Photographie » Technique » Physique » Couleur

Les radars sont équipé d'un filtre vert qui permet de rendre les plaques belges (avec lettres et chiffres en rouge) plus lisibles. Les symboles rouges apparaissent en effet en noir. Comment rendre votre plaque illisible? Lisez ces pages!

Les capteurs sont panchromatiques et donc sensibles à toutes les teintes. Comment détecte-t-on la couleur?

La séparation des couleurs
La séparation des couleurs est importante dans toutes les applications qui ne peuvent pas discerner la couleur, par exemple l'imprimerie. Il faut donc séparer les couleurs et traiter chaque matrice d'imprimerie séparément. Il en était de même quand les émulsions étaient monochromatiques et qu'il fallait combiner plusieurs émulsions pour obtenir la couleur.

La couleur avec les camescopes
Les premiers camescopes (les appareils avec caméra séparée et enregistreur en bandouillère et même les appareils tout intégrés) utilisaient des tubes de prise de vues. Comment faire apparaitre la couleur, car les tubes sont également daltoniens?

Les filtres Bayer
Les capteurs sont panchromatiques: ils captent indiféremment toutes les couleurs. Comment obtenir la couleur à partir d'un capteur qui ne voit pas la couleur? Le filtre de Bayer est la solution qui est la plus souvent utilisée. Un autre nom est CFA ou Color Filter Array (filtre coloré en forme de réseau). Le réseau de Dufay, cela ne vous dit rien? Comme quoi la vie est un éternel recommencement! Des recherches sont en cours pour remplacer le filtre de Bayer (qui bouffe plus de 50% de la lumière) par un filtre diffractif qui agit comme un filtre dichroïde (qui n'absorbe par les rayons mais les réflète).

Les capteurs tristimulus
L'utilisation de filtres est un compromis et il y a des systèmes qui n'ont pas ces inconvénients. Un inconvénient est que le filtre présent devant chaque photosite bloque les 2/3 de la lumière. C'est pour cela que les caméscopes tri-capteur sont plus sensibles à la lumière. La technologie tri-capteur est en pratique limitée aux caméscopes qui utilisent des capteurs bien plus petits que les photoscopes.

Les filtres numériques couleurs
Une fois captée, l'image issue d'un capteur avec filtre Bayer doit être traitée. Il est interessant de savoir que chaque fabricant utilise des filtres colorés différents, et cela se remarque également au résultat.

Les pixels défectueux
A cause de l'utilisation d'un filtre be Bayer, un photosite défectueux (hot pixel) produit toujours un pixel coloré. Le traitement numérique du signal fait que l'erreur se propage aux pixels environnants.

La représentation des couleurs
Les modèles chromatiques
L'univers coloré doit être réduit à une représentation numérique. Nous disposons pour cela de plusieurs modèles: deux modèles pratiques (RGB ou RVB et CMYK) et un modèle scientifique (Lab).

Les modèles pratiques sont utilisé dans bon nombres d'applications: l'écran d'ordinateur ou de smartphone (RGB), l'impression de journeaux et d'affiches (CMYK) tandis que le modèle scientifique est utilisé pour transmettre une image avec la bande passante la plus étroite possible (normes NTSC, PAL, SECAM,... mais également certaines normes numériques).

Les espaces couleurs Le modèle colorimétrique RGB le plus utilisé existe en plusieurs versions englobant un espace plus ou moins grand de couleurs disponibles.

Le gamut est la gamme de couleurs qu'un modèle colorimétrique ou un appareil donné peut reproduire.

Le nuancier Pantone est une série de couleurs définies très précisément. Mais ici, il ne s'agit pas de physique appliquée, mais de droit commercial.

La reproduction des couleurs
Les émulsions couleur (page index)
Les différents procédés pour enregistrer la couleur. Il s'agit aussi bien de procédés historiques (jusqu'à la seconden guerre mondiale) que de procédés modernes (appliqués à partir de la guerre) qui ont été utilisés jusqu'à l'apparition des appareils numérique. On voit la différence entre une émulsion positive (diapositive ou film de cinéma amateur) et négative (pour faire des tirages papier).

