rayonnement bleu (vision des bâtonnets).

Une autre caractéristique intéressante est qu'il est plus difficile pour le cristallin de faire la mise au point sur des objets colorés dans des tons bleu-violet. Ceci est dû à la baisse de la sensibilité spectrale de l'œil dans ces régions du spectre. Par conséquent, les verres sont parfois constitués non pas de neutre-transparent, mais de verres teintés jaune ou marron, qui filtrent la composante bleu-violet du spectre.

Du fait que les courbes de sensibilité spectrale se recouvrent partiellement, une personne peut rencontrer certaines difficultés à distinguer certaines couleurs pures. Ainsi, du fait que la courbe de sensibilité spectrale des cônes de type r (conditionnellement sensibles à la partie rouge du spectre) conserve une certaine sensibilité dans la région des couleurs bleu-violet, il nous semble que le bleu et couleurs violettes avoir un mélange de rouge.

Affecte la perception des couleurs et la sensibilité générale à la lumière de l'œil. La courbe d'efficacité lumineuse relative étant une gaussienne avec un maximum à 550 nm (pour la vision de jour), les couleurs aux bords du spectre (bleu et rouge) nous sont perçues comme moins lumineuses que les couleurs occupant position centrale dans le spectre (vert, jaune, bleu).

Étant donné que la sensibilité spectrale de l'œil humain est inégale sur toute la région du spectre, lors de la perception de la couleur, des phénomènes peuvent se produire lorsque deux couleurs différentes avec des distributions spectrales différentes nous apparaîtront identiques du fait qu'elles provoquent la même excitation de récepteurs oculaires. Ces couleurs sont appelées métamères et le phénomène décrit est appelé métamérisme. Il est souvent observé lorsque l'une ou l'autre surface peinte est vue par nous sous différentes sources lumineuses, dont la lumière, en interaction avec la surface, modifie le spectre de sa couleur. Dans ce cas, par exemple, un tissu blanc peut paraître blanc à la lumière du jour, mais changer de teinte à la lumière artificielle. Ou deux objets qui ont des spectres de réflexion différents et, par conséquent, qui devraient avoir une couleur différente, sont en fait perçus par nous comme identiques, car ils provoquent une excitation sans ambiguïté des trois centres de détection de couleur de l'œil. De plus, si nous essayons de reproduire la couleur de ces objets, par exemple sur un film photographique qui utilise un mécanisme d'enregistrement d'image différent de l'appareil visuel humain, ces deux objets se révéleront très probablement avoir des couleurs différentes.

Riz. 1.6. Illustration du phénomène de métamérisme

Trois échantillons de couleur avec une réflectance spectrale différente apparaissent lorsqu'ils sont éclairés lumière du jour le même. Lorsque ces échantillons sont reproduits sur un film photographique dont la sensibilité spectrale est différente de la sensibilité spectrale de l'appareil visuel humain, ou lorsque l'éclairement change, ils changent de couleur et se colorent différemment.

Toute la technologie moderne de reproduction d'images couleur repose sur l'utilisation du phénomène de métamérisme : ne pouvant répéter exactement le spectre d'une couleur particulière observée dans les conditions naturelles en reproduction des couleurs, celle-ci est remplacée par une couleur synthétisée à l'aide d'un ensemble spécifique de couleurs ou d'émetteurs et ayant une excellente répartition spectrale, mais évoquant les mêmes sensations de couleur chez le spectateur.

La connaissance des caractéristiques de la vision humaine est très importante lors de la conception de systèmes d'enregistrement et de traitement d'images. C'est afin de tenir compte au maximum des particularités de la vision humaine que les fabricants de matériaux photographiques ajoutent des couches supplémentaires sensibles aux couleurs, les fabricants d'imprimantes ajoutent des encres d'impression supplémentaires, etc. Cependant, aucune amélioration technologies modernes ne permettent toujours pas de créer un système de reproduction d'image qui pourrait être comparé à l'appareil de vision humaine.

Classement des couleurs. Comme déjà mentionné, selon la longueur d'onde du rayonnement, la lumière est perçue par l'œil humain comme colorée d'une couleur ou d'une autre allant du violet au rouge. Les couleurs perçues sont appelées couleurs spectrales pures, et la caractéristique qui détermine leur couleur est appelée tonalité de couleur en colorimétrie. La teinte est uniquement liée à la longueur d'onde et est donc souvent exprimée en nanomètres.

Il est généralement admis que l'œil humain est capable de distinguer jusqu'à 150 tons différents de couleurs spectrales pures. À ce nombre, il faut ajouter 30 autres couleurs violettes, qui sont absentes du spectre, mais peuvent être obtenues en mélangeant un rayonnement spectral bleu et rouge.

En plus des couleurs spectrales pures et du magenta pur, il existe également un certain nombre de couleurs appelées achromatique ou couleurs neutres, c'est-à-dire des couleurs dépourvues de couleur. Cela inclut le noir, le blanc et les différentes nuances de gris entre les deux. La sensation de ces couleurs se produit lorsque l'œil humain n'est pas affecté par le flux de rayonnement lumineux (noir) ou inversement, le flux d'intensité maximale (blanc) agit. La sensation de couleur grise se produit lorsque le flux lumineux agissant sur l'œil excite également les analyseurs sensibles à la couleur (cônes). De plus, le spectre d'émission de cette couleur n'a pas besoin d'être uniforme (énergie égale), il suffit simplement qu'elle provoque la même excitation des trois couleurs de détection de couleur de l'œil, et le spectre d'émission lui-même peut être très inégal ( figure 1.6).

Si vous mélangez une couleur spectrale pure avec du blanc ou du gris, un phénomène se produira lorsque la couleur commencera à perdre sa pureté et se transformera progressivement en blanc ou en gris. À cet égard, en plus de la tonalité de couleur, une caractéristique appelée saturation ou pureté de couleur est également utilisée pour caractériser la couleur. En fait, il n'y a pas tant de couleurs spectrales pures dans la nature, et à leur place, nous sommes beaucoup plus susceptibles d'observer des couleurs plus ou moins dépourvues de saturation. On pense que pour chaque tonalité de couleur, l'œil humain est capable de distinguer jusqu'à 200 degrés de saturation.

Les caractéristiques de teinte et de saturation sont souvent combinées et sont appelées chroma, qui peuvent servir de caractéristique qualitative perception des couleurs.

Deux tons de couleur identiques peuvent différer non seulement par la saturation, mais également par la luminosité (force) de leur rayonnement, qui, lors de la caractérisation des propriétés des objets non lumineux, est généralement caractérisée par le concept de luminosité des couleurs. Si la saturation des couleurs peut être interprétée comme le rapport entre la couleur pure et le blanc ajouté, alors la luminosité peut être interprétée comme le rapport entre la couleur pure et le noir ajouté. Au fur et à mesure que la force (luminosité) du rayonnement lumineux augmente, la couleur prend diverses nuances de couleur allant du noir au blanc. La luminosité est directement liée à la saturation des couleurs, car la modification de la luminosité d'une couleur entraîne souvent une modification de sa saturation.

