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LUMIÈRE INCIDENTE

Transmission de la lumière Non-Métal opaque. LUMIÈRE INCIDENTE. RÉFLECTION SP É CULAIRE. DIFFUSE RÉFLECTION. Transmission de la lumière Matériel translucide. L UMIÈRE INCIDENTE. DIFFUSE TRANSMISSION. DIFFUSE RÉFLECTION. RÉFLECTION SPÉCULAIRE.

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LUMIÈRE INCIDENTE

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Presentation Transcript

  1. Transmission de la lumièreNon-Métal opaque LUMIÈRE INCIDENTE RÉFLECTION SPÉCULAIRE DIFFUSERÉFLECTION

  2. Transmission de la lumièreMatériel translucide LUMIÈRE INCIDENTE DIFFUSETRANSMISSION DIFFUSERÉFLECTION RÉFLECTION SPÉCULAIRE

  3. Transmission de la lumièreMatériel transparent LUMIÈRE INCIDENTE DIFFUSETRANSMISSION TRANSMISSION RÉGULIÈRE RÉFLECTION SPÉCULAIRE

  4. Transmission de la lumièreComposition de la lumière Isaac Newton a découvert qu’il y a de la couleur dans le blanc

  5. 300 nm 450 550 650 1000 nm Transmission de la lumièreComposition de la lumière Distribution d’énergie spectrale X-RAYS Rayons Gamma UV MICRO-WAVES TV RADIO Énergie Électrique RayonsCosmiques Infrarouge .00001nm .001nm 1nm 10nm .01cm .1 m 10 m 100m 106m ULTRAVIOLET Spectre visible Infrarouge Lumière du jour Énergie relative Longueur d’ondes [nm]

  6. SpectrophotométrieCourbe spectrophotométrique - Orange

  7. SpectrophotométrieCourbe spectrophotométrique - Vert

  8. SpectrophotométrieCourbe spectrophotométrique - Bleu

  9. Couleurest une sensation… Et chaque personne les perçoivent différemment. Psychométrie

  10. Psychométrie • Psychométrie : 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. . .

  11. Mélange temporel http://home.sharpdots.com/resources/color.cfm?HDID=GP

  12. L’œilIllusions d’optique

  13. Les espaces colorimétriquesTSL : teinte – saturation - luminosité Teinte (hue) Saturation (saturation) Luminosité (value)

  14. Les espaces colorimétriquesMunsell (HVC) Teinte (hue) Saturation (chroma) Luminosité (value)

  15. Les espaces colorimétriquesMunsell (HVC)

  16. Les espaces colorimétriquesMunsell (HVC) 8 7 6 5 4 3 2 7.5 YR 7/16 7.5 YR 7/16 Valeur 2 4 8 12 16 Chroma

  17. Les espaces colorimétriquesNCS

  18. Les espaces colorimétriquesStimulus de couleurs Le(l) [S] l Sous des conditions bien spécifiées, la perception des couleurs est reproductible • 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 Courbe spectrale Stimulus de couleur

  19. Les espaces colorimétriquesSynthèse 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) = L(1)e(l) +L(2)e(l) [S] = [S1] + [S2] • La multiplication scalaire passe au quotient Le(l) = k L(1)e(l)  [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)

  20. Les espaces colorimétriquesTriplet RGB • Trois couleurs de base (primaires) [R], [G], [B] permettent de reproduire l’ensemble des couleurs observables. • Par égalisation on définit le triplet (RGB) : [S] = R [R] + G [G] +B [B] • Possibilité de composantes négatives ! • Choix usuel des primaires (CIE 1930) [R] , [G] , [B] : • [R] monochromatique l = 700 nm • [G] monochromatique l = 546.1 nm • [B] monochromatique l = 435.8 nm • Intensités telles que [E] = [R] + [G] + [B] Où [E] est le stimulus associé au blanc de spectre énergétique constant

  21. Les espaces colorimétriquesTriplet RGB Le triplet RGB ainsi construit constitue la « mesure » du stimulus [S] 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 )

  22. Les espaces colorimétriquesTriplet RGB [B] B [S] G 0 [G] R [R] Espace des couleurs (R,G,B) • Esp. Vectoriel 3 dimensionnel, base ([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.

