Comprendre le fonctionnement des couleurs lumière et matière

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C’est à Newton que l’on doit la première explication scientifique de la couleur. Suite à ses expérimentations physiques sur la lumière blanche (décomposition de la lumière via un prisme), ses découvertes ont permis de comprendre la provenance des couleurs d’un point de vue spectral (longueurs d’ondes). 

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La synthèse additive (ou couleur lumière)

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La synthèse additive procède des couleurs émises par la lumière. Ce procédé physique consiste à combiner la lumière de plusieurs sources de couleurs afin d’obtenir n'importe quelle lumière colorée dans une gamme de couleurs définie. En synthèse additive, trois lumières colorées sont généralement utilisées : une rouge, une verte et une bleue (RVB ou RGB en anglais). La lumière blanche est créée en combinant ces trois lumières colorées dans des proportions appropriées. L'absence de lumière donne du noir. La synthèse additive se rapporte donc aux ondes lumineuses qui, selon leur longueur, engendrent les couleurs que nous percevons.

Couleurs primaires

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Comme évoqué plus haut, les trois couleurs primaires de la synthèse additive sont le rouge, le vert et le bleu. Elles correspondent aux couleurs que perçoit l'œil humain. En projetant trois couleurs en superposition sur un point donné, on obtient un blanc absolu. En variant l'intensité lumineuse de ces couleurs primaires, on peut composer toutes les couleurs visibles ou presque.

Couleurs secondaires

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En projetant sur un même point, dans des proportions relatives et équivalente deux couleurs primaires de la synthèse additive, on obtient les couleurs secondaires :

Couleurs complémentaires

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En synthèse additive, on dit complémentaires deux couleurs qui, projetées en même temps, donnent un blanc. C'est le cas des trois couleurs secondaire suivantes lorsqu'elles sont opposées aux couleurs primaires :

La synthèse soustractive (ou couleur matière)

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Nous abordons maintenant le principe de la synthèse soustractive, synthèse qui découle de la couleur sous forme de matière. La couleur de toute surface colorée correspond à la réflexion de la lumière. Ces surfaces n'émettent pas de lumière, elles réfléchissent les couleurs selon leur longueur d'onde. Alors pourquoi gris, beige, brun ou d'autres couleurs ?

Par soustraction des composantes spectrales de la lumière blanche. 

Utiliser la synthèse soustractive consiste à soustraire les composantes bleues, vertes et rouges de la lumière blanche en utilisant des filtres colorés ou des pigments qui jouent le rôle de filtres soustractifs. Un objet, une peinture, nous semble jaune parce que les molécules des pigments qui le recouvrent ont soustrait toutes les autres longueurs d'ondes, ne laissant réfléchir que le jaune précis que nous visualisons.

Filtre : Corps transparent utilisé pour intercepter certaines radiations du spectre.

Pigment : Substance colorée (d'origine minérale, organique ou métallique), généralement insoluble, qui colore la surface sur laquelle on l'applique.

La luminosité des couleurs

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En synthèse soustractive, toute couleur à sa luminosité propre, plus ou moins brillante. Cette luminosité correspond à la perception visuelle de la réflexion de la lumière. Cela ne doit pas être confondue avec la luminance de la synthèse additive, qui elle est émise directement de la lumière et mesurée en candelas par mètre carré.