Un système ordonné de couleurs organise les couleurs que distingue la vision humaine.
On distingue deux types de système. Les systèmes psychologiques établissent, par des comparaisons visuelles d'échantillons colorés, des nuanciers comportant un classement systématique des couleurs. Les systèmes colorimétriques établissent, par des expériences psychophysiques, des correspondances entre les mesures physiques effectuées sur le rayonnement lumineux et une caractérisation numérique des couleurs.
Les systèmes de synthèse additive ou soustractive des couleurs font correspondre les couleurs de leur gamut à des descriptions basées sur les termes de l'une ou l'autre de ces approches, redéfinis pour correspondre à leurs contraintes techniques.
Vocabulaire Les ouvrages scientifiques définissent soigneusement les termes qu'ils emploient. La différence de méthode entre l'approche psychologique et l'approche colorimétrique de la théorie des couleurs fait que les termes de description des couleurs qui visent à peu près la même caractéristique d'une couleur ne peuvent avoir la même définition. Des congrès et commissions ont décidé, dans le but de clarifier les discussions, d'utiliser des termes différents. Ce volume est daté 1946, mais l'auteur mentionne les réunions de 1948, et apporte en 1952 des précisions à cet article ; voir aussi ..
+ Termes homologues de description des couleurs. Psychologie Colorimétrie Teinte, tonalité ( hue) Longueur d'onde dominante Saturation Puretés colorimétrique et d'excitation Luminance, phanie, leucieLuminance, terme préféré par la section américaine de la Commission internationale de l'éclairage, s'est imposé sur Phanie pour les lumières et Leucie pour les objets, proposés en 1940 afin d'avoir des noms différents pour chaque paramètre de la couleur en colorimétrie et en psychologie ( ; ; )., luminosité Luminance pour les lumièresFacteur de luminance pour les surfaces
Les termes de l'usage courant et du jargon des arts graphiques recoupent souvent plusieurs classifications des approches scientifiques, avec beaucoup moins de précision et plus de souplesse d'usage. Dans les arts graphiques, ton et teinte peuvent désigner, selon l'adjectif qui les précise, n'importe quel des trois caractères de couleur, sur la surface peinte.
Le caractère de teinte ou longueur d'onde dominante se désigne d'ordinaire par le nom d'un champ chromatique, pourvu que la couleur soit assez vive : rouge, orange, jaune, vert, bleu ; La luminosité s'exprime par une quantité de termes opposés : clair ou lumineux et parfois brillant s'opposent à sombreLa norme AFNOR X08-010 : Classification méthodique générale des couleurs ( annulée le 30 août 2014) indiquait des plages de valeurs colorimétriques pour ces termes ; ..
Les disciplines scientifiques ont séparé en caractères distincts des qualités des couleurs regroupées dans les termes de la vie courante. + Termes courants de description des couleursAFNOR X-08-010 « Classification générale méthodique des couleurs » ; . Luminosité Pureté élevée Pureté faible forte couleur vive couleur pâle moyenne couleur intense couleur grisâtre faible couleur profonde couleur sombre
L'évaluation trichrome des couleurs est spécifique à l'approche colorimétrique. Elle se base sur la production, à l'aide de trois couleurs primaires, de définition spectrale variable, conventionnellement appelées rouge, vert et bleu, d'un rayonnement lumineux métamère, c'est-à-dire perçu exactement comme celui de la couleur qu'on cherche à définir.
Espace des couleurs Quel que soit l'approche, les à couleurs que l'être humain peut distinguer s'organisent selon trois critères, ce qui porte à assimiler les systèmes qui organisent ces critères sous forme numérique à un espace de couleur en volume. Dans ces espaces, les coordonnées peuvent être cartésiennes ou polaires, avec une origine arbitraire, telle que toutes les valeurs soient positives, ou au point de représentation d'un stimulus achromatique par rapport à l'illuminantCommission électrotechnique internationale : IEC 60050 Vocabulaire électrotechnique international, section « Éclairage » reprenant la terminologie de la Commission internationale de l'éclairage, Electropedia 845-03-06 « stimulus achromatique », 845-03-10 « illuminant », 845-03-25 « espace chromatique », 845-03-26 « solide des couleurs », 845-03-27 « atlas des couleurs ».
