Colorimétrie : que cache la science des couleurs ?

Par 24 novembre 2016Actualités

Colorimétrie : que cache la science des couleurs ?

Utilisée dans de nombreux domaines et applications, rappel historique de la science des couleurs, la colorimétrie et son diagramme de chromaticité.

La colorimétrie vise à répondre un problème simple. Pour les couleurs de l’arc en ciel, il est facile d’associer une couleur saturée à une longueur d’onde. Mais, par exemple pour le beige, le marron et le « joli mauve de cette étoffe », tout devient plus complexe.

Qu’est-ce que la couleur ?

La « couleur » n’est pas une grandeur exacte. C’est une impression physiologique « beige » qui peut dépendre de nombreux spectres optiques, tous différents.

Pour un scientifique, la colorimétrie est une activité assez déroutante. L’ensemble des chiffres, métriques et méthodes sont basés sur la perception, et pour une grand partie la perception d’une seule personne en 1942.

Et la définition d’une science étant qu’on puisse prouver qu’une conclusion est fausse, en réalité ce n’en est pas une (au sens strict). Mais elle est tout de même très utile et incontournable. Et c’est une « science » en constant renouvellement, que je recommande à tous les matheux parmi les lecteurs.

Dr Judd et le diagramme de chromaticité

Le véritable départ de la colorimétrie date de la publication en 1936 de la CIE par le Dr Judd, et l’établissement normatif du postulat que toutes les couleurs sont des mélanges de trois grandeurs fondamentales, X,Y,Z qu’on appelle les « bases trichromatiques » (tri-stimulus values en anglais). De ce point, on peut quantifier une couleur.

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Diagramme de chromaticité CIE xy 1931 avec courbe de Planck des températures de couleurs

 

 

 

David MacAdam & Mr Nutting

Mais notre Albert Einstein (ou notre Shuji Nakamura), pour nous autres experts de la couleur, s’appelle David MacAdam. Il est célèbre pour avoir abordé la question en 1942 :

« Quand pouvons-nous dire que deux couleurs sont identiques ? »

MacAdam

MacAdam a monté une expérience incroyablement ingénieuse pour les mécaniques et optiques de l’époque dans laquelle l’utilisateur modifie la couleur d’une source jusqu’à obtenir le « même rendu perçu » qu’une autre source de référence (en anglais, Just Noticeable Difference, JDN). Le résultat ci-dessous représente ces frontières entre les références et les sources.

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Diagramme de chromaticité de la CIE xy, 1931 avec les ellipses de MacAdam

A noter que nos « ellipses de MacAdam » pourraient également être nommées « ellipses de Nutting ».

« Mr Perley G. Nutting junior, pour son intérêt et sa patience est reconnu ici avec gratitude et admiration, qui a réalisé prêt de 25000 réglages… »

Extrait de « Visual Differences in Daylight, 1942 » MacAdam. Merci Mr Nutting !

Sans rentrer dans le détail technique, on établit ainsi des zones où l’on peut considérer que les couleurs sont « perçues identiques ».

On peut aussi prévoir quelques débats d’opinion sur les valeurs limites, l’ensemble de la colorimétrie utilisant toujours les valeurs d’un seul observateur à Philadelphie en 1941… En pratique, l’étude des limites du système colorimétrique est une sorte de magnifique Boîte de Pandore, un vrai sujet mais ayant des conséquences potentielles importantes pour l’industrie de l’éclairage et de l’affichage.

Conclusion

Il semble qu’une université ambitieuse pourrait revisiter les valeurs de Mac Adam (ou plutôt de Mr Nutting) et évaluer les perceptions de variation de couleur selon les régions, sexes et âges.

 

Références

Dispositif expérimental sur la couleur identique de MacAdam, publication de l’Optical Society of America, 1942

Source: LigthZoomLumière http://www.lightzoomlumiere.fr/article/colorimetrie-cache-science-couleurs/#content-anchor

par Benoît Bataillou, le 22/11/2016.