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Synthèse additive des couleurs



  1. #1
    ketchupi

    Synthèse additive des couleurs


    ------

    bonjour,

    en optique la synthèse additive du bleu, rouge et vert donne du blanc. Cela est du à la persistance rétinienne, il me semble, qui donne la sensation de superposition des couleurs pour donner une abscence de couleur.

    Mais en peinture, si l'on mélange du bleu, du rouge, et du vert, il est impossible d'obtenir du blanc. Ma question est : Pourquoi ?

    merci.
    au revoir.

    -----
    On ne force pas une curiosité, on l'éveille. Daniel Pennac

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  3. #2
    predigny

    Re : synthèse additive des couleurs

    Ce n'est pas une question de persistance rétinienne, celle-ci ne concerne que le mouvement des images ou les variations de luminosité. La synthèse additive est possible parce que l'oeil est constitué de récepteurs rouge et vert et bleus (RVB), qui lorsqu'ils sont excités dans la bonne proportion, donnent au cerveau une sensation de blanc. D'autres proportions donnent d'autres couleurs.
    En peinture on pourrait faire de la synthèse additive, à condition de ne pas mélanger les peintures mais de les mettre en très petits points cote-à-cote; Certains peintres s'y sont essayés. En mélangeant les couleurs RVB, chacune filtre les deux autres et du coup il ne passe plus rien et le mélange donne du noir (synthèse soustractive)

  4. #3
    marsan09

    Re : synthèse additive des couleurs

    bonjour,
    " en optique la synthèse additive du bleu, rouge et vert donne du blanc. "
    Tu peux le vérifier en prenant une loupe et en regardant une surface blanche sur l'écran de ton ordi, tu verras des rectangles R, V et B.
    Voir l'explication de predigni. L'écran est une source de lumière.

    Si on éclaire une surface avec de la lumière blanche, les colorants de cette surface vont absorber chacun une partie de la lumière, R absorbe B+V, B absorbe R+V et V absorbe R+B. Toutes les couleurs sont donc absorbées.

  5. #4
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Bonjour,

    En fait il s'agit d'une question de synthèse additive (addition d'énergie) et de synthèse soustractive (absorption d'énergie).

    - Synthèse additive : sur un écran informatique ou TV, des photons porteurs d'énergie sont émis, qui viennent frapper la rétine. Et les énergies s'additionnent pour donner des impressions donc de plus en claires.
    Ainsi :
    Bleu + vert = cyan (turquoise) ;
    vert + rouge = jaune ;
    bleu + rouge = magenta.
    Et la somme des trois : Bleu + vert + rouge = blanc (énergie maximale).
    Pour obtenir du noir, il ne faut donc émettre aucun photon.

    - Synthèse soustractive : des colorants absorbent une partie de l'énergie lumineuse qu'ils reçoivent. Plus on va mélanger des colorants (par exemple sur une toile ou une feuille de papier par imprimerie), plus il va y avoir absorption d'énergie lumineuse, donc on va obtenir des teintes sombres.
    Dès lors :
    Jaune + magenta = rouge ;
    cyan + magenta = bleu ;
    cyan + jaune = vert.
    Et la somme des trois : Jaune + magenta + cyan = brun foncé (absorption maximale, mais il est toutefois difficile d'obtenir vraiment du noir).

    On ne peut donc pas obtenir de blanc par addition de colorants, car plus il y a de colorants, plus il y a absorption de lumière, donc assombrissement.

    Paminode

  6. #5
    LPFR

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par Paminode Voir le message
    Bonjour,
    En fait il s'agit d'une question de synthèse additive (addition d'énergie) et de synthèse soustractive (absorption d'énergie).
    ...
    Bonjour Pamicode.
    L'expression "les énergies additionnent" est pour le moins, mal choisie.
    Ce qui s'additionne ces sont les stimuli à des capteurs différents (voir l'explication de Predigny).
    Il ne suffit pas d'additionner des énergies pour changer la couleur. Additionner une lumière rouge à une autre rouge, donne une lumière plus intense, mais toujours aussi rouge.
    Cordialement,

