Synthèse additive

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Synthèse additive.

La synthèse additive des couleurs est le procédé consistant à combiner les lumières de plusieurs sources colorées dans le but d'obtenir une lumière colorée quelconque dans un gamut déterminé.

La synthèse additive utilise généralement trois lumières colorées : une rouge, une verte et une bleue (RVB ou RGB en anglais pour red, green, blue). L'addition de ces trois lumières colorées en proportions convenables donne la lumière blanche. L'absence de lumière donne du noir.

Les écrans et les projecteurs de télévision et d'ordinateur utilisent le procédé de la synthèse additive. Ils ne dépendent pas d'un éclairage extérieur. La photographie argentique en couleurs[1] et l'impression en couleurs utilisent un procédé appelé synthèse soustractive car ses colorants absorbent en partie la lumière d'un illuminant dont ils dépendent pour le rendu des couleurs.

Théorie[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Trichromie et Couleur métamère.

La vision photopique humaine se base sur trois types de récepteurs de la rétine de l'œil, les cônes, de sensibilité différente selon la longueur d'onde des rayons lumineux. Deux rayonnement lumineux, quel que soit leur spectre, sont vus identiquement s'ils impressionnent avec la même intensité chacun des trois types de cônes. En conséquence, il est possible de reproduire une sensation colorée intermédiaire quelconque en mélangeant trois couleurs primaires entre elles.

La synthèse additive est donc rendue possible par la façon dont l'œil humain détecte la couleur ; celle-ci n'est pas une propriété intrinsèque de la lumière. En effet, il y a une grande différence « physique » entre une lumière jaune, de longueur d'onde 580 nm, mélangée à un peu de lumière blanche, et un mélange de lumières rouge et verte. Cependant, ces deux phénomènes stimulent les cellules de l'œil de façon semblable, ce qui fait que l'on ne perçoit pas la différence.

Les expériences de perception des couleurs montrent que toute lumière peut être percue comme un mélange d'une lumière monochromatique d'une longueur d'onde donnée, dite dominante, et d'une lumière blanche. La proportion entre ces deux composantes est la pureté colorimétrique.

Le mélange de deux lumières colorées produit, selon les proportions, une série de couleurs de longueur d'onde dominante intermédiaire entre ces deux lumières, et de pureté moindre que celle obtenue à proportion des puretés des composantes.

Le mélange de trois lumières colorées peut se décomposer en deux mélanges de deux lumières, et le raisonnement montre qu'on peut ainsi reconstituer toutes les couleurs, dans les limites de pureté qu'on vient de décrire.

Les couleurs des lumières, pour la synthèse additive, doivent être mutuellement primaires, c'est-à-dire qu'on ne doit pas pouvoir en reconstituer une par un mélange des autres. Elles doivent être au moins trois. Leur composition spectrale est indifférente, seule leur couleur compte. On peut augmenter le gamut avec plus de trois primaires, mais cette possibilité est peu exploitée, la vision humaine étant plus sensible aux différences entre teintes pour les couleurs pâles que pour les couleurs vives, et les scènes à reproduire, par la synthèse additive, ne comportant pas, le plus souvent, de couleurs pures.

Applications[modifier | modifier le code]

La synthèse additive est à la base des mesures de la perception des couleurs, en laboratoire, qui fondent la colorimétrie. C'est le principe de composition des couleurs utilisé notamment dans les écrans cathodiques, les écrans LCD et les vidéoprojecteurs.

Le spectre des lumières colorées n'ayant pas d'importance dans le procédé, tous les moyens peuvent servir. On peut filtrer la lumière blanche, la séparer en composantes colorées par des miroirs dichroïques, utiliser des sources à spectre de raies (fluorescence) ou presque monochromatiques comme les diodes électroluminescentes.

Procédés d'addition des couleurs[modifier | modifier le code]

Dispositions possibles des mosaïques de lumières colorées dans un écran.

Dans les systèmes formateurs d'image, l'addition des lumières se fait parfois par superposition des lumières colorées, comme dans les vidéoprojecteurs tritubes. Le plus souvent, cependant, elle se fait par une mosaïque de points suffisamment petits pour se confondre à la vue, à la distance normale d'observation de l'image. C'est le cas dans les écrans de télévision et d'ordinateur.

Dans les années 1990, Polaroïd a proposé des diapositives couleurs à développement instantané selon un procédé similaire.

Les autochromes des frères Lumière réalisés dès la fin du XIXe siècle utilisaient des pigments pour recréer la couleur par synthèse additive. Ces pigments agissaient comme des filtres colorés qui, à la prise de vue permettaient de n'impressionner une surface sensible noir et blanc qu'avec l'une des trois couleurs primaires, et à l'examen de la photo par transparence, de restituer la couleur de ce point de l'image.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Robert Sève, Science de la couleur : Aspects physiques et perceptifs, Marseille, Chalagam,‎ .

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Sauf l'autochrome Lumière et quelques autres procédés anciens de diapositive cités dans René Dennilauler, La photographie en couleurs,‎ , p. 6-12.