Si la chrominance peut être utilisée comme caractéristique qualitative de la couleur, alors la luminosité peut être utilisée comme une évaluation quantitative de la couleur.

Les trois caractéristiques de la couleur que nous avons considérées, à savoir la teinte, la saturation et la luminosité, sont souvent disposées sous la forme d'un graphique en trois dimensions sur lequel la valeur de luminosité sert d'axe de référence le long duquel les couleurs vont du noir au blanc, la saturation change le long de la coordonnée radiale lorsque la couleur s'éloigne du centre du graphique, et la tonalité de couleur est caractérisée par la coordonnée angulaire, comme illustré à la Fig. 1.7. Théoriquement, un tel graphique devrait être un cylindre, mais il est le plus souvent disposé sous la forme d'un cône inversé dont le sommet correspond au point noir et la base à la valeur de luminosité maximale. Ceci est en bon accord avec le fait qu'à de faibles valeurs de la luminosité du rayonnement, une personne commence à distinguer les couleurs moins bien, et à la valeur minimale de la luminosité ne les distingue pas du tout.

Si vous utilisez pour dessiner ce graphique sur un plan, en supprimant la coordonnée de luminosité et en ne laissant que la teinte ou la teinte et la saturation (chroma), alors nous obtenons une construction qui est communément appelée la roue chromatique (Fig. 1.8), qui est un cercle le long desquels se situent les tons de couleur du rouge au violet. Chaque couleur de la roue chromatique a une coordonnée numérique, exprimée en degrés de 0° à 360°. Le rouge commence et termine la roue chromatique, correspondant au point 0° (360°). Orange correspond à la coordonnée 40°, jaune - 60°, vert - 120°, bleu - 180°, bleu - 240°, magenta - 300°. Toutes ces couleurs, à l'exception de l'orange qui est un mélange de rouge et de jaune, sont situées sur la roue chromatique à un intervalle égal les unes des autres de 60°.

Riz. 1.8. Cercle de couleur

Les couleurs opposées sur la roue chromatique sont appelées couleurs supplémentaires. Par exemple, rouge et cyan, vert et magenta, bleu et jaune, etc. Ces paires de couleurs ont une gamme propriétés intéressantes, qui sont utilisés dans la technologie de reproduction d'images et qui seront discutés en détail ci-dessous.

Les caractéristiques de teinte, de saturation et de luminosité sont les visuels les plus couramment utilisés ou, comme on les appelle aussi, psychophysique caractéristiques de couleur et sont utilisés lorsque la couleur doit être déterminée sans recourir à un appareil mathématique complexe.

D'autres moyens de déterminer la couleur peuvent être des atlas de couleurs, qui fournissent des échantillons de couleurs sur diverses surfaces et matériaux, regroupés selon un certain attribut. Ces atlas sont largement utilisés dans l'imprimerie, l'industrie textile et l'architecture. Par exemple, Pantone imprime des catalogues de couleurs, crée des échantillons de couleurs, etc. Chaque couleur de l'atlas des couleurs a son propre indice, grâce auquel sa position dans l'atlas peut être déterminée, ainsi que la formulation des peintures nécessaires pour l'obtenir.

En colorimétrie, l'atlas des couleurs de Munsell, compilé au début du XXe siècle par l'artiste américain Albert Munsell, est largement utilisé. Munsell a regroupé les couleurs selon trois coordonnées tonalité de couleur (Teinte), saturation (Chroma) Et légèreté (valeur).

Munsell a divisé les teintes en 10 tons de base, qu'il a désignés par les indices de lettres correspondants : R(rouge), an(jaune-rouge), Oui(jaune), GY(vert jaunâtre), g(vert), BG(bleu vert), B(bleu), BP(bleu violet) et PR(rouge-violet). Dans chacun d'eux, il a distingué 10 nuances, obtenant ainsi 100 tons de couleurs pures. Il les a disposés en cercle, créant une construction géométrique similaire à la roue chromatique que nous connaissons déjà. Les valeurs de tonalité ont été choisies par Munsell de telle sorte que les échantillons adjacents aient la même différence de couleur pour l'œil d'un observateur ordinaire dans des conditions d'éclairage normales (sous un tel éclairage, Munsell signifiait la lumière de midi du ciel dans le nord latitudes). En utilisant le centre du cercle résultant comme point de couleurs achromatiques, Munsell a disposé des échantillons de couleur du centre du cercle à son bord en fonction de l'augmentation de la saturation (Chroma) de la couleur. Enfin, à partir du centre du cercle, il construit un axe le long duquel les couleurs se regroupent au fur et à mesure que leur légèreté (Valeur) augmente. Selon le degré d'augmentation de la luminosité, les couleurs ont été divisées en 10 groupes de 0 (noir) à 9 (blanc), et l'échelle de luminosité a été choisie non linéaire, mais logarithmique, ce qui est plus cohérent avec la façon dont un changement de luminosité est perçu par une personne. Mais en termes de degré d'augmentation de la saturation, les couleurs n'avaient pas une division claire et identique, car la sensibilité spectrale de l'œil humain dans différentes régions du spectre n'est pas la même, et donc une personne peut voir des différences de saturation pour différentes tonalités de couleur moins ou plus précisément. Donc pour 5 ans avec Valeur = 2 Munsell n'a distingué que 3 degrés de saturation, et pour 5PB avec la même lumière 28 . En même temps, pour différentes valeurs luminosité, le nombre possible d'échantillons de couleur ayant des saturations différentes n'était pas non plus le même, ce qui est cohérent avec le fait qu'une personne n'est pas capable de bien distinguer les couleurs à une luminosité trop faible et trop élevée. Si vous regroupez des échantillons de couleur dans un corps spatial, la construction géométrique résultante sera quelque peu asymétrique, ressemblant à une pomme de forme légèrement irrégulière ou à une boule déformée. C'est d'ailleurs ainsi que l'atlas des couleurs de Munsell était souvent présenté au consommateur sous la forme d'une sorte de globe de couleurs (Fig. 1.10).

Pour définir avec précision une couleur particulière, Munsell a utilisé un système de coordonnées spécial, qui est désigné par Hue (hue), Value (clarté) / Chroma (saturation). Par exemple, la couleur rouge-violet est indiquée dans l'atlas comme 6RP4/8, Où 6RP- coordonnée de la couleur ayant de la légèreté 4 avec saturation 8 .

En plus de Munsell, un certain nombre d'autres chercheurs ont également participé au développement de tels atlas de couleurs. En Allemagne, un atlas des couleurs similaire, et presque en même temps que Mansell, a été développé par Ostwald. Des travaux similaires ont été entrepris au Canada, aux États-Unis et dans un certain nombre d'autres pays, et souvent plusieurs normes nationales de couleur ont été créées à la fois pour diverses industries. En Union soviétique, l'atlas des couleurs Rabkin et le VNIIM eux. D. I. Mendeleïev.