Les nuanciers ne présentent pas nécessairement des règles de cotation numérique des couleurs ; mais on peut néanmoins les situer les uns par rapport aux autres dans un volume imaginaire.
Dans la pratique ordinaire, l'expression espace de couleurs peut aussi désigner la partie qu'un procédé de synthèse des couleurs peut atteindre dans l'espace général des couleurs visibles, tel que représenté par un système quelconque (synonyme de gamut).
Systèmes psychologiques Les systèmes basés sur une évaluation visuelle de l'identité des couleurs sont appelés systèmes ordonnés de couleurs ; .. Beaucoup de ces systèmes reprennent, en les systématisant, les notions élaborées par les artistes, notamment les triangles de couleurs et les cercles chromatiques.
Goethe, s'opposant à la physique de Newton, crée une théorie des couleurs radicalement différent dans son Traité des couleurs ; quoi qu'il ne soit pas numérique et ne puisse être considéré comme scientifiquement valide à l'heure actuelle, il a inspiré d'autres philosophes, scientifiques et artistes, notamment Schopenhauer dans son traité Sur la vue et les couleurs traduction partielle de ..
Eugène Chevreul, à partir du cercle chromatique des artistes et de sa loi du contraste simultané des couleurs, a conçu un nuancier dans lequel les couleurs sont organisées dans une demi-sphère. Ses conceptions de l'harmonie des couleurs, pour laquelle il cherchait des lois, ont influencé des artistes comme Eugène Delacroix, Georges Seurat et Robert Delaunay.
Au milieu du , la psychologie expérimentale commence, avec Helmholtz et Fechner, à se séparer du platonisme implicite de la pensée de Newton, pour qui les couleurs sont des idées abstraites préexistant dans l'âme, capable de les reconnaître « à travers la fenêtre des sens ». Pour Helmholtz, Fechner et les courants qu'ils inaugurent, les concepts et les perceptions sont indissociables, et il faut, pour les comprendre, instituer des procédures pour la mesure des perceptions.
Ewald Hering conçoit un espace des couleurs à trois dimensions, dont le premier axe, de clarté, oppose le noir et le blanc, tandis que les deux autres opposent respectivement le bleu et le jaune et le rouge et le vert. Des investigations sur le système visuel au-delà de la conversion des rayonnements lumineux en influx nerveux dans les cônes de la rétine confirmeront ces résultats au siècle suivant.
Wilhelm Ostwald organise les couleurs dans un volume en forme de double cône opposés par la base. L'axe vertical indique la luminosité. Chacune des tranches horizontales est un cercle chromatique de même luminosité, où la position de la couleur est définie en coordonnées polaires, la direction représentant la teinte, et la distance à l'axe central l'intensité de coloration.
Types En dehors des collections de couleur spécialisées comme le catalogue Oberthur destiné à classer les couleurs des chrysanthèmes, on distingue exactement trois catégories : Ceux qui constituent les couleurs à partir de mélanges additifs de lumière, soit au moyen d'un disque tournant, soit par un dispositif de projection de couleurs, comme le système d'Ostwald. Ceux qui constituent des couleurs par mélange de substance colorantes en proportions variables comme le cube de Hickethier ou le nuancier Pantone. Les « systèmes d'apparences des couleurs » dans lesquels les échelles de couleurs sont conçues pour que l'écart de couleur entre deux échantillons voisins soit uniforme, comme le nuancier de Munsell.
