La photographie couleur est un genre de la photographie qui utilise des techniques capables de représenter les couleurs qui sont traditionnellement produites chimiquement pendant la phase de traitement des photographies. Elle diffère de la photographie noir et blanc (monochrome) qui n'enregistre qu'une seule source de luminance (luminosité) et utilise des médias capables uniquement d'afficher les nuances de gris.
Pour produire des photographies couleurs, des produits chimiques sensibles à la lumière ou des capteurs électroniques enregistrent l'information couleur au moment de l'exposition.
Cela se fait généralement grâce à l'analyse du spectre des couleurs à travers trois canaux d'information, l'un à dominante rouge, un autre à dominante verte et le troisième à dominante bleue.
Cette technique reproduit la façon dont l’œil humain perçoit les couleurs. Les informations enregistrées sont ensuite utilisées pour reproduire les couleurs d'origine.
Ceci peut être fait par mélange de différentes proportions de lumière rouge, verte et bleue (format RVB utilisé par les écrans vidéos, les projecteurs numériques et par certains procédés de traitement photographique). Ou alors il est possible de se servir de colorants ou de pigments pour rectifier les proportions de rouge, vert et bleu dans la lumière blanche (quadrichromie, utilisée pour les tirages sur papier et sur diapositive).
Les monochromes « colorisés » par application de couleurs à la main, mécaniquement ou par ordinateur ne sont pas des photographies couleur. Leurs couleurs ne sont pas liées aux couleurs réelles de l’objet photographié et peuvent être très inexactes voire tout à fait imaginaires.
Histoire Premières expériences
vignette| Photographie « hillotype » des années 1850, d'une gravure en couleur. Après des années de controverses, il a été prouvé que le procédé utilisé par Levi Hill pouvait reproduire photographiquement certaines couleurs mais que les couleurs de beaucoup d'exemplaires avaient été « améliorées » à la main.
Les premiers essais de photographie couleur furent effectués dans les années 1840. Ils avaient pour but de découvrir une substance « caméléon » qui prendrait la couleur de la lumière captée.
De premiers résultats encourageants sont obtenus en projetant la lumière directement sur la surface sensible de l'appareil. Cependant les couleurs étaient relativement pâles et le temps d'exposition nécessaire pour arriver à ce résultat se comptait en heures voire en jours.
Certains procédés, comme les hillotypes - inventés par l'américain Levi Hill dans les années 1850 -, limitaient sévèrement la qualité et la diversité des couleurs.
D'autres expériences comme celles menées par Edmond Becquerel obtinrent de meilleurs résultats. Cependant, dès lors qu'elles étaient exposées à la lumière, les images perdaient rapidement leurs couleurs. Pendant les décennies suivantes les expériences n'amenèrent rien de plus sur le plan technique.
La méthode des trois couleurs
vignette|Première photographie couleur prise par Thomas Sutton en 1861 en utilisant la méthode des trois couleurs primaires, mise au point par James Clerk Maxwell en 1855. Le sujet de la photo est un ruban de tartan.
La méthode des trois couleurs est au cœur de pratiquement tout système chimique ou électronique de traitement de la couleur.
Elle est suggérée par le physicien écossais James Clerk Maxwell en 1855 dans un article sur la vision des couleurs.
Elle se base sur l'idée que l’œil humain perçoit les couleurs parce que sa surface interne est recouverte de trois sortes de photorécepteurs, appelés des cônes.
En théorie, l'une de ces sortes de récepteurs est plus sensible aux couleurs de la fin du spectre que l'on nomme « rouge », une autre plus sensible au milieu du spectre c'est-à-dire aux couleurs « vertes » et la dernière aux « bleues ».
Les noms de couleurs sont arbitraires, ils ne représentent pas exactement la sensibilité des cônes. De plus, la notion de couleurs primaires n'a pas d'existence physique, c'est une notion perceptive.
Toutefois, cette description des trois couleurs se rapproche suffisamment des sensations éprouvées par l’œil pour que lorsque l'on applique la méthode des trois couleurs, les trois sortes de cônes soient stimulés et produisent l'illusion de différentes longueurs d'onde intermédiaires de lumière.
James Clerk Maxwell déduisit, à tort, de son étude que n'importe quelle teinte pouvait être obtenue en mélangeant uniquement les trois couleurs de la lumière - rouge, vert et bleu - dans des proportions qui stimuleraient les trois types de récepteurs de la même façon que les « vraies » couleurs.
Malgré ses imperfections, ce modèle permet de visualiser des millions de couleurs.
Afin d'illustrer le fait que les cellules ne voient pas à proprement parler les couleurs, mais qu'elles sont plus ou moins stimulées par elles, il proposa un exemple basé sur la photographie noir et blanc : il postulait que si l'on prenait trois photographies noir et blanc d'une même scène à travers des filtres rouges, verts et bleus, il suffirait ensuite de projeter les diapositives issues de ces photos par les mêmes filtres et de les superposer sur un écran pour obtenir une image reproduisant non seulement les rouges, bleus et verts mais aussi toutes les couleurs de la scène originale
La première photographie couleur à utiliser le procédé de James Clerk Maxwell fut prise par Thomas Sutton en 1861, pour illustrer une conférence sur les couleurs donnée par Maxwell.
L'image fut présentée en couleurs grâce au procédé de triple projection. L'objet de la photo était un ruban avec des rayures de plusieurs couleurs, parmi celles-ci probablement du vert et du rouge.