En plus des atlas de couleurs, de nombreux systèmes de classification des couleurs par nom ont également été développés. Bien que ces systèmes ne puissent pas être qualifiés de complètement scientifiquement fiables (sous le même nom, différents observateurs peuvent comprendre Couleurs différentes), mais en complément des systèmes de classification des couleurs existants, ils peuvent bien servir.

Comme exemple le plus simple, sept noms de couleurs peuvent être donnés qui décrivent des parties du spectre visible et forment la formule bien connue sur le chasseur et le faisan : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet.

Les termes avec lesquels les artistes sont habitués à opérer apparaîtront beaucoup plus complexes et, bien sûr, nombreux. Si l'on prend les ensembles de peintures vendus dans les magasins d'artistes, on trouvera parmi les noms de peintures comme l'ocre, le cobalt, le cinabre, etc., qui sont des termes généralement acceptés que tout artiste professionnel associera à certaines couleurs, bien que, bien sûr, il y aura inévitablement des différences dans les couleurs exactes qu'une personne particulière entend par tel ou tel nom.

Il y a également eu de nombreuses tentatives pour développer des systèmes de dénomination des couleurs plus rigoureux sur le plan scientifique. Ainsi Martz et Paul ont créé un dictionnaire de couleurs contenant près de 4000 noms, dont environ 36 sont leurs propres noms, 300 sont des mots composés constitués du nom de la couleur et de l'adjectif correspondant. En 1931, le Comité interministériel américain sur la couleur (ISCC), mandaté par le Comité pharmacologique, a développé un système de couleurs nommées pour décrire la couleur des surfaces peintes. Ce système couvrait 319 désignations, qui étaient basées sur les noms des couleurs proposées par Munsell. Cela comprenait les noms des tons principaux - "rouge" (R), "jaune" (O), "vert" (G), "bleu" (B), "violet" (P), "olive" (ol), "brun" (Br) et "rose" (Paquet), - auxquels ont été ajoutés les adjectifs "faible", "fort", "léger", "sombre", ainsi que les termes "pâle", "brillant", "profond", "crépusculaire", "vivant" pour désigner couleurs supplémentaires.

Tous les autres systèmes développés par d'autres chercheurs sont construits de la même manière et ont généralement jusqu'à plusieurs centaines de noms. Un exemple d'un tel système actuellement largement utilisé dans les applications Internet est les 216 couleurs recommandées par le World Wide Web Consortium (W3C) comme couleurs standard pouvant être utilisées pour la spécification des couleurs dans le langage HTML.

Caractéristiques des sources lumineuses.Étant donné que le rayonnement des objets et des matériaux qui nous entourent, qui pénètre dans nos yeux et provoque une sensation de couleur, est déterminé Parmi la variété de rayonnements lumineux que l'œil humain est capable de percevoir, le rayonnement réellement émis par l'un ou l'autre auto-lumineux source, telle que le soleil, une lampe à incandescence, est particulièrement distinguée. , lampe flash photographique, etc. Étant donné que les sources lumineuses jouent un rôle très rôle important lors de la détermination de la couleur des objets et des matériaux, ils ont été étudiés en détail et un système spécial pour leur classification a été développé, basé sur le concept température de couleur.

Comme vous le savez, si vous chauffez un objet métallique à haute température, il commencera à émettre un rayonnement lumineux. Plus la température d'incandescence est élevée, plus cette lueur sera intense. Dans le même temps, en fonction de la température de la lueur, sa couleur changera également. Au début, il sera rouge foncé, puis rouge, puis orange, puis blanc. Il s'avère que ce phénomène est caractéristique non seulement du métal, mais est observé lorsque de nombreux solides sont chauffés avec haute température fusion. C'est sur son utilisation que lampes électriques incandescent: un courant électrique passe à travers un fin fil de tungstène, à la suite de quoi le fil chauffe et émet de la lumière. De plus, la couleur de la lueur d'un objet peut être estimée assez précisément en fonction de la température de chauffage du tungstène: lorsqu'il est chauffé à une température de plusieurs centaines de degrés, il a une teinte rougeâtre, lorsqu'il est chauffé à une température de 1000K - orange, 2000K - jaune; la lueur d'un corps chauffé à plusieurs milliers de degrés nous est déjà perçue comme blanche. La lumière du soleil est également causée par un rayonnement résultant de réactions se produisant à sa surface, chauffée à une température d'environ 6500K. La surface de certaines étoiles a une température supérieure à 10000K et donc la couleur de leur rayonnement est bleue (tableau 1.5). Lorsque la température change, la composition spectrale du rayonnement change en conséquence (Fig. 1.11).

Riz. 1.11. Distributions spectrales normalisées du rayonnement du corps noir à différentes températures de couleur

La nature du rayonnement pour la plupart des sources auto-lumineuses obéissant aux mêmes lois, il a été proposé d'utiliser la température comme caractéristique de la couleur du rayonnement. Parce que pour différents corps en fonction de leur composition chimique et propriétés physiques, le chauffage à une température donnée donne un spectre de rayonnement légèrement différent, un corps hypothétique absolument noir est utilisé comme étalon de température de couleur, qui est un radiateur complet, dont le rayonnement ne dépend que de sa température et ne dépend d'aucune de ses autres propriétés.

Le spectre de luminescence d'un corps complètement noir en fonction de la température de son chauffage peut être déterminé par la loi de Planck. Malgré les différences existantes, tous les autres corps se comportent lorsqu'ils sont chauffés d'une manière assez similaire à un corps noir idéal, et donc l'utilisation de la température de couleur comme caractéristique de la chromaticité du rayonnement des sources autolumineuses, naturelles et artificielles, se transforme se justifie dans un très grand nombre de cas. Étant donné que la distribution spectrale du rayonnement, et, par conséquent, sa chromaticité, donnée par un corps réel, coïncide rarement exactement avec la distribution spectrale et la chromaticité d'un corps noir idéal à une température de couleur donnée, lors de la caractérisation du rayonnement de corps réels, le concept est utilisé température de couleur corrélée, c'est-à-dire la température de couleur d'un corps noir idéal à laquelle la couleur de son rayonnement coïncide avec la couleur du rayonnement de ce corps. Dans ce cas, la composition spectrale du rayonnement et la température physique de ces corps s'avèrent généralement différentes, ce qui découle assez logiquement de la différence propriétés physiques corps noir réel et idéal.