Nuancier de Munsell En 1909 Albert Henry Munsell établit un nuancier systématique, avec des gradations numériques. Révisé en 1943, après de nouvelles expérimentations, son atlas des couleurs dispose ses échantillons sur le même volume que ces prédécesseurs. Il permet le repérage de couleurs de surfaces par comparaison, et leur codage. La teinte . Exemple :s'indique, plus facilement que par un angle sur le cercle chromatique, par une abréviation de cinq noms de couleurs de base : B (blue), bleu ; G (green), vert ; Y (yellow), jaune ; R (red), rouge ; P (purple), pourpre, séparés par des échelons correspondant à un écart de teinte similaire. L'atlas des couleurs contient des échantillons réalisés en couleurs mates et en couleurs brillantes, pour tenir compte des différences de jugement dans ces deux cas. Ce nuancier a beaucoup d'applications pratiques. Système NCS Le système Natural Color System dérive de la théorie de Hering, appliquée et développée par une série de chercheurs Suédois, notamment l'ingénieur et le psychologue Lars Sivik. C'est un nuancier basé sur l'aptitude des observateurs à évaluer une couleur en référence au blanc et au noir et aux quatre couleurs élémentaires, le rouge, le vert, le jaune et le bleu. Les couleurs se répartissent dans le double cône de Ostwald. Chaque nuance reçoit une cote qui indique sa proximité avec une couleur élémentaire (par exemple B20G indique un bleu à 80 % avec 20 % de vert), ce qui indique dans quelle coupe verticale du cône elle se situe. Dans ce triangle, la proximité avec le noir et l'éloignement de l'axe des définissent la couleur par un code numérique (par exemple 2050B20G désigne un bleu turquoise ; ncs-navigator..
Systèmes colorimétriques
Les systèmes colorimétriques se basent sur les expériences de Newton, inaugurant des travaux sur la lumière, comme phénomène physique. Un siècle après Newton, Young et Helmoltz utilisent les bases de la synthèse additive des couleurs pour relier les caractères physiques des rayonnements lumineux aux perceptions colorées.
On postule, par les lois de Grassmann, que les sensations colorées obéissent à des lois linéaires. Maxwell montre que les descriptions des couleurs par le triplet (longueur d'onde dominante, pureté, luminosité) sont équivalentes aux descriptions par les valeurs algébriques de trois lumières quelconques, pourvu qu'elles soient primaires entre elles (c'est-à-dire qu'aucun mélange de deux d'entre elles n'est métamère de la troisième, c'est-à-dire perçu identiquement. Comme, dans le laboratoire, on ne sait qu'ajouter des flux lumineux, on recherche les couleurs primaires qui donnent le moins de valeurs négatives possibles, et ces couleurs sont un rouge, un vert, et un bleu, définis par la facilité de les reproduire exactement.
À partir de ces calculs, et des principes de la psychophysique, on va présenter à des sujets des couleurs, en leur demandant d'en trouver des équivalents, et, à partir de ces expériences, établir, au début du , des courbes de sensibilité, faisant correspondre la puissance radiométrique du rayonnement lumineux et le coefficient qu'il faut lui faire correspondre pour obtenir une luminosité qui corresponde à la perception, et le coefficient qu'il faut donner à une primaire pour pouvoir trouver une couleur métamère par synthèse additive.
Ces méthodes donnent pour une partie des couleurs des coefficients négatifs pour une ou deux primaires d'expérimentation. On transforme donc, pour plus de commodité, coefficients, de telle façon que toutes les couleurs se retrouvent dans un diagramme de chromaticité dont les coordonnées sont bornées par 0 et 1.
En 1931, la Commission internationale de l'éclairage adopte les tableaux de valeurs qui définissent un observateur de référence, permettant l'établissement d'une correspondance entre les mesures physiques et un espace représentant les couleurs.
Colorimétrie de base La colorimétrie de base se fonde sur deux postulats : la linéarité des relations entre stimulus visuel et perception (lois de Grassmann, loi d'Abney) ;