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour Pamicode.
    L'expression "les énergies additionnent" est pour le moins, mal choisie.
    Ce qui s'additionne ce sont les stimuli à des capteurs différents (voir l'explication de Predigny).
    Il ne suffit pas d'additionner des énergies pour changer la couleur. Additionner une lumière rouge à une autre rouge, donne une lumière plus intense, mais toujours aussi rouge.
    Cordialement,
    Bonjour LPFR,

    En employant l'expression "les énergies s'additionnent", je pensais moins aux cônes de la rétine qu'à l'écran lui-même.
    Prenons un écran TV ou informatique (écran à tube). Si un électron vient frapper un luminophore rouge, l'oeil percevra un point rouge à cet endroit.
    Si deux électrons frappent un luminophore rouge et un luminophore vert côte à côte, l'oeil percevra un point jaune à la luminosité plus intense que chacune des deux intensités rouge et verte seules. Les deux énergies lumineuses s'additionnent bien pour donner une intensité lumineuse unique plus forte. Cela parce que les luminophores sont plus petits que le cercle de résolution de l'oeil qui ne discerne pas les deux luminophores rouge et vert l'un de l'autre, mais les perçoit comme un seul et même point, jaune.
    Si trois électrons frappent un luminophore rouge, un luminophore vert et un luminophore bleu côte à côte, l'oeil percevra un point à la luminosité maximale, donc blanc.
    On a bien un système additif où les intensités lumineuses s'additionnent pour donner des teintes de plus en plus claires.

    On peut refaire la même expérience non pas avec des écrans vidéos, mais avec trois projecteurs par exemple de diapos sur lesquels on a placé, respectivement, un filtre rouge, un filtre vert et un filtre bleu.
    Si on fait se chevaucher, sur un mur blanc, le faisceau rouge et le faisceau vert, on obtient une tache plus lumineuse, jaune. Si on fait se chevaucher les trois faisceaux, on obtient la luminosité maximale, le blanc.
    On a bien une addition des énergies lumineuses.

    Dans le système soustractif, c'est le contraire. Plus on mélange de colorants, plus il y a absorption, ou soustraction, de l'énergie lumineuse qui éclaire l'objet coloré, et l'objet s'assombrit.

    Paminode

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  10. #7
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs


  11. #8
    mach3
    Modérateur

    Re : synthèse additive des couleurs

    Si deux électrons frappent un luminophore rouge et un luminophore vert côte à côte, l'oeil percevra un point jaune à la luminosité plus intense que chacune des deux intensités rouge et verte seules. Les deux énergies lumineuses s'additionnent bien pour donner une intensité lumineuse unique plus forte. Cela parce que les luminophores sont plus petits que le cercle de résolution de l'oeil qui ne discerne pas les deux luminophores rouge et vert l'un de l'autre, mais les perçoit comme un seul et même point, jaune.
    Si trois électrons frappent un luminophore rouge, un luminophore vert et un luminophore bleu côte à côte, l'oeil percevra un point à la luminosité maximale, donc blanc.
    On a bien un système additif où les intensités lumineuses s'additionnent pour donner des teintes de plus en plus claires.
    oui, mais ce sont bien des photons rouge, vert et bleu que l'oeil reçoit et pas des photons jaune ou cyan (ou pire magenta ou blanc qui n'existent pas...), les photons ne s'additionnent pas. C'est le cerveau qui va additionner ces couleurs, ce n'est pas un phénomène physique concernant la lumière mais un traitement de l'information.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  12. #9
    kite4life

    Re : synthèse additive des couleurs

    Bonjour a tous,

    Je ressort cette discussion du carton. Les explications qui ont été données sont très claires, mais je voudrai simplement aller plus loin.
    Comme cela a été expliqué, le mélange des couleurs peinture conduit a une synthèse soustractive, j'aimerai comprendre en détail les raison physiques a cela.