  23. Les espaces colorimétriquesDiagrammes de chromaticité (Maxwell 1855) [B] [S] [E] s e 0 [G] [R] Diagramme de chromaticité [G] r s b g [B] [R] Diagramme de Chromaticité

  24. Les espaces colorimétriquesDiagrammes de chromaticité (Maxwell 1855) Fonctions colorimétriques : coordonnées des stimuli monochromatiques Le(l) dLe = Le(l) dl l  … après un long travail sur une vingtaine de sujets, Guild obtient les « Matching functions » de l’observateur standard

  25. Les espaces colorimétriquesDiagramme RGB …ce qui permet de tracer le diagramme RGB de l’ensemble des couleurs :

  26. Les espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931) Un changement de base ([R],[G],[B])  ([X],[Y],[Z]) permet de situer l’ensemble des stimuli physiques dans le « premier quadrant » : 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 • 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 …

  27. Les espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931) les coordonnées chromatiques … en particulier : • Les fonctions colorimétriques , coordonnées du Spectrum Locus

  28. Les espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931) Valeurs ‘Tristimulus’ pour Orange X = 41.73 Y = 33.77 Z = 2.34

  29. Les espaces colorimétriquesDiagramme CIE XYZ (1931) L’espace ainsi obtenu n’est toujours pas pourvu d’une métrique homogène, comme le montre le diagramme des seuils de perception. y x

  30. Les espaces colorimétriquesDiagramme CIELAB (1976) Après plusieurs tentatives une transformation non linéaire est couramment adoptée : Qui redonne une forme de « solide des couleurs » à peu près satisfaisante

  31. Les espaces colorimétriquesDiagramme CIELAB (1976) 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.

  32. Sources lumineuses ‘Illuminants’ CIE

  33. ‘Illuminants’ communs

  34. L* a* b* Système de coordonnées de couleurs L = 100 +b JAUNE -a VERT +a ROUGE -b BLEU L = 0

  35. L = 58.12 a = + 30.41 b = + 36.26 BLANC 100 JAUNE -20 -40 -60 +20 +40 +60 VERT +60 +40 +20 ROUGE -20 -40 -60 CLARTÉ 0 BLEU NOIR

  36. Comparaison entre Hunter L,a,b et CIE L*a*b CIE 1976 L*a*b* Hunter L, a, b (1958) L* = 64.79 a* = +32.21 b* = +83.43 L = 58.12 a = +30.41 b = +36.26

  37. Différence totale de la couleur dans les coordonnées rectangulaires L* a* b* Échantillon Standard Différence de couleur L* = 75.7 a* = +4.1 b* = +87.6 L* = 71.6 a* = +6.9 b* = +78.7

  38. Différence totale des couleurs dans les coordonnées rectangulaires Échantillon De couleur Échantillon De couleur Couleur standard Couleur standard

  39. Problèmes potentiels avec E*

  40. Interprétation des différences de couleur 10 5.0 2.0 CIE LAB Unitès Gamme typique de tolérance industrielle 1.0 0.5 Limite visuelle approximative 0.2 Limite instrumentale 0.01

  41. Teintes de l’angle CIE (hab) +b* 90º b* a* h = arctan ab +a* 0º -a* 180º -b* 270º

  42. Amélioration de la toléranceavec les coordonnées L*  C*  H*   H*   C*   L* Produits standards Comparaison acceptable

  43. Métamérisme Phénomène par lequel une paire de produits spectralement différents s'assortissent au-dessous d’un ensemble de conditions visuelles, mais pas sous d’autres.

  44. Contraste simultané 1

  45. Contraste simultané 2

  46. Contraste simultané 3

  47. Contraste de clarté simultané

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