En conséquence, combien de sources lumineuses existent dans le monde fonctionnant sous conditions différentes, il y a tellement de distributions spectrales de leur rayonnement. Ainsi, les phases de la lumière solaire et leurs températures de couleur corrélées varient sur une très large plage en fonction de la situation géographique, de l'heure de la journée et de l'état de l'atmosphère (Fig. 1.12, Tableau 1.6). de même pour sources artificielles lumière, comme les lampes à incandescence, dont la température de couleur varie en fonction de leur conception, de leur tension de fonctionnement et de leur mode de fonctionnement (tableau 1.6).

Riz. 1.12. Répartition spectrale normalisée des différentes phases de la lumière du jour : 1) lumière du ciel au zénith, 2) lumière du ciel complètement recouverte de nuages 3) lumière directe du soleil à midi ; 4) lumière directe du soleil 1 heure avant le coucher du soleil

Cependant, malgré la variété existante de sources lumineuses différentes, la plupart des sources lumineuses utilisées dans l'industrie et la technologie peuvent être standardisées. Une telle normalisation a été proposée par la Commission internationale de l'éclairage (CIE), selon laquelle plusieurs émetteurs colorimétriques dits standards ont été identifiés, qui ont été désignés en lettres latines UN, B, C, D, E Et F(Tableau 1.7). Contrairement aux sources lumineuses réelles, les émetteurs CIE standard décrivent des classes de sources lumineuses dans leur ensemble, sur la base des valeurs moyennes de leurs distributions spectrales. Une telle normalisation a montré son efficacité suffisante, car il s'avère que, malgré les différences existantes, la plupart des sources lumineuses réelles peuvent être comparées assez précisément aux émetteurs standard correspondants.

Languette. 1.7.
Emetteurs colorimétriques standard CIE

Art. radiation chateau	Caractéristique
UN	Sous cette source, la CIE a désigné un émetteur de lumière complet (un corps noir idéal) à une température de 2856K. Pour le reproduire, une lampe à incandescence avec un filament de tungstène avec une température de couleur corrélée de 2856K est utilisée, et pour une reproduction plus précise de tout le spectre de la source A, il est recommandé d'utiliser des pattes avec une ampoule à quartz fondu
AVANT JC	Reproduction de la lumière du jour B- la lumière directe du soleil avec une température de couleur corrélée de 4870K, C- Lumière solaire indirecte avec une température de couleur corrélée de 6770K. Lors du calcul de ces émetteurs, nous avons autorisé toute la ligne imprécisions, et donc ils ne sont pratiquement pas utilisés dans les calculs colorimétriques, étant remplacés par un émetteur standard D. Pour cette raison, dans la spécification des émetteurs CIE standard, ils ne sont souvent pas indiqués du tout.
D	C'est la source de lumière standard sur laquelle la plupart des équipements d'imagerie sont calibrés. Reproduit diverses phases de la lumière du jour moyenne sur une plage de température de couleur corrélée de 4000K à 7500K. Données de la distribution spectrale du rayonnement D ont été déterminés en faisant la moyenne des données de plusieurs mesures du spectre lumière du jour joué dans diverses régions du Royaume-Uni, du Canada et des États-Unis. Plusieurs distributions spectrales de la source ont été déterminées à des fins diverses. D pour différentes températures de couleur : D50, D55, D60, D65, D70, D75 avec des températures de couleur corrélées de 5000K, 5500K, 6000K, 6500K, 7000K, 7500K, respectivement, correspondant à certaines phases de la lumière du jour. Source D65 doit être considéré comme le plus polyvalent, car il se rapproche le plus de la lumière du jour moyenne. Source D50 accepté comme standard dans l'impression, car il est le mieux adapté pour caractériser une image imprimée avec des encres d'impression standard sur papier. Source D55 accepté comme standard en photographie : ce sont des lampes avec une température de couleur de 5500K qui sont utilisées dans les appareils de visualisation pour diapositives et la lampe flash a cette température de couleur. Contrairement aux autres sources standard, reproduisez fidèlement les sources standard D plutôt difficile, car il n'y a pas de sources de lumière artificielle avec une telle distribution spectrale de rayonnement. Les solutions les plus couramment utilisées qui satisfont le consommateur à la fois qualitativement et économiquement comprennent l'utilisation de lampes fluorescentes avec une température de couleur corrélée appropriée, dont le spectre d'émission est en outre corrigé à l'aide de filtres de lumière spéciaux.
E	Une source de rayonnement hypothétique ayant un spectre d'énergie égale (ne changeant pas avec la longueur d'onde) avec une température de couleur de 5460K. N'existe vraiment pas dans la nature et n'est utilisé en colorimétrie qu'à des fins de calcul
F	Un émetteur standard qui décrit la distribution spectrale du rayonnement de diverses lampes fluorescentes. F1- rayonnement d'une lampe fluorescente chaude avec une température de couleur corrélée de 3000K, F2- une lampe fluorescente lumière du jour froide avec une température de couleur corrélée de 4230K, F7- lampe fluorescente lumière du jour avec une température de couleur corrélée de 6500K

Avec la température de couleur, son inverse est parfois utilisé, appelé mired (noté μrd) ou microkelvin inverse.

L'utilisation de μrd au lieu de l'échelle Kelvin présente deux avantages : d'une part, une unité de μrd correspond approximativement à un seul seuil de variation de la chromaticité du flux lumineux, perceptible à l'œil, et il est donc plus commode de caractériser la chromaticité du rayonnement dans ces unités ; deuxièmement, μrd est pratique à utiliser pour caractériser les filtres de conversion et d'équilibrage des couleurs : le changement de température de couleur fourni par le filtre, exprimé en μrd, ne changera pas lorsque l'on travaille avec un rayonnement d'une température de couleur à une autre

Par exemple, un filtre de conversion orange de la série 85 abaisse la température de couleur d'une couleur diurne moyenne de 5500K à 3400K de 2100K (112 µrd). Cependant, s'il est utilisé pour abaisser la température de couleur d'un flux lumineux avec une température de couleur de 4000K, le changement de température de couleur exprimé en K ne sera pas de 2100K, mais de 7246K, et exprimé en μrd ne changera pas.

Composition de fleurs. Obtenir une nouvelle couleur en mélangeant plusieurs couleurs primaires détermine la possibilité d'obtenir une image en couleur en photographie, cinéma, télévision, impression et informatique. Il est basé sur le phénomène de mélange des spectres d'émission formés par des surfaces peintes ou des émetteurs de lumière. Le résultat est une nouvelle couleur qui a son propre spectre (Fig. 1.13).

Si, par exemple, nous prenons trois émetteurs de lumière équipés de filtres de lumière rouge, verte et bleue et projetons leur rayonnement en un point sur un écran blanc, alors nous obtenons point blanc. Si l'un des émetteurs est éteint et que seul le rayonnement de l'émetteur rouge avec du vert, du bleu avec du vert et du vert avec du rouge est mélangé, alors sur l'écran nous aurons d'abord du jaune, puis du magenta puis du bleu. Si nous prenons les trois émetteurs et mélangeons leurs rayonnements dans des proportions différentes, nous pouvons ainsi obtenir un assez grand nombre de couleurs et leurs nuances. Plus la différence d'intensité des trois émetteurs est petite, plus la saturation des couleurs sera faible et plus elle aura tendance à être neutre. Si, sans changer les proportions des trois rayonnements, on diminue leur intensité, alors on obtiendra la même couleur mais avec une luminosité moindre. Dans le cas limite, lorsque l'intensité des trois émetteurs est réduite à zéro, nous obtenons du noir.

