Photographie/Colorimétrie/Le système RGB

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La Commission internationale de l'éclairage

La Commission internationale de l'éclairage (CIE) (en anglais International Commission on Illumination ; en allemand Internationale Beleuchtungskommission) est une organisation internationale fondée à Berlin en 1913 et actuellement basée à Vienne, en Autriche.

Cette commission a été créée pour caractériser rationnellement les couleurs des lumières telles que les voit le cerveau humain. Pour ce faire elle a mené des expériences systématiques de comparaison de couleurs par de nombreux observateurs de manière à définir un observateur moyen.

Les bases du système RGB

Rayonnements de référence

À la suite des travaux de Guild et Wright, la CIE a proposé en 1931 de créer un système colorimétrique partant de trois couleurs primaires ainsi définies :

• un rouge (R) de longueur d'onde 700,0 nm, provenant d'une lampe à incandescence munie d'un filtre normalisé,
• un vert (G) de longueur d'onde 546,1 nm correspondant à l'une des raies spectrales émises par l'arc au mercure
• un bleu (B) de longueur d'onde 435,8 nm issu lui aussi du spectre du mercure.

Ces trois primaires ont fourni le nom du système R G B , souvent francisé en R V B.

Obtention d'un blanc de référence

Il faut d'abord réaliser, dans un colorimètre, l'égalisation d'un blanc de référence en ajoutant les luminances de trois rayonnements. Avec comme référence le blanc équiénergétique émis par l'illuminant W, cette égalisation est telle que :

$L_{W}=L_{R}+L_{G}+L_{B}$

On constate alors que ces trois luminances sont entre elles dans les proportions suivantes :

$L_{G}=4,591L_{R}\;$ et $L_{B}=0,060L_{R}\;$

Si l'on adopte une luminance du rouge égale à une candela par mètre carré, alors :

$L_{R}=1\;cd/m^{2}$

$L_{G}=4,591\;cd/m^{2}$

$L_{B}=0,060\;cd/m^{2}$

$L_{W}=L_{R}+L_{G}+L_{B}=1+4,591+0,060=5,651\;cd/m^{2}$

On peut aussi considérer non plus les luminances, mais les flux lumineux. Ainsi, pour obtenir 1 lm de lumière W, il faudra :

${\frac {1}{5,651}}=0,177\;lm(R)$

${\frac {4,591}{5,651}}=0,812\;lm(G)$

${\frac {0,060}{5,651}}=0,011\;lm(B)$

Composantes trichromatiques

À partir des valeurs précédentes, on définit trois composantes trichromatiques telles que leur mélange en quantités égales donne le blanc de référence :

${\bar {R}}=L_{R}$

${\bar {G}}={\frac {L_{G}}{4,591}}$

${\bar {B}}={\frac {L_{B}}{0,060}}$

Cela permet de définit trois échelles de référence, une pour chaque primaire, celle du rouge étant calculée directement à partir de la luminance. Le fait de surligner les composantes (c'est facultatif) signifie que le blanc de référence est de type W, donc équiénergétique.

Pour n'importe quelle couleur C donnée, on peut définir de la même façon les trois composantes R G B qui permettent de l'identifier : ainsi, pour l'illuminant B (4 874 K), on obtient les composantes suivantes :

$R=3,62\;;G=3,43\;;B=2,95$

soit :

$L_{R}=3,62\;cd/m^{2}$

$L_{G}=3,43\times 4,591=15,74\;cd/m^{2}$,

$L_{B}=2,95\times 0,060=0,18\;cd/m^{2}$

ce qui donne une luminance totale de :

$L=3,62+15,74+0,18=19,54\;cd/m^{2}$

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