    Citation Envoyé par marsan09 Voir le message
    Si on éclaire une surface avec de la lumière blanche, les colorants de cette surface vont absorber chacun une partie de la lumière, R absorbe B+V, B absorbe R+V et V absorbe R+B. Toutes les couleurs sont donc absorbées.
    Pourquoi avoir privilegié l'absorption? Pourquoi ne pas avoir tenu le raisonnement inverse en privilégiant la reflexion:
    R réfléchit R, B réfléchit B, V réfléchit V, donc on a 3 sources de 3 couleurs primaires en additif qui s'ajoutent pour faire du blanc....
    (je vois bien que ca marche pas expérimentalement , je veux juste comprendre pourquoi )

    Autre formulation:

    En peinture on pourrait faire de la synthèse additive, à condition de ne pas mélanger les peintures mais de les mettre en très petits points cote-à-cote
    Pourquoi ne pas considerer qu'un mélange de peinture c'est au fond des tout petits points (les molécules) qui sont cote-à-cote?

    Que se passe-t-il au niveau de la couche de surface pour privilegier ainsi l'absorption?

    Voila, merci de votre aide

    @+

  13. #10
    Amanuensis

    Re : synthèse additive des couleurs

    En gros parce que la section efficace d'un photon est bien plus grande que la taille d'une molécule. Ce qui signifie qu'un photon d'une certaine fréquence a une grande probabilité d'être absorbé s'il "tombe" pas trop loin d'une molécule pouvant l'absorber.

    L'ordre de grandeur de la section efficace est celui de la longueur d'onde, soit de l'ordre de 1/2 µm ; une molécule a une taille de l'ordre d'un facteur 1000 plus petite.

    Si les pigments sont intimement mélangés, il y aura des pigments de chaque sorte dans toute région de la taille de l'ordre de la longueur d'onde du photon. À l'opposé, si on fait des petites taches de chaque pigment de taille >> µm, alors un photon d'une fréquence donné ne sera absorbé que s'il tombe sur certaines des taches.

  14. #11
    kite4life

    Re : synthèse additive des couleurs

    Merci Amanuensis, la reponse est tres claire

  15. #12
    JluK

    Re : synthèse additive des couleurs

    Il faudrait peut-être dire que la résolution d'une cellule visuelle est bien inférieure à la taille d'une molécule. L'œil perçoit par cellule le résultat de l'absorption d'un grand nombre de molécules, et c'est la moyenne de l'absorption de celles-ci qui est vue.
    D'autant que les cônes, sensibles aux couleurs, ont besoin d'un grand nombre de photons pour détecter un signal.
    Le doute est l'essence même de l'esprit scientifique

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  17. #13
    Nicophil

    Re : synthèse additive des couleurs

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    En gros parce que la section efficace d'un photon est bien plus grande que la taille d'une molécule. Ce qui signifie qu'un photon d'une certaine fréquence a une grande probabilité d'être absorbé s'il "tombe" pas trop loin d'une molécule pouvant l'absorber.
    Quid de la transparence ?
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  18. #14
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par kite4life Voir le message
    Pourquoi avoir privilegié l'absorption? Pourquoi ne pas avoir tenu le raisonnement inverse en privilégiant la reflexion:
    R réfléchit R, B réfléchit B, V réfléchit V, donc on a 3 sources de 3 couleurs primaires en additif qui s'ajoutent pour faire du blanc....
    Bonjour,

    Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué.
    Si vous voulez du blanc, vous ne mettez pas de pigments sur la zone considérée du papier (en imprimerie).
    C'est plus simple que d'essayer de réfléchir le maximum de lumière avec des pigments "réfléchissants".
    D'ailleurs, n'oubliez pas une chose : R réfléchit R, mais pour cela absorbe nécessairement les B+V de la lumière blanche incidente, et idem pour les 2 autres. On a simultanément {R réfléchit R} et {R absorbe B+V}. Vous ne pouvez pas séparer les deux phénomènes. Sinon que deviennent les photons qui ne sont pas de la couleur réfléchie ? Réfléchir une couleur, c'est inévitablement absorber les autres. On a bien une déperdition d'énergie. On a nécessairement un assombrissement. Plus il y a de pigments, plus c'est sombre. Pas l'idéal pour obtenir du blanc.

    On peut obtenir par endroit du blanc, mais par effet miroir. Voyez vous-même ce que donne une peinture brillante sur un mur : vous avez la somme d'une réflexion spéculaire et d'une absorption avec réflexion diffuse. Les brillances blanches sont le reflet de la source lumineuse de la pièce. Leur emplacement varie avec votre point de vue et l'emplacement de la source (fenêtre, lampe...) selon les lois de la réflexion. C'est un autre problème.
    Dernière modification par Paminode ; 30/08/2013 à 20h16.