Pour le cas où seules deux couleurs primaires sont prises :

En fait, au lieu du rouge, du vert et du bleu, nous pourrions utiliser n'importe quelle couleur, mais simplement en mélangeant le rouge, le vert et le bleu, vous pouvez obtenir la plus grande combinaison de couleurs. Une explication évidente de ce fait est les particularités de la vision humaine et la présence dans l'appareil visuel humain de trois récepteurs de détection de couleur, chacun étant sensible aux rayons rouges, verts et bleus. Ainsi, la formation de couleur à l'aide de trois émetteurs de couleurs bleu, vert et rouge peut être considérée comme une excitation dirigée des trois récepteurs de couleur de l'œil, à la suite de quoi il est possible d'évoquer la sensation d'un ou une autre couleur dans le visualiseur.

Selon un schéma similaire, une image couleur est formée sur l'écran d'un moniteur vidéo et d'ordinateur, d'un téléviseur, d'un projecteur LCD et dans d'autres appareils qui utilisent le rayonnement de trois couleurs primaires pour la synthèse des couleurs ou (pour les appareils d'entrée d'image) décomposent l'image en couleurs primaires.

Puisque les radiations des trois couleurs primaires sont mélangées (additionnées) pour obtenir la couleur, cette méthode de synthèse de couleur est appelée additive (du verbe ajouter- pli).

Riz. 1.13. Mélange de couleur additif

La figure illustre la réalisation d'un mélange additif de couleurs sur l'exemple d'un moniteur couleur Sony Trinitron. Émissions de trois luminophores rouges (R), vert (G) et couleurs bleues (B), dont les émissions spectrales sont représentées sur la figure, sont sommées pour chaque longueur d'onde, ce qui permet d'obtenir un mélange de couleurs reproduisant, selon l'intensité de la lueur de chaque luminophore, un grand nombre de couleurs différentes et leurs nuances . Veuillez noter que la lueur du phosphore rouge a un spectre presque linéaire, en raison de la présence d'éléments de terres rares dans sa composition.

Dans la plupart des cas, cependant, l'ajout flux de lumière trois émetteurs pour la formation de couleur n'est pas techniquement possible, par exemple, dans les industries du cinéma, de la photographie, de l'imprimerie, du textile et des peintures et vernis.

En photographie, un faisceau de lumière blanche traverse trois couches colorées de matériau photographique formées de colorants jaune, magenta et cyan. Lors de l'impression, le flux lumineux traverse une couche d'encre jaune, magenta et cyan et est réfléchi par la surface du papier dans la direction opposée, formant une image en couleur.

À la suite du passage d'un flux lumineux de lumière blanche à travers une couche de colorant ou de pigment, une partie de l'énergie du spectre de rayonnement est sélectivement absorbée, à la suite de quoi le flux lumineux acquiert une couleur ou une autre.

Ainsi, il est possible d'utiliser des colorants jaune, magenta et bleu, éclairés par un flux de lumière blanche, comme modulateur de rayonnement de couleur, pour obtenir tous les mêmes flux de rayonnement rouge, vert et bleu, avec lesquels vous pouvez contrôler l'excitation de les trois centres de détection des couleurs de l'œil.

Riz. 1.14. Mélange de couleurs soustractif

La figure illustre la réalisation d'un mélange couleur soustractif sur l'exemple d'un film photographique couleur inversé par absorption successive par du cyan (C), magenta (M) et jaune (O) colorants avec des densités C = 100 %, M = 60 %, Y = 20 % du rayonnement d'une source de lumière du jour (D65) dans chaque intervalle de longueur d'onde. La couleur obtenue à la suite de leur mélange est l'une des nuances de bleu. Le rayonnement obtenu à la suite de l'absorption partielle du flux lumineux par des colorants soustractifs peut dans ce cas être considéré comme le produit du spectre d'émission de la source lumineuse et des spectres de réflexion des colorants

En imprimerie et en polygraphie, le noir s'ajoute aux trois couleurs jaune, magenta et cyan. Ceci est dicté, d'une part, par des considérations économiques, car cela permet de réduire la consommation d'encres de couleur plus chères, et d'autre part, cela permet de résoudre certains problèmes fondamentaux qui se posent dans le processus d'impression typographique tricolore en raison de l'imperfection de l'impression les encres utilisées, dont le spectre de réflexion n'est en pratique pas limité au jaune uniquement, au magenta uniquement et au cyan uniquement.

Étant donné que les flux lumineux ne s'additionnent pas pour obtenir la couleur et que le flux lumineux de la lumière blanche est partiellement absorbé à la suite de l'interaction avec le colorant, cette méthode de synthèse des couleurs est appelée soustractive (du verbe soustraire- soustraire).

Lumière et couleur. La nature de la couleur et sa base physique

Au quotidien, une personne est confrontée à de nombreux facteurs. environnement externe qui l'affectent. Un tel facteur qui a une forte influence est la couleur. On sait que la couleur ne peut être vue par une personne qu'à la lumière, dans l'obscurité on ne voit aucune couleur. Les ondes lumineuses sont perçues par l'œil humain. Nous voyons des objets parce qu'ils réfléchissent la lumière et parce que notre œil est capable de percevoir ces rayons réfléchis. Rayons de soleil ou lumière électrique - les ondes lumineuses de l'appareil visuel humain sont converties en sensation. Cette transformation se déroule en trois étapes : physique, physiologique, psychologique.

Physique– émission lumineuse; physiologique- l'effet de la couleur sur l'œil et sa transformation en influx nerveux allant au cerveau humain ; psychologique- Perception des couleurs.

L'étape physique de la formation de la perception visuelle est la conversion de l'énergie du rayonnement visible environnements différents dans l'énergie du flux de rayonnement modifié et est étudiée par la physique.

Le rayonnement visible est appelé lumière. La lumière est la partie visible du spectre électromagnétique cas particulier un rayonnement électromagnétique . Les physiciens plaisantent en disant que la lumière est l'endroit le plus sombre de la physique. La lumière a une double nature : lorsqu'elle se propage, elle se comporte comme une onde, et lorsqu'elle est absorbée et émise, elle se comporte comme un flux de particules. Ainsi, la lumière appartient à l'espace et la couleur appartient à l'objet. La couleur est une sensation qui se produit dans l'organe de la vision humaine lorsqu'il est exposé à la lumière. .

