LUMIÈRE INCIDENTE
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LUMIÈRE INCIDENTERÉFLECTIONSPÉCULAIRE
DIFFUSERÉFLECTION
Transmission de la lumièreTransmission de la lumièreNon-Métal opaqueNon-Métal opaque
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LLUMIÈRE INCIDENTEUMIÈRE INCIDENTE
RÉFLECTIONSPÉCULAIRE
DIFFUSERÉFLECTION
DIFFUSETRANSMISSION
Transmission de la lumièreTransmission de la lumièreMatériel translucideMatériel translucide
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LUMIÈRE INCIDENTE
RÉFLECTIONSPÉCULAIRE
DIFFUSETRANSMISSION
TRANSMISSIONRÉGULIÈRE
Transmission de la lumièreTransmission de la lumièreMatériel transparentMatériel transparent
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Isaac Newton a découvert qu’il y a de la couleur dans le blanc
Transmission de la lumièreTransmission de la lumièreComposition de la lumièreComposition de la lumière
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300 nm 450 550 650 1000 nm
Spectre visibleSpectre visible InfrarougeInfrarougeULTRAVIOLEULTRAVIOLETT
Distribution d’énergie spectrale
UVUVX-
RAYSRayonsGamma
RayonsCosmiques Infrarouge MICRO-
WAVESTVTV RADIORADIOÉnergie
ÉlectriqueÉnergie
Électrique.00001nm .001nm 1nm 10nm .01cm .1 m 10 m 100m 106m
Lumière du jourÉnergie relative
Transmission de la lumièreTransmission de la lumièreComposition de la lumièreComposition de la lumière
Longueur d’ondes [nm]
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0
25
50
75
100
400 500 600 700
Wavelength - [Nanometers]
% R
elat
ive
Ref
lect
ance
SpectrophotométrieSpectrophotométrieCourbe spectrophotométrique - OrangeCourbe spectrophotométrique - Orange
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SpectrophotométrieSpectrophotométrieCourbe spectrophotométrique - VertCourbe spectrophotométrique - Vert
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SpectrophotométrieSpectrophotométrieCourbe spectrophotométrique - BleuCourbe spectrophotométrique - Bleu
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Couleur est une sensation…
Et chaque personne les perçoivent différemment.
Couleur est une sensation…
Et chaque personne les perçoivent différemment.
PsychométriePsychométrie
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PsychométriePsychométriePsychométrie : prise en compte du sensible, de l’émotion. Dépend de la culture.
Rouge :•Amour, force, enthousiasme ...•Danger, violence
Jaune : luminosité, tonique associé au soleil et or
Orange : chaleur, lumière ...
Vert : apaisement, détente, repos, printemps ...
Bleu :•Calme et fraîcheur : ciel, mer, espace ...•Dépression : le "blues"
Violet : rêverie, utopie, mysticisme. . .
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Mélange temporelMélange temporel
http://home.sharpdots.com/resources/color.cfm?HDID=GP
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L’œilL’œilIllusions d’optiqueIllusions d’optique
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Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesTSL : teinte – saturation - luminositéTSL : teinte – saturation - luminosité
Teinte (hue)Saturation (saturation)Luminosité (value)
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Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesMunsell (HVC)Munsell (HVC)
Teinte (hue)Saturation (chroma)Luminosité (value)
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Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesMunsell (HVC)Munsell (HVC)
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8
7
6
5
4
3
2 2 4 8 12 16
Valeur
Chroma
7.5 YR 7/16
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesMunsell (HVC)Munsell (HVC)
7.5 YR 7/16
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Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesNCSNCS
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• Environnement neutre • Oeil reposé.• Luminances dans le domaine de fonctionnement optimal des cônes. • champ angulaire de 2° (fovea). • Mode fenêtre.
On parle alors de Stimulus
[S]
Le()
Courbe spectrale Stimulus de couleur
Sous des conditions bien spécifiées, la perception des couleurs est reproductible
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesStimulus de couleursStimulus de couleurs
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Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesSynthèse additiveSynthèse additive
• Différentes courbes spectrales peuvent produire le même stimulus (classe d’équivalence). On sait définir une égalité des stimuli [S] = [S’]
• La superposition des lumières (synthèse additive) passe au quotient
Le() = L(1)e() + L
(2)e() [S] = [S1] + [S2]
• La multiplication scalaire passe au quotient
Le() = k L(1)e() [S] = k [S1]
Ça semble parfaitement évident, mais en fait ça ne l’est pas :
- c’est faux pour la « synthèse soustractive » (filtres)
- c’est faux si on sort du domaine de fonctionnement de l’œil (éblouissement)
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• Trois couleurs de base (primaires) [R], [G], [B] permettent de reproduire l’ensemble des couleurs observables.
• Choix usuel des primaires (CIE 1930) [R] , [G] , [B] :- [R] monochromatique = 700 nm- [G] monochromatique = 546.1 nm- [B] monochromatique = 435.8 nm
- Intensités telles que [E] = [R] + [G] + [B]
Où [E] est le stimulus associé au blanc de spectre énergétique constant
• Par égalisation on définit le triplet (RGB) : [S] = R [R] + G [G] +B [B]
• Possibilité de composantes négatives !
