Colorimétrie (2 de 6)

Et dire qu'il aura fallu attendre presque trois siècles avant que David Wright et John Guild, au milieu des années '1920, en Angleterre, réussissent à quantifier la sensibilité du système visuel au spectre des couleurs de Newton.

Cette découverte allait révolutionner l'industrie au cours des décennies suivantes.

Fig 2.1 Le spectre des couleurs visibles
Fig 2.1 Le spectre des couleurs visibles

Sur la figure 2.1, je présente le spectre des couleurs visibles. D'abord, c'est le spectre de quoi? C'est le spectre de l'énergie émise par le soleil, oui. C'est l'énergie lumineuse, donc. C'est une remarquable adaptation de l'organisme humain que sont nos yeux quand on y pense. Est-ce à dire qu'il fut un temps où nous l'homme n'avait pas cette faculté de "voir"? Comment nos yeux ont-ils apparus? Évolués? C'est un chef-d'oeuvre de complexité de la nature, la vision. Et je remercie chaque jour dame nature pour m'avoir donné non seulement la faculté de voir mais de voir comme la plupart d'entre nous, normalement.

En ce moment-même, pendant que vous observez la Figure 2.1, nous n'en êtes pas conscient mais votre rétine a décodé chaque partie de l'image à partir de zones différentes de sa physiologie, à partir de ce qu'on pourrait appeler un complexe de filtres spectrals d'une précision inouïe.  

Ce qui fait qu'on voit le «bleu» avec la partie de la rétine qui lui est sensible, le «vert» avec la partie de la rétine qui lui est sensible et le «rouge», avec la partie de la rétine qui lui est sensible.

Trois grandes familles de sensibilité au spectre des couleurs visibles qu'il n'a pas été simple de mettre en relief, mais que le CIE a réussi en 1931, avec le lancement de l'Observateur Colorimétrique de Référence Standard, dit "2 degrés".

Fig 2.2 Les fonctions de mélange CIE XYZ 1931/2  
Fig 2.2 Les fonctions de mélange CIE XYZ 1931/2

La figure 2.2 montre l'étalement du spectre visible, avec les unités de la figure 2.1. La différence entre les deux figures est que 2.1 montre l'apparence des couleurs du spectre pour notre système visuel alors que 2.2 montre la sensibilité de chaque partie de la rétine au spectre. Deux facettes de la même réalité. Il s'agit de la même plage d'énergie lumineuse dans les deux cas, vus sous l'angle des mathématiques et l'angle de la physiologie.

Sensation visuelle

À partir de ce graphique, les scientifiques ont élaborés des outils capables de les aider dans la quantification des signaux lumineux, tels qu'ils apparaissent à la rétine. Assez formidable.

On parlera plus loin de ce qui se produit au-delà de la rétine, qui est responsable de l'identification des couleurs. Pour le moment, je me borne à commenter l'allure des trois courbes et le fait que la courbe du «vert» et du «rouge» se chevauchent.

C'est singulier que le vert et le rouge recoupent leurs sensibilités respectives dans le décodage du vert, du jaune, de l'orange et du rouge? Par contre, il ne faut pas prendre le graphique à la lettre, à gauche, dans la zone du bleu et du violet. Ce n'est pas parce que la courbe de rouge s'y étend qu'il faille conclure à une sensibilité du rouge dans cette zone?

Eh bien, peut-être qu'il y a là une partie de vérité car, il faut le reconnaître, pour former des pourpres, il faut une certaine quantité de rouge?

Fig 2.3 Diagramme de Chromaticité CIE xy 1931/2  
Fig 2.3 Diagramme de Chromaticité CIE xy 1931/2

La figure 2.3 est un classique de la colorimétrie. C'est le diagramme de chromaticité qui découle des travaux de la CIE en 1931. C'est une façon de voir, graphiquement, l'allure de notre sensibilité visuelle à la couleur. Vous notez que le diagramme a la forme caractéristique d'un fer à cheval. C'est souvent en ces termes qu'on y refère dans la littérature scientifique. En partant d'à gauche, en bas, on peut suivre toutes les couleurs spectrales, du violet au bleu au vert, au jaune, à l'orange jusqu'au rouge, qui se trouve en bas, à droite.

La ligne droite qui unit les rouges aux violets se nomme la ligne des pourpres.