En science des couleurs, il est d'usage de considérer la lumière comme un mouvement d'onde électromagnétique. Dans le visible, chaque longueur d'onde correspond à la sensation d'une couleur.

Dans le spectre de la lumière blanche du soleil, on distingue sept couleurs primaires : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet. L'œil d'un observateur moyen est capable de distinguer environ 120 couleurs dans le spectre de la lumière blanche. Pour la commodité de la désignation des couleurs, il est d'usage de diviser le spectre du rayonnement optique en trois zones :

Ondes longues - du rouge à l'orange ;

Onde moyenne - de l'orange au bleu ;

Ondes courtes - du bleu au violet.

Cette division est justifiée par les différences qualitatives entre les couleurs incluses dans différentes régions du spectre. Chaque couleur du spectre est caractérisée par sa longueur d'onde (tableau 1), c'est-à-dire il peut être spécifié avec précision par la longueur d'onde ou la fréquence d'oscillation. Les vagues les plus courtes sont violettes, les plus longues sont rouges. Les ondes lumineuses elles-mêmes n'ont pas de couleur. La couleur n'apparaît que lorsque ces ondes sont perçues par l'appareil visuel humain.

L'œil est capable de percevoir des longueurs d'onde de 400 à 700 nanomètres (un nanomètre est un milliardième de mètre, une unité de mesure de la longueur des ondes lumineuses).

Tableau 1. Correspondance des gammes de longueurs d'onde aux sensations de couleur

Des deux côtés de la partie visible du spectre se trouvent des régions ultraviolettes et infrarouges qui ne sont pas perçues par l'œil humain, mais peuvent être capturées par un équipement spécial (tableau 2). Les caméras de vision nocturne fonctionnent à l'aide d'un rayonnement infrarouge et rayonnement ultraviolet bien qu'invisible à l'œil humain, il peut causer des dommages importants à la vision. La vitesse de propagation de tous les types d'ondes d'oscillations électromagnétiques est d'environ 300 000 km/s.

Tableau 2. Variétés de rayonnement électromagnétique

Les ondes lumineuses pénètrent dans la rétine de l'œil, où elles sont perçues par des récepteurs sensibles à la lumière qui transmettent des signaux au cerveau, et déjà là se forme une sensation de couleur. Cette sensation dépend de la longueur d'onde et de l'intensité du rayonnement. Et tous les objets qui nous entourent peuvent soit émettre de la lumière (couleur), soit réfléchir ou transmettre partiellement ou totalement la lumière qui leur tombe dessus.

Par exemple, si l'herbe est verte, cela signifie que sur toute la gamme de longueurs d'onde, elle réfléchit principalement les ondes de la partie verte du spectre et absorbe le reste. Quand nous disons "cette tasse est rouge", ce que nous voulons vraiment dire, c'est qu'elle absorbe tous les rayons lumineux sauf les rouges. La tasse elle-même n'a pas de couleur, la couleur est créée en l'allumant. Ainsi, la coupelle rouge reflète principalement les ondes de la partie rouge du spectre. Si nous disons qu'un objet a une couleur quelconque, cela signifie qu'en fait cet objet (ou sa surface) a la propriété de réfléchir des ondes d'une certaine longueur, et la lumière réfléchie est perçue comme la couleur de l'objet. Si l'objet bloque complètement la lumière incidente, il nous apparaîtra noir, et s'il réfléchit tous les rayons incidents, il apparaîtra blanc. Certes, la dernière affirmation ne sera vraie que si la lumière est blanche, non colorée. Si la lumière acquiert une nuance, la surface réfléchissante aura la même nuance. Cela peut être observé au coucher du soleil, qui colore tout autour de tons cramoisis, ou lors d'une soirée d'hiver crépusculaire, lorsque la neige semble bleue. L'expérience de l'utilisation de la couleur colorée est assez curieusement décrite par I. Itten dans son livre The Art of Color.

La façon dont l'appareil visuel reconnaît ces ondes n'est pas encore entièrement connue. Nous savons seulement que des couleurs différentes résultent de différences quantitatives de photosensibilité.

Dans ce contexte, il serait logique de rappeler une autre définition de la couleur. La couleur est un nombre différent de vibrations d'ondes lumineuses d'une source lumineuse donnée, perçues par notre œil sous la forme de certaines sensations, que nous appelons couleur. .

La sensation de couleur est créée sous la prédominance de certaines longueurs d'onde dans la couleur. Mais si l'intensité de toutes les ondes est la même, alors la couleur est perçue comme blanche ou grise. Un objet qui n'émet pas d'ondes est perçu comme noir. À cet égard, toutes les sensations visuelles de couleur sont divisées en deux groupes : chromatique et achromatique.

Les couleurs achromatiques sont le blanc, le noir et toutes les couleurs grises.. Leur spectre comprend également des rayons de toutes les longueurs d'onde. S'il y a une prédominance d'une longueur d'onde, alors une telle couleur devient chromatique. Les couleurs chromatiques comprennent toutes les couleurs spectrales et autres couleurs naturelles. .

2.2. Caractéristiques de base des couleurs

Pour la définition sans ambiguïté (spécification) de la couleur, un système de caractéristiques psychophysiques est souvent utilisé. Ceux-ci incluent les caractéristiques suivantes :

Tonalité de couleur,

légèreté;

Saturation.

Tonalité de couleur - la qualité d'une couleur pour lui donner un nom (ex. rouge, bleu, etc.) . Fait intéressant, un œil non averti avec un brillant lumière du jour distingue jusqu'à 180 tons de couleur, et un œil humain développé est capable de distinguer environ 360 nuances de couleur. Les couleurs achromatiques n'ont pas de teinte.

La clarté est le degré auquel une couleur donnée diffère du noir.. Dans les couleurs spectrales, la plus claire est jaune, le plus foncé est violet. Au sein d'une même tonalité de couleur, le degré de clarté dépend de l'utilisation du blanc. Légèreté - le degré inhérent aux couleurs chromatiques et achromatiques . Les nuances de la même couleur de luminosité différente sont appelées monochromes. .

La saturation est le degré auquel une couleur chromatique diffère d'une couleur achromatique qui est égale en luminosité. Ainsi, si une couleur spectrale pure, par exemple le rouge, est prise à 100 %, alors lorsque 70 % de rouge et 30 % de blanc sont mélangés, la saturation du mélange résultant sera de 70 %. Le degré de perception des couleurs dépend de la saturation.

Les couleurs les plus saturées du spectre, avec le violet le plus saturé et le jaune le moins saturé.

Les couleurs achromatiques peuvent être appelées couleurs de saturation nulle.

Un œil humain entraîné peut distinguer environ 25 nuances de couleur par saturation, de 65 nuances par luminosité en haute lumière et jusqu'à 20 en basse lumière.

Qualités intrinsèques et intrinsèques de la couleur. La couleur, le ton, la luminosité, la saturation sont appelés qualités propres de la couleur. Les qualités propres sont les qualités qui lui sont objectivement inhérentes.