  19. #15
    Thouxify

    Re : synthèse additive des couleurs

    Bonjour,

    Quid de la transparence ?
    A quelle longueur d'onde?
    Il y a trois sortes de personnes : ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas.

  20. #16
    nash06

    Re : synthèse additive des couleurs

    Bonjour à tous,

    J'ai été interpelé par cette réponse :

    oui, mais ce sont bien des photons rouge, vert et bleu que l'oeil reçoit et pas des photons jaune ou cyan

    Est-ce que ça veut dire qu'on ne peut pas voir une "lumière" monochromatique jaune ? Ou bien cette lumière est-elle faite de photos rouges, verts et bleus bien qu'ils aient tous la même longueur d'onde ?

    Merci d'avance

  21. #17
    Amanuensis

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par nash06 Voir le message
    J'ai été interpelé par cette réponse :
    Bonne réaction.
    Est-ce que ça veut dire qu'on ne peut pas voir une "lumière" monochromatique jaune ?
    On la voit très bien, cf. lampes au sodium.

    Ou bien cette lumière est-elle faite de photos rouges, verts et bleus bien qu'ils aient tous la même longueur d'onde ?
    Non, elle est bien faite de "photons jaunes". Simplement nos capteurs dits "rouge" et "vert" captent une gamme large de fréquences, qui est d'ailleurs plutôt centrée sur le jaune (1), et donc captent mieux les photons jaunes que par exemple les rouges! Comme on peut le voir là : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Cone-response.svg

    (1) On pourrait très bien dire que ce sont des capteurs "jaunes", ceux dits "rouge" étant un peu décalés vers le rouge, et ceux dits "vert" un peu dans l'autre sens. La perception du jaune correspond à l'égalité d'excitation des deux sortes de capteurs...
    Dernière modification par Amanuensis ; 31/08/2013 à 19h13.

  22. #18
    nash06

    Re : synthèse additive des couleurs

    Ah oui d'accord merci.

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  24. #19
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Non, elle est bien faite de "photons jaunes". ...
    Bonjour,

    En effet, il existerait des photons de toutes les longueurs d'onde visibles, disons du bleu (aux alentours de 400nm de longueur d'onde) jusqu'au rouge (aux alentours de 700 nm) en passant par le jaune-vert (environ 500-600 nm).
    La seule couleur pour laquelle il n'existe pas de photons est le magenta. Le magenta est donc dit être une couleur "non spectrale", car elle ne figure pas dans la lumière blanche du spectre solaire (décomposé par le prisme de Newton).
    La perception du magenta est nécessairement due à la somme de photons rouges et de photons bleus.
    Dernière modification par Paminode ; 31/08/2013 à 19h31.

  25. #20
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par nash06 Voir le message
    Est-ce que ça veut dire qu'on ne peut pas voir une "lumière" monochromatique jaune ? Ou bien cette lumière est-elle faite de photons rouges, verts et bleus bien qu'ils aient tous la même longueur d'onde ?
    Attention : les photons rouges, verts et bleus n'ont précisément pas la même longueur d'onde. Ce sont leurs longueurs d'onde-fréquences-énergies qui les différencient.
    Dernière modification par Paminode ; 31/08/2013 à 19h31.

  26. #21
    Amanuensis

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par Paminode Voir le message
    La seule couleur pour laquelle il n'existe pas de photons est le magenta.
    Parmi les couleurs saturées...

    Il n'existe pas de photons rose ou beige.

    Et la notion de photon marron est discutable

    Quand aux photons noirs... Mais certains refusent au noir le statut de couleur.

  27. #22
    CM63

    Re : synthèse additive des couleurs

    Bonsoir,

    Ah les photons noirs! C'est nouveau, ça vient de sortir!

