Lumière et couleur dans la perception humaine

La perception de la couleur est subjective, étant le produit de la façon dont le système visuel humain interprète la lumière des diverses longueurs d'onde qui composent la lumière visible. Cette perception se fonde sur un triplet incluant [2][1] :

  1. La source lumineuse illuminant l'objet.

  2. L'objet observé lui-même.

  3. l'œil et le cerveau de l'observateur.

Figure 1.2. Principe de la perception humaine

Puisque c'est le flux lumineux (la lumière) qui active l'œil, il constitue le premier élément fondamental pour la vision des couleurs. L'œil en est le second. Un troisième élément intervient : c'est l'objet qui réfléchit plus ou moins l'énergie provenant de la source (on ne voit pas les objets mais la lumière qu'ils reflètent ou transmettent).

Lumière

Les longueurs d'onde du spectre visible s'étendent de 380 à 780 nm.

Figure 1.3. Longueur d'onde du spectre visible

Ce spectre s'étale du violet à partir de 380 nm à 450 nm, au bleu de 450 à 490 nm, au vert de

500 nm à 570 nm, au jaune de 570 nm à 590 nm, à l'orange de 590 nm à 650 nm, au rouge de

650 nm à 780 nm.

Pour caractériser une lumière monochromatique, qui peut être détectée par l'œil humain, on

doit connaître sa longueur d'onde 𝜆 et sa luminance L.

L'objet

Fondamental

La lumière qui éclaire un objet sera modifiée de multiples façons et dans des directions diverses. La résultante de cette distribution de lumière nous donne l'impression visuelle que nous avons de ce produit [3][2].

L'absorption de la lumière par l'échantillon

La transmission : la lumière traverse l'échantillon

La réflexion : la lumière est réfléchie sur la surface de l'échantillon dans une direction qui est telle que l'angle de réflexion est égale à l'angle d'incidence.( réflexion spéculaire)

La dispersion : la lumière se réfléchit sur la surface dans toutes les directions.

Figure 1.4. Dispersion de la lumière à travers un objet

Ainsi, un corps qui absorbe toutes les radiations nous apparaît noir et un corps qui les réfléchit toutes (et donc qui n'en absorbe aucune) nous paraît blanc.

Les radiations qui ne sont pas absorbées sont réfléchies ou transmissent par l'objet et donc visibles par les observateurs [1][3].

L'œil humain

La perception visuelle est le résultat de l'interprétation faite par le cerveau, de la lumière perçue par les yeux, lumière modifiée et transmise par les objets ou directement émises par les sources de lumière. L'œil n'est pas sensible de la même façon à toutes les radiations du spectre visible [4][4].