B.20.1. Le schéma (A FAIRE) Représente un modèle colorimétrique tridimensionnel…
Sur un plan toutes les teintes sont représentées : à l’extérieur du plan il y a les teintes à leur saturation maximale, c’est ce qu’on appelle parfois les «couleurs spectrales pures», et au milieu du plan ces teintes sont complètement désaturées.
D’un côté du plan il y a le noir et de l’autre coté du plan il y a le blanc.
2164* 2065* 2066* 2166*
B.20.2. Toutes les couleurs visibles peuvent être représentées sur ce modèle…
Quand on parle de couleurs très saturées, il ne faut pas croire pour autant qu’il s’agit de couleurs qui sont constituées d’une seule longueur d’onde. Seuls les lasers présentent cette caractéristique de n’être constitué que d’une seule longueur d’onde.
En réalité une couleur très saturée, c’est une couleur qui a une courbe spectrale qui présente une forme bien distincte… On repère très bien sur sa courbe spectrale quelle est la longueur d’onde dominante de la couleur, mais d’autres longueurs d’ondes contribuent tout de même dans une moindre mesure à la création de cette couleur saturée.
Comme il s’agit de couleurs très saturées, elles se situent sur le plan des teintes dans le modèle tridimensionnel qui montre toutes les couleurs.
Ces trois primaires forment un triangle sur le plan des teintes, le plan dont nous avons parlé. Toutes les couleurs qui peuvent être créées avec ces primaires se trouvent à l’intérieur de ce triangle. C’est parce que pour obtenir d’autres couleurs au départ de ces primaires, on mélange deux ou trois de ces primaires à différentes intensités. Et ce qu’on fait en réalité en mélangeant ces primaires, c’est combiner leurs courbes spectrales. C’est pourquoi les caractéristiques physiques de ces primaires, c’est-à-dire leurs courbes spectrales, c’est vraiment ce qui détermine, tant en théorie qu’en pratique, quelles sont les couleurs qu’il est possible de reproduire avec ces primaires.
Le fait de choisir des couleurs primaires saturées est intéressant parce que pour obtenir une couleur moins pure, moins saturée, et qui a donc une courbe spectrale moins bien définie, il suffit d’utiliser une de ces primaires à une certaine intensité, et d’altérer sa courbe spectrale en utilisant la ou les courbe(s) spectrale(s) d’une ou de deux des autres primaires à certaines intensités.
Il n’est par contre pas possible d’obtenir une couleur saturée en combinant les courbes spectrales de couleurs moins pures, qui ont des courbes spectrales moins bien définies. Voilà pourquoi il vaut mieux avoir des primaires qui soient les plus saturées possibles. Ceci est valable autant pour un modèle colorimétrique que pour un moniteur RGB.
Une seule couleur primaire représente un point sur le plan des teintes, et représente une ligne dans le modèle colorimétrique tridimensionnel, une ligne qui va du noir au blanc en passant par tous les niveaux de luminosité possibles de teinte.
Deux couleurs primaires créent un segment sur le plan des teintes, et représentent un plan dans le modèle colorimétrique tridimensionnel. Le schéma sur la planche 2164 montre ces deux couleurs primaires dénommées ici A et B.
N’importe quelle couleur sur ce plan peut être produite par un mélange des deux primaires A et B à différentes intensités lumineuses.
Si les primaires peuvent prendre des valeurs négatives, alors le segment sur le plan des teintes peut être agrandi, ainsi que le plan dans le modèle colorimétrique tridimensionnel, et n’importe quelle couleur du spectre des lumières visibles qui se situe sur ce plan agrandit peut alors avoir des coordonnées qui indiquent où elle se situe avec sa dimension «luminosité» dans le modèle colorimétrique tridimensionnel.
Le schéma sur la planche 2164 montre ces deux couleurs primaires dénommées ici A et B, et le segment agrandit.
Si on ajoute une troisième primaire, qu’on appelle ici C, alors on peut donner des coordonnées à toutes les couleurs visibles afin d’indiquer où elles se situent dans le modèle colorimétrique tridimensionnel.
Voyez les schémas sur les planches 2065 et 2066.
Remarquez sur le schéma de la planche 2166 qu’il y a en fait très peu de couleurs dont la position dans le modèle colorimétrique peut être décrite avec des valeurs positives.
La plupart des couleurs sont décrites avec des valeurs négatives.
Cela prouve que la position de chacune des couleurs visibles pourrait être décrite avec n’importe quelles primaires dans un modèle colorimétrique tridimensionnel qui montre toutes les couleurs visibles, à partir du moment où ces primaires peuvent avoir des valeurs négatives. Peu importent les primaires choisies : dans ce cas, il s’agit en A de jaune, en B de magenta et en C de vert turquoise.
On sait que lors de la définition des valeurs de tristimulus de l’observateur standard, des valeurs négatives ont été utilisées, parce que les primaires réelles utilisées lors de l’expérience ne permettaient pas de recréer toutes les couleurs pures visibles par l’œil humain.
On peut considérer que les valeurs négatives qui ont été utilisées lors de la définition de l’observateur standard ont servi à compenser le fait que des primaires extrêmement saturées n’étaient pas disponibles durant l’expérience.