Les qualités inappropriées ne sont pas objectivement inhérentes aux couleurs, mais résultent d'une réaction émotionnelle lorsqu'elles sont perçues. On dit que les couleurs sont chaudes et froides, légères et lourdes, sourdes et sonores, saillantes et fuyantes, douces et dures. Ces caractéristiques sont importantes pour l'artiste, car elles renforcent l'expressivité et l'ambiance émotionnelle de l'œuvre.

Le changement de volume de l'image dépend de la saturation de la couleur (Fig. 1) Les couleurs activement saturées rendent l'image plus volumineuse que les couleurs faiblement saturées ou assombries. Le flou et l'assombrissement réduisent non seulement l'activité de la couleur, mais affaiblissent également les contrastes de couleur entre les taches. Une image monochrome, ainsi qu'une image saturée, est capable de transmettre activement un volume proche de la version achromatique.

Riz. 1. Modification du volume de l'image en fonction de la saturation de la couleur :

a - couleurs saturées de manière optimale; b - couleurs légèrement saturées (surlignées); c – variante achromatique ; d - couleurs faiblement saturées (assombries); e - image monochrome de l'objet, relief, volume et ambiance émotionnelle de la composition. Lors de l'utilisation de couleurs faiblement saturées (surlignées ou assombries), le volume sera moindre que lors de l'utilisation de couleurs saturées.

Introduction…………………………………………………………………………… 1. Le concept de température de couleur………………………………… ………… ….. 1.1. Tableau des valeurs numériques de la température de couleur des sources lumineuses courantes………………………………………………………………….. 1.2. Diagramme de chromaticité XYZ………………………………………………….

1.3 Indice de rendu de la lumière solaire et des couleurs (IRC - indice de rendu des couleurs)..

2. Méthodes de mesure de la température de couleur…………………………………… Sources d'information………………………………………………………… ….

Introduction.

Selon nos sensations psychologiques, les couleurs sont chaudes et chaudes, froides et très froides. En fait, toutes les couleurs sont chaudes, très chaudes, car chaque couleur a sa propre température et elle est très élevée. Tout objet dans le monde qui nous entoure a une température supérieure à zéro absolu, ce qui signifie qu'il émet de la chaleur. Même la glace, qui a une température négative, est une source de rayonnement thermique. C'est difficile à croire, mais c'est vrai. Dans la nature, la température de -89 ° C n'est pas la plus basse, des températures encore plus basses peuvent cependant être atteintes jusqu'à présent dans des conditions de laboratoire. La température la plus basse actuellement théoriquement possible dans notre univers est la température du zéro absolu et elle est égale à -273,15°C. À cette température, le mouvement des molécules de la substance s'arrête et le corps cesse complètement d'émettre tout rayonnement (thermique, ultraviolet et plus encore visible). Obscurité complète, pas de vie, pas de chaleur. Certains d'entre vous savent peut-être que la température de couleur se mesure en Kelvin. Ceux qui ont acheté des ampoules à économie d'énergie pour leur maison ont vu l'inscription sur l'emballage : 2700K ou 3500K ou 4500K. C'est exactement la température de couleur de la lumière émise par l'ampoule. Mais pourquoi est-il mesuré en Kelvin, et que signifie Kelvin ? Cette unité de mesure a été proposée en 1848. William Thomson (alias Lord Kelvin) et officiellement approuvé dans le Système international d'unités. En physique et dans les sciences directement liées à la physique, la température thermodynamique est mesurée uniquement en Kelvin. Le début du rapport d'échelle de température commence à partir du point 0 Kelvin, ce qui signifie - 273,15 degrés Celsius. Autrement dit, 0K est la température zéro absolu. Vous pouvez facilement convertir la température de Celsius en Kelvin. Pour cela, il suffit d'ajouter le nombre 273. Par exemple, 0°C correspond à 273 K, puis 1°C correspond à 274 K, par analogie, une température du corps humain de 36,6°C correspond à 36,6 + 273,15 = 309,75 K. C'est ainsi que tout fonctionne.

Chapitre 1. Le concept de température de couleur.

Essayons de comprendre quelle est la température de couleur.

Les sources lumineuses sont des corps chauffés à des températures élevées, dont les vibrations thermiques des atomes provoquent un rayonnement sous forme d'ondes électromagnétiques de différentes longueurs. Le rayonnement, selon la longueur d'onde, a sa propre couleur. À basses températures et, par conséquent, à des longueurs d'onde plus longues, le rayonnement avec une couleur chaude et rougeâtre du flux lumineux prévaut, et à des températures plus élevées, avec une diminution de la longueur d'onde, avec une couleur froide bleu-bleu. L'unité de longueur d'onde est le nanomètre (nm), 1 nm = 1/1 000 000 mm. Au 17e siècle, Isaac Newton, à l'aide d'un prisme, décompose la soi-disant lumière blanche du jour et obtient un spectre composé de sept couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet, et à la suite de diverses expériences il a prouvé que n'importe quelle couleur spectrale peut être obtenue en mélangeant des flux lumineux, constitués de divers rapports de trois couleurs - rouge, vert et bleu, appelées les principales. C'est ainsi qu'est apparue la théorie des trois composantes.

L'œil humain perçoit la couleur de la lumière à travers des récepteurs, les soi-disant cônes, qui ont trois variétés, dont chacune perçoit l'une des trois couleurs primaires - rouge, vert ou bleu, et a sa propre sensibilité à chacune d'elles. L'œil humain perçoit les ondes électromagnétiques dans la gamme de 780 à 380 nanomètres. C'est la partie visible du spectre. Par conséquent, les récepteurs de lumière des supports d'informations - cinéma et film photographique ou une matrice de caméra doivent avoir une sensibilité de couleur identique à l'œil. Les films sensibilisés et les matrices de caméras vidéo perçoivent les ondes électromagnétiques dans une plage légèrement plus large, capturant le rayonnement infrarouge (IR) proche de la zone rouge dans la plage de 780 à 900 nm et proche du rayonnement violet - ultraviolet (UV) dans la plage de 380 -300 nanomètres. Cette région du spectre, dans laquelle opèrent l'optique géométrique et les matériaux sensibles à la lumière, est appelée la plage optique.

L'œil humain, en plus de l'adaptation à la lumière et à l'obscurité, possède ce qu'on appelle l'adaptation des couleurs, grâce à laquelle, avec différentes sources, avec différents rapports des longueurs d'onde des couleurs primaires, il perçoit correctement les couleurs. Le film et la matrice ne possèdent pas de telles propriétés, ils sont équilibrés pour une certaine température de couleur.