  28. #23
    JluK

    Re : synthèse additive des couleurs

    Il n'y a pas de photons rouge, jaune ou bleu, il y a des photons qui ont une longueur d'onde précise (on parle bien de photons ?), l'ensemble des photons de fréquences voisines étant classées dans les rouges ou les bleus ou autre chose en fonction de notre perception. C'est couleurs ne sont pas des caractéristiques physiques, mais des sensations humaines, et variables d'un individu à l'autre.

    D'ailleurs, en imprimerie, on recrée des sensations vertes, alors qu'il n'y a pas de vert dans les pigments, on crée des illusions de vert plus ou moins proche de l'original.
    Le doute est l'essence même de l'esprit scientifique

  29. #24
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Il n'existe pas de photons rose ou beige.
    Bonjour,

    Faisons un distinguo entre couleurs et teintes.

    Citation Envoyé par CM63 Voir le message
    Ah les photons noirs! C'est nouveau, ça vient de sortir!
    Les UV ? Les ondes radar, radio...

    Citation Envoyé par JluK Voir le message
    Il n'y a pas de photons rouge, jaune ou bleu, il y a des photons qui ont une longueur d'onde précise (on parle bien de photons ?), l'ensemble des photons de fréquences voisines étant classées dans les rouges ou les bleus ou autre chose en fonction de notre perception. C'est couleurs ne sont pas des caractéristiques physiques, mais des sensations humaines, et variables d'un individu à l'autre.
    Tout à fait. C'est un abus de langage. Mais c'est plus commode de dire "un photon rouge" que "un photon de longueur d'onde d'environ 700nm qui va exciter une cellule en forme de cône de notre rétine sensible à cette longueur d'onde, ce qui va conduire un signal à notre cerveau qui va créer une sensation de rouge au point considéré de la scène qu'il perçoit".
    Dernière modification par Paminode ; 01/09/2013 à 06h44.

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  31. #25
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Et la notion de photon marron est discutable
    .
    Un "photon marron" est en fait un photon orange.
    La sensation de marron apparaît quand une teinte orange est peu lumineuse.

  32. #26
    Amanuensis

    Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par Paminode Voir le message
    Un "photon marron" est en fait un photon orange.
    La sensation de marron apparaît quand une teinte orange est peu lumineuse.
    Pas exactement. La sensation de marron n'apparaît que par contraste, par exemple en réflexion. Une lumière monochromatique orange sera perçue orange, même peu lumineuse, en l'absence d'un blanc de référence.

    Teinte, couleur, ... Affaire de terminologie.

    Je n'avais pas pour but de relancer ce genre de débat assez creux, mais juste de répondre simplement à la question légitime du message #16.

  33. #27
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Je ne pense pas que ce soit creux, au contraire.
    La question me paraît même intéressante :
    Quels photons l'oeil reçoit-il quand nous percevons une surface magenta / rose / beige / marron ?
    Une vraie question d'examen.

    D'autre part, la remarque de JluK était pertinente. Par commodité, nous attribuons à un phénomène physique, le photon, une caractéristique d'un phénomène neurophysiologique, la sensation de couleur.

  34. #28
    Amanuensis

    Exclamation Re : synthèse additive des couleurs

    Citation Envoyé par Paminode Voir le message
    Je ne pense pas que ce soit creux, au contraire.
    Il y a déjà eu des dizaines de discussion sur le sujet, largement suffisant pour se faire une idée. Pourquoi dévier une discussion de plus dans cette direction?
    Dernière modification par Amanuensis ; 01/09/2013 à 10h58.

  35. #29
    Paminode

    Re : synthèse additive des couleurs

    Malgré ces dizaines de discussions, je me demande combien sauraient répondre correctement à la question : quels photons l'oeil reçoit-il quand nous percevons une surface beige ?

  36. #30
    Thouxify

    Re : synthèse additive des couleurs

    Bonjour,
    Malgré ces dizaines de discussions, je me demande combien sauraient répondre correctement à la question : quels photons l'oeil reçoit-il quand nous percevons une surface beige ?
    Je ne vois pas la difficulté : votre écran est composé de pixels rouge vert bleu, et peut afficher toutes sortes de couleurs ou teintes dont le beige. Il conviens donc de trouver la bonne proportion de rouge, vert et bleu.
    A+
    Il y a trois sortes de personnes : ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas.

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