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesTriplet RGBTriplet RGB
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Remarque :
Les luminances visuelles de primaires RGB sont très différentes.
Lv(G) = 4,5907 Lv
(R) Lv(B) = 0,0601 Lv
(R)
Ainsi la luminance visuelle totale d’ un stimulus [S] est donnée par :
Lv(S) = Lv
(R) ( 1. R + 4.5907 G + 0.0601 B )
Le triplet RGB ainsi construit constitue la « mesure » du stimulus [S]
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesTriplet RGBTriplet RGB
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Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesTriplet RGBTriplet RGB
• Esp. Vectoriel 3 dimensionnel, base ([R],[G],[B])
0
[B]
[G]
[R]
[S]
G
R
B
Espace des couleurs (R,G,B)
• Pas de métrique, pas de produit scalaire !!
• La luminance est une forme linéaire
• La synthèse additive est la somme vectorielle
• Les stimuli « physiques » forment un sous-ensemble convexe dont le bord correspond aux stimuli monochromatiques (spectrum locus) : tout stimulus est en effet synthèse additive de lumières monochromatiques.
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0
[B]
[G]
[R]
[S]
Diagramme de chromaticité
e
[E]s
BGR
Bb
BGR
Gg
BGR
Rr
,,
[R][B]
[G]
r
b
g
s
Diagramme de Chromaticité
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagrammes de chromaticité (Maxwell 1855)Diagrammes de chromaticité (Maxwell 1855)
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Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagrammes de chromaticité (Maxwell 1855)Diagrammes de chromaticité (Maxwell 1855)
• Fonctions colorimétriques : coordonnées des stimuli monochromatiques
dLe = Le() dLe()
]B[)(]G[)(]R[)( ][d BGRdLe
… après un long travail sur une vingtaine de sujets, Guild obtient les « Matching functions » de l’observateur standard
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…ce qui permet de tracer le diagramme RGB de l’ensemble des couleurs :
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagramme RGBDiagramme RGB
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X = 2,7689 R + 1,7518 G + 1,1301 B
Y = 1,0000 R + 4,5907 G + 0,0601 B
Z = 0,0000 R + 0,0565 G + 5,5943 B
Un changement de base ([R],[G],[B]) ([X],[Y],[Z]) permet de situer l’ensemble des stimuli physiques dans le « premier quadrant » :
La transformation est de plus choisie pour que :- l’espace soit le plus homogène possible , - Y représente directement la luminance visuelle ,- Une grande partie du SL corresponde à Z=0 .
Toutes les structures vues en RGB se retrouvent dans le système XYZ …
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931)Diagramme CIE XYZ (1931)
![Page 29: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/29.jpg)
• Les fonctions colorimétriques , coordonnées du Spectrum Locus
• les coordonnées chromatiques
… en particulier :ZYX
Zz
ZYX
Yy
ZYX
Xx
,,
)(,)(,)( ZYX
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931)Diagramme CIE XYZ (1931)
Fonctions colorimétriques de l'observateur moyen CIE 1931
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
380 480 580 680 780
Longueur d'onde [nm]
Fo
nct
ion
s co
lori
mét
riq
ues
X
Y
Z
![Page 30: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/30.jpg)
Valeurs ‘Tristimulus’ pour Orange
X = 41.73Y = 33.77Z = 2.34
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931)Diagramme CIE XYZ (1931)
![Page 31: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/31.jpg)
L’espace ainsi obtenu n’est toujours pas pourvu d’une métrique homogène, comme le montre le diagramme des seuils de perception.
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931)Diagramme CIE XYZ (1931)
x
y
![Page 32: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/32.jpg)
Après plusieurs tentatives une transformation non linéaire est couramment adoptée :
161163/1
*
IY
YL
3/13/1
* 500II Y
Y
X
Xa
3/13/1
* 200II Z
Z
Y
Yb
Qui redonne une forme de « solide des couleurs » à peu près satisfaisante
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagramme CIELAB (1976)Diagramme CIELAB (1976)
![Page 33: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/33.jpg)
Ce système est conçu pour caractériser la couleur des objets observés en réflexion (mode objet) sous un illuminant standard. Par construction on aLI* = 100 aI* = 0 bI* = 0 pour tenir compte des effets d’adaptation.
On définit la chroma :
C* = (a* 2 + b* 2) 1/2
et l’angle de teinte :
h = arctan(b* / a*)
• la métrique correspond mieux aux distances colorimétriques perçues par l’œil (Munsell).
• est couramment adopté par les professionnels de la couleur.