Le corps chauffé, en fonction de la température de chauffage dans son rayonnement, a un rapport différent de différentes longueurs d'onde et, par conséquent, une couleur différente du flux lumineux. La norme par laquelle la couleur du rayonnement est déterminée est un corps absolument noir (corps noir), le soi-disant. Emetteur de Planck. Un corps absolument noir est un corps virtuel qui absorbe 100% du rayonnement lumineux incident sur lui, et est décrit par les lois du rayonnement thermique. Et la température de couleur est la température du corps noir en degrés Kelvin, à laquelle la couleur de son rayonnement coïncide avec la couleur de la source de rayonnement donnée. La différence entre l'échelle de température en degrés Celsius, où le point de congélation de l'eau est pris égal à zéro, et l'échelle en degrés Kelvin est de -273,16, car le point de référence sur l'échelle Kelvin est la température à laquelle tout mouvement d'atomes dans le corps s'arrête et, par conséquent, tout rayonnement s'arrête, le soi-disant zéro absolu, correspondant à une température en degrés Celsius de -273,16 degrés. Autrement dit, 0 degré Kelvin correspond à une température de -273,16 degrés. Celsius.

La principale source naturelle de lumière pour nous est le soleil et diverses sources lumineuses - feu sous forme de feu, allumettes, torches et appareils d'éclairage, allant des appareils électroménagers aux appareils techniques et se terminant par des appareils d'éclairage professionnels conçus spécifiquement pour le cinéma et la télévision . Et en appareils ménagers, et dans les professionnels, différentes lampes sont utilisées (nous n'aborderons pas leur principe de fonctionnement et leurs différences de conception) avec des rapports énergétiques différents dans leurs spectres d'émission de couleurs primaires, qui peuvent être exprimés par la valeur de la température de couleur. Toutes les sources lumineuses sont divisées en deux groupes principaux. Le premier, avec une température de couleur (Tcv.) 5600 0K, lumière du jour blanche (DS), dont le rayonnement est dominé par la partie froide à ondes courtes du spectre optique, le second - lampes à incandescence (LN) avec Tcv. - 32000K et la prédominance de la partie chaude à ondes longues dans le spectre optique du rayonnement.

Où tout commence ? Tout part de zéro, y compris l'émission de lumière. Le noir est l'absence de lumière du tout. En termes de couleur, le noir c'est 0 intensité lumineuse, 0 saturation, 0 teinte (ça n'existe tout simplement pas), c'est l'absence totale de toutes les couleurs. Pourquoi voyons-nous un objet comme noir, mais parce qu'il absorbe presque complètement toute la lumière qui tombe dessus. Il existe une chose telle qu'un corps complètement noir. Un corps noir est un objet idéalisé qui absorbe tout le rayonnement qui tombe sur lui et ne réfléchit rien. Bien sûr, en réalité, cela est inaccessible et les corps absolument noirs n'existent pas dans la nature. Même les objets qui nous semblent noirs ne sont en fait pas complètement noirs. Mais il est possible de faire un modèle d'un corps presque entièrement noir. Le modèle est un cube avec une structure creuse à l'intérieur, un petit trou a été fait dans le cube à travers lequel les rayons lumineux pénètrent dans le cube. La conception est un peu similaire à un nichoir. Regardez la photo (1).

Image 1). - Modèle d'un corps entièrement noir.

La lumière entrant par le trou sera complètement absorbée après des réflexions répétées, et le trou aura l'air complètement noir de l'extérieur. Même si nous peignons le cube en noir, le trou sera plus noir que le cube noir. Ce trou sera un corps complètement noir. Au sens littéral du terme, le trou n'est pas un corps, mais nous montre seulement clairement un corps complètement noir.

Tous les objets ont un rayonnement thermique (tant que leur température est supérieure au zéro absolu, c'est-à-dire -273,15 degrés Celsius), mais aucun objet n'est un radiateur thermique parfait. Certains objets rayonnent mieux la chaleur, d'autres moins bien, et tout cela en fonction de diverses conditions environnementales. Par conséquent, le modèle d'un corps complètement noir est utilisé. Un corps noir est un émetteur de chaleur idéal. Nous pouvons même voir la couleur d'un corps noir s'il est chauffé, et la couleur que nous voyons dépendra de la température à laquelle nous chauffons le corps noir. Nous nous sommes rapprochés d'un concept tel que la température de couleur.

Regardez la photo (2).

Figure 2). - La couleur d'un corps entièrement noir en fonction de la température de chauffe.

a) Il y a un corps complètement noir, on ne le voit pas du tout. Température 0 Kelvin (-273,15 degrés Celsius) - zéro absolu, l'absence totale de tout rayonnement.

b) Nous allumons la "flamme super puissante" et commençons à chauffer notre corps absolument noir. La température corporelle, par chauffage, a augmenté à 273K.

c) Un peu plus de temps s'est écoulé et nous voyons déjà une faible lueur rouge d'un corps complètement noir. La température a augmenté à 800K (527°C).

d) La température est montée à 1300K (1027°C), le corps est devenu rouge vif. Vous pouvez voir la même couleur de lueur lorsque vous chauffez certains métaux.

e) Le corps est chauffé à 2000K (1727°C), ce qui correspond à la couleur orange de la lueur. Les charbons ardents dans un feu ont la même couleur, certains métaux lorsqu'ils sont chauffés, une flamme de bougie.

f) La température est déjà de 2500K (2227°C). La lueur à cette température devient jaune. Il est extrêmement dangereux de toucher un tel corps avec les mains !

g) Couleur blanche - 5500K (5227°C), la même couleur que la lueur du Soleil à midi.

h) Couleur lueur bleue - 9000K (8727°C). En réalité, il sera impossible d'obtenir une telle température en chauffant à la flamme. Mais un tel seuil de température est tout à fait réalisable dans les réacteurs thermonucléaires, les explosions atomiques, et la température des étoiles dans l'univers peut atteindre des dizaines et des centaines de milliers de Kelvins. Nous ne pouvons voir que la même teinte bleue de la lumière provenant, par exemple, des lumières LED, des corps célestes ou d'autres sources lumineuses. La couleur du ciel par temps clair est à peu près la même couleur. En résumant tout ce qui précède, nous pouvons donner une définition claire de la température de couleur. La température de couleur est la température d'un corps complètement noir à laquelle il émet un rayonnement de la même tonalité de couleur que le rayonnement en question. En termes simples, une température de 5000K est la couleur qu'un corps complètement noir acquiert lorsqu'il est chauffé à 5000K. Température colorée couleur orange- 2000K, cela signifie qu'un corps complètement noir doit être chauffé à une température de 2000K pour qu'il acquière une lueur orange.

Mais la couleur de la lueur d'un corps chaud ne correspond pas toujours à sa température. Si la flamme cuisinière à gaz dans une cuisine bleu-bleu, cela ne signifie pas que la température de la flamme est supérieure à 9000K (8727°C). La fonte liquide à l'état liquide a une teinte jaune orangée, qui correspond en fait à sa température, qui est d'environ 2000K (1727°C).