Lors de la conférence, qui ne portait pas sur la photographie mais sur la physique et la physiologie, Maxwell souligna l'insuffisance du résultat et la nécessité de mettre au point des matériaux plus sensibles aux lumières vertes et rouges.
Le simple fait que Sutton ait pu reproduire des nuances de rouge laisse les spécialistes perplexes encore aujourd'hui, car les matériaux et procédés employés par le photographe étaient tout à fait insensibles aux rouges et à peine sensibles aux verts.
En 1861, des chercheurs découvrent que de nombreux colorants rouges reflètent également les ultra-violets. Ceux-ci ont probablement été capturés par le filtre rouge employé par Sutton. Les chercheurs supposent par conséquent que les couleurs des trois images étaient probablement dues aux longueurs d'onde ultra-violettes, bleu-vert et bleues plutôt qu'aux rouges, vertes et bleuesR.W.G. Hunt (2004). The Reproduction of Colour, 6th edition. Wiley. .R.M. Evans (1961a). “Some Notes on Maxwell’s Colour Photograph.” Journal of Photographic Science 9. R.M. Evans (1961b). “Maxwell's Color Photography”. Scientific Photography 205. ..
La méthode suggérée par Maxwell en 1855 ainsi que sa démonstration peu probante en 1861 tombèrent rapidement dans l'oubli avant d'être remises au goût du jour dans les années 1890.
Au cours des décennies suivantes, ce concept de base fut réinventé indépendamment par plusieurs personnes.
Synthèse additive La méthode de reproduction des couleurs par synthèse additive consiste à créer des couleurs en mélangeant des lumières colorées (généralement rouge, verte et bleue) dans des proportions variables.
Les systèmes LCD, LED, plasma et les tubes cathodiques utilisent cette méthode.
Si l'on observe attentivement un de ces écrans à la loupe on peut voir que chaque pixel est composé de sous-pixels rouges, verts et bleus qui se mélangent lorsqu'on se place à une distance normale pour le visionnement.
Ces sous-pixels reproduisent une large gamme de couleurs ainsi que les nuances de blanc et de gris. Cette méthode est aussi connue sous le nom de format RVB.
Synthèse soustractive
vignette| Photographie couleur sur papier de 1877, prise par Louis Ducos du Hauron, pionnier français de la photographie couleur. On remarque la superposition des couleurs, jaune, cyan et magenta du système de synthèse soustractive.
Les trois images prises par les filtres rouge, vert et bleu, utilisés pour la synthèse additive des couleurs, peuvent également permettre de produire des impressions couleur et des diapositives grâce à la méthode de synthèse soustractive. Dans cette méthode les couleurs sont soustraites de la lumière blanche à l'aide de colorants ou de pigments. En photographie, les colorants sont en général le bleu cyan qui absorbe le rouge, le magenta qui absorbe le vert et le jaune qui absorbe le bleu. L'image passée par le filtre rouge permet de créer la version cyan de l'image, celle passée par le filtre vert, la version magenta et enfin celle passée par le filtre bleu crée la version jaune. Quand ces trois versions sont superposées, elles constituent une image complète.
Cette méthode est aussi connue sous le nom de quadrichromie ou CMJN. Le N représente le colorant noir ajouté dans les imprimantes à jets d'encre et autres procédés d’impression mécaniques afin de compenser les imperfections des encres de couleur utilisées. Cela permet en théorie d'absorber et de transmettre les différentes parties du spectre des couleurs sans en refléter aucune et donc d'améliorer la définition.
Il pourrait sembler qu'une image doive être imprimée dans la couleur du filtre utilisé pour la prise de vue. Toutefois, si on observe n'importe quelle couleur pendant le processus, l'importance de l'impression par les couleurs complémentaires devient évidente. Un objet rouge sera très pâle sur l'image passée par le filtre rouge, mais très sombre sur les deux autres images. L'objet sera donc imprimé avec juste une touche de cyan, qui absorbe un peu de la lumière rouge, et beaucoup de magenta et de jaune qui absorbent la majorité des verts et bleus. C'est donc la lumière rouge qui sera principalement réfléchie par le papier blanc dans le cas d'une impression ou projetée dans le cas d'une diapositive.
Avant les innovations techniques des années 1935 à 1942, il fallait avoir recours à des méthodes longues et compliquées pour créer une diapositive ou une impression en couleur d'une image par la méthode de synthèse soustractive. La plus courante consistait à créer trois images à pigment différentes en utilisant un procédé de reproduction à base de gélatine puis à les superposer soigneusement. Parfois, des processus connexes étaient utilisés pour créer trois matrices de gélatine teintes et assemblées ou utilisés pour transférer les trois versions de l'image en une seule couche de gélatine appliquée sur un support final. Un virage pouvait également servir pour convertir trois images noir et blanc en images jaune, cyan et magenta qui étaient ensuite assemblées. Après une suite de manipulations, les trois images étaient superposées les unes sur les autres par une application répétée de revêtement - la re-sensibilisation - puis venaient l'impression négative, l'exposition et le développement. Des variantes de ces méthodes ont été inventées et commercialisées pendant toute la première moitié du . Certaines ont eu une durée de vie très limitée, d'autres, comme le procédé autotype carbro, ont perduré pendant plusieurs décennies. Certains de ces procédés existent toujours dans la mesure où ils permettent l'utilisation de matériaux stables et résistants à la lumière, produisant ainsi des images pouvant rester intactes pendant des siècles.