Les espaces colorimétriquesLes espaces colorimétriquesDiagramme CIELAB (1976)Diagramme CIELAB (1976)
![Page 34: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/34.jpg)
Sources lumineuses ‘Illuminants’ CIE
400 500 600 700
Wavelength [nm]
E D65
400 500 600 700
Wavelength [nm]
E A
400 500 600 700
Wavelength [nm]
F2E
![Page 35: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/35.jpg)
‘Illuminants’ communsA
Incandescence
C
Lumière du jour (première version)
D65
Moyenne de lumière du jour
F2
Fluorescent blanc
D50, D55, D75
Autres illuminants de la lumière du jour
TL84, Ultralume 30U
Illuminants commercials Éclairage Philips
![Page 36: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/36.jpg)
L = 0
L = 100L* a* b*
Système de coordonnées de couleurs
+a
-a
+b
-bBLEU
ROUGE
VERT
JAUNE
![Page 37: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/37.jpg)
+60
-20
+20-40-60
-60-40
-20
0
+20
+60
+40
BLEU
ROUGE
VERT
JAUNE
BLANC
NOIR
CLARTÉCLARTÉ
L = 58.12a = + 30.41b = + 36.26
100
+40
![Page 38: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/38.jpg)
Hunter L, a, b (1958)CIE 1976 L*a*b*
Comparaison entre Hunter L,a,b et CIE L*a*b
L* = 64.79a* = +32.21b* = +83.43
L = 58.12a = +30.41b = +36.26
![Page 39: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/40.jpg)
Différence totale de la couleur dans les coordonnées rectangulaires L* a* b*
Échantillon Standard
Différence decouleur
L* = 75.7a* = +4.1b* = +87.6
L* = 71.6a* = +6.9b* = +78.7
1.4*L 8.2*a 9.8*b
![Page 41: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/41.jpg)
Différence totale des couleurs dans les coordonnées rectangulaires
ÉchantillonDe couleur
Couleurstandard
Échantillon De couleur
Couleur standard
*L*a
*b
222ab *)b(*)a(*)L(*E
![Page 42: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/42.jpg)
Problèmes potentiels avec E*
222
ab*)b(*)a(*)L(*E
222 )57.0()57.0()57.0(1.0
222 )00.0()00.1()00.0(1.0
![Page 43: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/43.jpg)
Interprétation des différences de couleur
Limite Limite instrumentaleinstrumentale
1100
1.01.0
2.02.0
5.05.0
0.50.5
0.20.2
0.00.011
Gam
me
Gam
me
typ
ique
de
typ
ique
de
tolé
ran
ce
tolé
ran
ce
ind
ustr
ind
ustr
iell
eie
lle
Limite visuelle Limite visuelle approximativeapproximative
CIE
LA
B
CIE
LA
B
Un
itès
Un
itès
![Page 44: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/44.jpg)
+a* 0º-a* 180º
-b* 270º
+b* 90ºTeintes de l’angle CIE
(hab)
h = arctan ab
b*a*
![Page 45: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/45.jpg)
Amélioration de la toléranceavec les coordonnées
L* C* H*
L*L*
C*C*
H*H*
Produits standards
Comparaison acceptable
![Page 46: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/46.jpg)
Phénomène par lequel une paire de produits spectralement différents s'assortissent
au-dessous d’un ensemble de conditions visuelles, mais pas sous d’autres.
![Page 47: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/47.jpg)
Contraste simultané 1
![Page 48: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/48.jpg)
Contraste simultané 2
![Page 49: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/49.jpg)
Contraste simultané 3
![Page 50: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/50.jpg)
Contraste de clarté simultané
![Page 51: LUMIÈRE INCIDENTE](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081511/56815563550346895dc32f5d/html5/thumbnails/51.jpg)
10
20
30
40
50
60
70
80
400 500 600 700
Wavelength - [nm]
Métamérisme
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Qu’est-ce que le métamérisme
• L'échantillon peut sembler différent de la norme sous une source lumineuse différente.
Même couleur
Couleur différente
Plaquestandard
Échantillon
Plaque standard
Échantillon
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FluorescenceIllumination du jour
Illumination Ultra Violet
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Fluorescence
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Instruments pour mesurer les effets de la température et les effets des
conditions climatiques
- Rayons UV- Condensation
- Lumière du soleil- Jet de sel - Humidité
Par exemple:
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Le choix du papier affecte la couleur de l’encre
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45°/ 0°
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Tests sur la vision des couleurs
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La cabine à lumière est un outil qui devrait être utilisé pour les
mesures visuelles standardisées
La cabine à lumière est un outil qui devrait être utilisé pour les
mesures visuelles standardisées
angle de l’illumination ? angle de vision ? qualité de lumière ? niveau d’illumination ? arrière-plan ? encadrement ? position du spécimen ?
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Les 3 sources de lumière les plus communes
sont la lumière du jour, incandescente & fluorescente.
Les 3 sources de lumière les plus communes
sont la lumière du jour, incandescente & fluorescente.
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450 / 00 Géométrie
Échantillon
Source De Lumière
Détecteur
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Intégration de la sphère géométrique
ExclusionDu port
spéculaire
Spécimen au port
de réflectivité
lamp
À la sonde
sphere
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Instruments portables de contrôle de couleurs: Production
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Spectrophotomètres• Permets les mesures
de métamérisme
• Contrôle de la composante UV
• Logiciel pour assortir les couleurs
• La grandeur du port pour la vision peut être ajusté