L'historique du cinéma en couleurs nous montre qu'on a dû travailler avec des séparations tant que le film intégral n'était pas disponible. Le film intégral permet de reproduire les différentes couleurs.

Le filtre passe bas
L'utilisation d'un filtre coloré peut provoquer un effet de moiré quand on photographie des objets contenant une structure composée d'une fine structure répétitive. C'est pour éviter cet effet que les appareils photo sont équipé d'un filtre passe bas ou anti-crénelage. Attention, il s'agit bien plus qu'un simple filtre! On utilise notament des lames bi-réfringentes pour limiter au maximum la perte de netteté.

Le métamérisme
Une source de lumière n'est pas une autre, et si certains effets d'une source de lumière déficiente peuvent être compensés (balance des blancs), d'autres effets ne le peuvent pas et doivent être éliminés à la source, car l'image ne pourra plus être corrigée par après. Tout cela est décrit sur la page: la température de couleur et l'indice de rendu des couleurs d'une source de lumière, le métamérisme et la carte GretagMacbeth ColorChecker.

Infra rouge

Les capteurs sont extrèmement sensibles à la lumière infra-rouge qui est une "couleur" que nous ne pouvons pas voir. Voyez la photo à droite où les émetteurs IR sont bien visibles (en mauve) sur la photo, alors que nos yeux ne les voient pas. Les filtres présents dans l'appareil photo ne sont pas en mesure d'éliminer tous les infra-rouges, et cela peut influencer le résultat d'une photo.

Mais on peut également tirer à profit cette sensibilité pour photographier aux infra rouges.

Comment fonctionne un détecteur de mouvement à infra-rouge (PIR), site séparé.

Balance des blancs
L'appareil photo effectue automatiquement la balance des blancs, mais il y a des situations où la balance manuelle peut être plus appropriée. Une charte grise à 18% permet de calibrer l'appareil photo; cette correction est à refaire chaque fois que l'illumination change.
Nous sommes programmés pour corriger automatiquement les images et "ajouter" de la couleur là où il y en a pas. C'est une évolution de notre cerveau pour nous permettre de discerner les objets, même quand l'éclairage est mauvais. Nous sommes habitués à voir les fraises en rouge et nous voyons donc ces fraises en rouge alors qu'il n'y a pas de rouge dans l'image.

La "couleur" des fraises est 171, 181, 184 (R, G, B), il y a donc plus de vert et de bleu que de rouge dans l'image. Dans tous les cas, la valeur rouge est inférieure au vert et au bleu. Les premiers films Technocolor n'avaient que deux couleurs (rouge et vert) et à cette époque cela semblait une avancée technologique incroyable.

La vision couleur de l'humain n'est pas fameuse. Le cerveau n'est pas en mesure de traiter toutes les informations visuelles à la fois et fait donc une rapide estimation. C'est ainsi qu'une image monochrome apparait en couleur si des taches ou des traits de couleur apparaissent à certains endroits de l'image (voir image à droite: il s'agit bel et bien d'une image monochrome auquelle on a ajouté des points de couleur). Les points de couleur ne sont pas assez visibles pour être détectés, sauf si on regarde continuellement l'image pour que notre cerveau puisse analyser l'image en détail. Par contre le cerveau détecte directement la présence de la couleur et l'attribue à tout l'objet: aux visages, aux vêtements.

On a utilisé cet effet au débuts de la télévision en couleurs. Il y avait de nombreux appareils monochromes et les émissions couleurs devaient être compatibles avec les appareils monochromes. Il fallait donc caler l'information couleur entre l'image monochrome. La résolution couleur était très mauvaise, mais cela ne se remarque pas. Une page sur l'historique de la télévision.

La couleur


Les aberrations chromatiques et comment les éviter

Pages qui selon Google pourraient vous interesser

-