Synthèse Additive et Soustractive : Comprendre les Couleurs

Perception des Couleurs : Les Cônes

Les cônes de la rétine sont classés en trois types selon leur sensibilité aux longueurs d'onde :

• Cônes sensibles aux ondes courtes (bleu)
• Cônes sensibles aux ondes moyennes (vert)
• Cônes sensibles aux ondes longues (rouge)

Synthèse Additive (Mélange de Lumières)

Le mélange de lumières colorées est appelé synthèse additive. Pourquoi ? Parce que les résultats sont obtenus par addition de lumière à la lumière.

Couleurs Primaires et Secondaires Additives

La somme des trois couleurs primaires de lumière (rouge-orangé, vert, et bleu-violet) à intensité égale donne une lumière blanche achromatique (sans longueur d'onde dominante), qui est plus lumineuse que chaque composante.

Quelles couleurs secondaires obtient-on par mélange additif ?

• Lumière verte + Lumière rouge = Lumière jaune
• Lumière rouge + Lumière bleu-violet = Lumière magenta
• Lumière bleu-violet + Lumière verte = Lumière cyan

L'absence de lumière correspond au noir.

Couleurs Complémentaires Additives

On obtient aussi du blanc en mélangeant des lumières de couleurs complémentaires, qui s'annulent mutuellement. Il existe une infinité de paires, mais les trois principales combinaisons sont :

• Lumière bleu-violet + Lumière jaune (vert + rouge) = Lumière blanche
• Lumière verte + Lumière magenta (bleu-violet + rouge) = Lumière blanche
• Lumière rouge + Lumière cyan (vert + bleu-violet) = Lumière blanche

Couleurs Pures et Spectre Lumineux

Qu'entend-on par couleurs pures ou complètement saturées ? Ce sont celles qui ne contiennent aucune lumière blanche, comme les couleurs de l'arc-en-ciel.

Quelles sont les couleurs totalement saturées ? Ce sont les couleurs monochromatiques du spectre solaire (rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet). Isaac Newton a découvert ce spectre en faisant passer la lumière blanche à travers un prisme, phénomène appelé décomposition de la lumière blanche.

Réaliser la Synthèse Additive

On peut projeter les lumières pures sur un écran blanc dans une pièce sombre. Une autre méthode est le disque de Newton : un disque peint avec les couleurs du spectre, qui apparaît blanc lorsqu'il tourne rapidement.

Synthèse Soustractive (Mélange de Pigments)

Seule la lumière révèle la couleur ; dans l'obscurité, tous les objets apparaissent noirs. La lumière incidente sur un objet peut être réfléchie, absorbée ou transmise, selon sa structure moléculaire.

Couleur par Transmission

Qu'est-ce que la couleur par transmission ? Elle concerne les corps translucides ou transparents. Si un corps laisse passer tout le rayonnement lumineux sans l'absorber ni le réfléchir, il apparaît incolore (transmission totale).

Quels facteurs influencent la couleur transmise ? Outre les propriétés du matériau, l'épaisseur influence la transmission. Par exemple, la lumière solaire ne pénètre qu'à une certaine profondeur dans l'eau. Un verre très épais peut paraître opaque.

Couleur par Réflexion

Qu'est-ce que la couleur par réflexion ? Elle concerne les matériaux opaques. Un objet opaque absorbe une partie du spectre lumineux et réfléchit le reste. Sa couleur perçue correspond à la lumière réfléchie.

Le Principe Soustractif

Pourquoi le mélange de pigments est-il appelé soustractif ? Chaque pigment absorbe sélectivement certaines longueurs d'onde. En mélangeant des pigments, on additionne leurs capacités d'absorption (soustraction de lumière). Le mélange résultant est donc plus sombre que les composants initiaux, pouvant aller jusqu'au noir (absorption totale).

Absorption et Réflexion des Pigments Primaires

Quel rayonnement un pigment jaune absorbe-t-il et réfléchit-il ? Il absorbe le bleu-violet (ondes courtes) et réfléchit le vert (ondes moyennes) et le rouge (ondes longues).

Quel rayonnement un pigment cyan absorbe-t-il et réfléchit-il ? Il absorbe le rouge (ondes longues) et réfléchit le vert (ondes moyennes) et le bleu-violet (ondes courtes).

Quel rayonnement un pigment magenta absorbe-t-il et réfléchit-il ? Il absorbe le vert (ondes moyennes) et réfléchit le bleu-violet (ondes courtes) et le rouge (ondes longues).

Couleurs Primaires et Secondaires Soustractives

Les couleurs primaires soustractives sont le cyan, le magenta et le jaune.

Quelles sont les couleurs secondaires en synthèse soustractive ? Ce sont les couleurs obtenues en mélangeant deux primaires soustractives à parts égales :

• Cyan + Jaune = Vert
• Magenta + Jaune = Rouge
• Cyan + Magenta = Bleu-violet

Quelle proportion de lumière un pigment secondaire absorbe-t-il ? Une couleur secondaire absorbe deux tiers de la lumière blanche incidente et en réfléchit un tiers.

Cercle Chromatique et Couleurs Complémentaires

Qu'est-ce qu'un cercle chromatique ? C'est une représentation circulaire organisée des couleurs (primaires, secondaires, tertiaires) pour visualiser les relations entre les teintes. Il peut avoir différentes subdivisions (6, 12, 24 couleurs ou plus).

Que sont les couleurs complémentaires ? Deux couleurs sont complémentaires si leur mélange tend vers une couleur neutre (blanc en additif, gris/noir en soustractif). Sur le cercle chromatique, elles sont diamétralement opposées. Les paires fondamentales sont :

• Rouge / Cyan
• Vert / Magenta
• Bleu / Jaune

Couleurs Tertiaires

Que sont les couleurs tertiaires ? Ce sont les couleurs obtenues en mélangeant une couleur primaire et une couleur secondaire adjacente en proportions variables (ex: jaune-orangé, rouge-violet, bleu-vert...). Elles sont aussi appelées couleurs intermédiaires. Le mélange des trois primaires soustractives (cyan, magenta, jaune) en proportions variables donne des couleurs 'terreuses' ou rompues (bruns, ocres, olives).

Propriétés de la Couleur

Teinte

Qu'est-ce que la teinte (ou tonalité) ? C'est la caractéristique qui permet de distinguer une couleur d'une autre (rouge, jaune, violet...). C'est le nom de la couleur.

Saturation

Qu'est-ce que la saturation ? C'est l'intensité ou la pureté d'une couleur. Une couleur très saturée est vive, tandis qu'une couleur peu saturée est terne ou pâle (proche du gris).

Comment modifier la saturation d'une couleur ? La saturation diminue en ajoutant :

• Du blanc (on obtient un ton pastel)
• Du gris (on obtient un ton rompu)
• Sa couleur complémentaire

Luminosité (ou Valeur)

Qu'est-ce que la luminosité ? C'est la clarté ou l'obscurité perçue d'une couleur.

Comment classer les teintes selon leur luminosité intrinsèque ? L'échelle de luminosité intrinsèque (approximative) va du plus clair au plus sombre : Blanc (10), Jaune (9), Orange (8), Vert / Rouge (~6-7), Cyan / Magenta (~5-6), Bleu-violet (3), Noir (0).

Comment modifier la luminosité d'une couleur ? La luminosité diminue en ajoutant du noir (on obtient une teinte plus sombre ou rabattue). Elle augmente en ajoutant du blanc.