LA FORMATION DES IMAGES LA COULEUR DES OBJETS

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1 LA FORMATION DES IMAGES LA COULEUR DES OBJETS I. Formation des images Commençons par expliquer comment se forment les images sur notre rétine, c est-à-dire comment un objet se représente à nous. Une personne avec de bonnes facultés oculaires (œil emmétrope) verra toujours cet objet distinctement, qu il soit plus ou moins proche. L œil s adapte. En effet, l œil est en état de repos lorsque l objet est assez loin, c est-à-dire que la distance focale du cristallin (qui joue le rôle de lentille) est telle que l image va se former directement au niveau de la rétine (qui joue le rôle d écran). Dans l autre cas, avec un objet proche de nous, notre œil va devoir s adapter et modifier sa distance focale pour permettre la formation de l image sur la rétine. Le cristallin va alors se bomber pour faire converger les rayons lumineux et permettre une diminution de la distance focale (rôle de lentille convergente). Ainsi, la vergence va augmenter et permettre d obtenir une image distincte sur la rétine. En complément, on distingue deux points remarquables : le «punctum proximum» (noté PP) et le «punctum remotum» (noté PR).

2 Le PP est le point le plus proche que l œil est capable de voir par accommodation maximale. Quant au PR, il s agit du point le plus éloigné que l œil est capable de voir sans accommodation. Pour donner un ordre d idée, chez une personne normale le PP est situé entre 15 et 20 cm de l œil et le PR est situé à l infini. II. Couleur des objets 1. Notions préalables Avant d entrer dans les détails, il convient de présenter quelques notions sur les couleurs. En effet, la couleur d un objet va dépendre de deux éléments déterminants qui sont sa composition chimique et les propriétés de la lumière qui va l éclairer. Concernant la composition chimique d un objet, on distingue trois notions : le pigment, qui est un élément insoluble utilisé en suspension dans un liant ; le colorant, qui est un élément soluble utilisé en solution dans un solvant ; la teinture, qui est un élément absorbé dans un support donné. Expliquons maintenant ce qu est la lumière blanche. Il s agit de la lumière fournie par le Soleil et qui nous est visible. Elle est ainsi constituée d une infinité de rayons lumineux colorés qui, lorsqu on les décompose, forment un spectre continu du violet au rouge : le spectre de la lumière blanche (figure ci-dessous).

3 Ce spectre ainsi obtenu va subir un traitement : on va démarquer trois couleurs que l on appelle couleurs primaires : le rouge, le vert et le bleu. La synthèse additive (superposition des faisceaux lumineux) de ces couleurs permet de reconstituer la lumière blanche, en passant par les couleurs secondaires qui sont : le jaune : addition du rouge et du vert ; le cyan : addition du vert et du bleu ; le magenta : addition du rouge et du bleu. Ce phénomène, utilisé par nos écrans de télévision et d ordinateurs est représenté dans la figure ci-dessous : 2. Explications détaillées Pour expliquer les couleurs des objets que nous percevons au quotidien, il convient d énoncer quelques principes importants. En effet, un objet nous paraît avoir une certaine couleur grâce à ses propriétés d absorption d une partie du spectre de la lumière blanche et de diffusion de l autre partie. Cette autre partie est appelée couleur complémentaire. La notion de complémentarité est définie de telle façon : si on additionne (synthèse additive) deux couleurs complémentaires, alors on obtient le spectre de la lumière blanche. On distingue deux cas extrêmes : le noir et le blanc. Un objet qui est noir va absorber toutes les couleurs du spectre de la lumière blanche et ainsi n en diffuser aucune. De façon inverse, un objet blanc va diffuser toutes les couleurs du spectre de la lumière blanche et donc ne rien absorber.

4 Prenons maintenant un exemple : un jean bleu éclairé en lumière blanche va diffuser la lumière bleue et va absorber les lumières rouge et verte, c est-à-dire le jaune. Pour retrouver les couleurs complémentaires plus facilement, un moyen existe : le cercle chromatique. En effet, il nous présente, de façon plus ou moins détaillées (affichage des couleurs secondaires uniquement, ou tertiaires, etc ) les couleurs du spectre de la lumière blanche avec les couleurs complémentaires qui sont diamétralement opposées les unes aux autres, comme le montre la figure ci-dessous. 3. Imprimerie Dans l imprimerie, nous n utilisons pas les mêmes termes et les mêmes couleurs primaires. Afin de permettre à ses clients de visualiser les couleurs voulues, l imprimeur dépose des pigments colorés qui vont absorber certaines parties du spectre de la lumière blanche. L opération est alors inverse : il s agit de la synthèse soustractive des couleurs. En effet, pour l imprimeur les couleurs primaires vont être celles qui absorbent soit le rouge (donc le cyan), soit le vert (donc le magenta), soit le bleu (donc le jaune), à l inverse du physicien. Ainsi, si on effectue une synthèse soustractive, on obtient : pour un mélange de pigments cyans et magentas : une diffusion de lumière bleue, due à l absorption des lumières rouge et verte ; pour un mélange de pigments cyans et jaunes : une diffusion de lumière verte, due à l absorption des lumières rouge et bleue ; pour un mélange de pigments jaunes et magentas : une diffusion de lumière rouge, due à l absorption des lumières bleue et verte. Si on mélange les trois types de pigments, on va alors absorber toutes les lumières et donc n en diffuser aucune : on obtient du noir. Voici la représentation de la synthèse soustractive des couleurs :

5 Pour obtenir des couleurs encore plus complètes, l imprimeur utilise ce que l on appelle la quadrichromie : une quatrième couleur se joint aux trois types de pigments déjà présents : le noir. Celle-ci permet notamment de pouvoir contraster davantage les images, d écrire du texte de façon nette, d économiser les autres encres et également jouer sur les nuances de gris.