Ces primaires «sur‑saturées» auraient permis de récréer toutes les couleurs pures visibles par l’œil humain, sans avoir recours à des valeurs négatives.
Évidemment dans la réalité ces couleurs sur‑saturées n’existent pas… Mais dans un modèle mathématique elles peuvent exister.
Connaissant les valeurs négatives qui ont été nécessaires durant l’expérience, on sait à quel point les primaires qui étaient utilisées durant l’expérience n’étaient pas assez saturées. Dans le modèle colorimétrique XYZ, il suffit de décaler la position des primaires réelles un peu plus loin de l’origine des coordonnées x, y et z dans le modèle XYZ.
On obtient ainsi des primaires sur‑saturées, qui n’existent pas, mais qui vont permettre d’englober la totalité des couleurs visibles, et donc de produire un modèle qui n’a pas de valeurs négatives.
Au moment où ce modèle a été mis au point, c’était important de ne pas avoir de valeurs négatives, car en 1931 les ordinateurs n’existaient pas, et le fait de n’avoir que des valeurs positives a facilité les calculs. À notre époque, c’est moins important.
Les primaires rouge, verte et bleue utilisées durant l’expérience de définition de l’observateur standard ont donc été transformées en des primaires virtuelles, que nous appelleront X, Y et Z, c’est le nom qu’elles portaient après que les valeurs de tristimulus de l’observateur standard aient été modifiées pour être positives, comme nous l’avons vu précédemment durant la formation.
Notre modèle représente donc désormais le modèle XYZ de la CIE.
En résumé :
Dans le modèle XYZ de la CIE, les niveaux d’intensité des deux lumières rouges qui était utilisées durant la définition de l’observateur standard ont été transformés en la valeur X. Cette transformation a eu lieu pour supprimer les valeurs négatives, nous en avons parlé.
Les niveaux d’intensité des deux lumières vertes qui était utilisées durant la définition de l’observateur standard ont été transformés en la valeur Y.
Les niveaux d’intensité des deux lumières bleues qui était utilisées durant la définition de l’observateur standard ont été transformés en la valeur Z. Vous savez de quoi il s’agit, nous en avons parlé il y a peu de temps.
Donc on ne devrait pas appeler les primaires de notre modèle «Rouge», «Verte» et «Bleue» mais plutôt X, Y et Z. Cela ne change pas grand-chose : la primaire X correspond toujours à du rouge, la primaire Y à du vert et la primaire Z à du bleu.
Simplement il s’agit d’un rouge, d’un vert et d’un bleu super‑saturés qui n’existent pas dans la réalité, ceci dans le but d’éviter l’utilisation de valeurs négatives dans le modèle.
Il y a trois axes x, y et z qui partent du noir et qui passe chacun par une de ces primaires virtuelles X (rouge), Y (verte) et Z (bleue). Ces trois axes sont gradués de 0 (noir) à 1 (la primaire virtuelle X, Y ou Z à 100% d’intensité).
B.20.3. Un peu plus d’informations à propos des primaires virtuelles (imaginary primaries) du modèle XYZ…
Pour élaborer le modèle tridimensionnel XYZ, ce sont des primaires très saturées qui ont été utilisées.
Les primaires virtuelles du modèle XYZ sont des primaires qui se situent en dehors du plan défini par le «spectrum locus» le long duquel il y a toutes les teintes à leur saturation maximale, qu’on appelle parfois des couleurs spectrales pures.
Ce sont des primaires qui ne peuvent donc prendre que des valeurs positives pour décrire la position d’une couleur sur le plan des teintes à leur saturation maximale.
La CIE a décidé qu’il n’était pas acceptable qu’un standard international utilise des valeurs négatives. En utilisant une formule mathématique, la CIE a transposé les valeurs de tristimulus RGB de l’observateur standard en des valeurs toutes positives qu’on appelle valeurs de tristimulus XYZ.
B.20.4. Les valeurs X, Y et Z ne correspondent pas tout à fait aux valeurs Rouge, Verte et Bleue…
Elles y correspondent plus ou moins : les valeurs de tristimulus RGB de l’observateur standard ont été converties en valeurs de tristimulus XYZ en subissant une adaptation de manière à ce que parmi les valeurs de tristimulus X, Y et Z d’une couleur, la valeur Y soit un indicateur du niveau de luminosité général de cette couleur.
C’est pourquoi parmi les trois valeurs de tristimulus X, Y et Z, la valeur Y est aussi appelée le «facteur luminosité» (luminance factor)… l’échelle de la valeur Y va toujours de 0 à 100…
Il s’agit d’une indication de la luminosité perçue par l’œil humain… Souvenez-vous que l’être humain n’a pas une sensibilité identique à celle d’un appareil de mesure… par exemple lorsqu’on demande à quelqu’un de diminuer par deux l’intensité d’un éclairage, la personne diminue l’intensité de cet éclairage à 18% d’intensité réelle, qui peut être mesurée de manière fiable et objective avec un instrument.
Il n’est pas étonnant que parmi les trois valeurs de tristimulus R, G et B de l’observateur standard, ce soit la valeur G (green, vert) qui ait été choisie comme indicateur du niveau de luminosité général des couleurs.
En effet, l’œil humain est particulièrement sensible au vert. Nous en avons parlé lorsque nous avons abordé durant cette formation le problème de la couleur du point de vue de la biologie.
