Étudier la synthèse additive et soustractive

La lumière blanche est constituée d’une infinité de radiations, qui sont toutes caractérisées par leur couleur.

On produit une lumière colorée en mélangeant trois couleurs primaires : le bleu, le rouge et le vert.

C’est la synthèse additive trichromatique RVB, ou trichromie.

La rétine est constituée de 2 types de cellules : les bâtonnets et les cônes.

• Les bâtonnets sont davantage stimulés en vision nocturne.
• Les cônes sont sensibles aux trois couleurs primaires (bleu, rouge et vert) en vision diurne.
  Lorsque ces cônes sont stimulés, l’information est transmise au cerveau et on perçoit une couleur. L’œil ne perçoit donc que ces trois couleurs. C’est le cerveau qui fait ensuite le mélange.

Pour l’œil :

• le jaune est un mélange de vert et de rouge (le pigment jaune diffuse du vert et du rouge) ;
• le cyan est un mélange de bleu et de vert (le pigment cyan diffuse du bleu et du vert).

Le mélange des deux pigments jaune et cyan ne diffuse donc que la seule couleur commune aux deux : le vert.

La synthèse additive repose sur les trois propriétés suivantes.

1. Lorsqu’on stimule la rétine de l’œil avec une lumière constituée d’un mélange de bleu, de vert et de rouge, on perçoit du blanc.
2. L’absence de lumière donne du noir.
3. Le mélange deux à deux des trois couleurs primaires permet de reconstituer les couleurs secondaires :
   • le rouge et le vert donnent le jaune ;
   • le rouge et le bleu donnent le magenta ;
   • le bleu et le vert donnent le cyan.

Synthèse additive des couleurs

Les couleurs qui se trouvent diamétralement opposées sur la figure, comme le vert et le magenta, sont nommées couleurs complémentaires.

La synthèse additive est utilisée dans les écrans cathodiques, les écrans LCD et les vidéoprojecteurs.

Exemple
On s’intéresse à la palette de couleur d’un logiciel de traitement d’images.

Si l’on sélectionne la couleur magenta, on remarque que cette couleur est produite à partir du rouge et du bleu. La couleur verte est absente. C’est la synthèse additive du rouge et du bleu qui donne le magenta.

Si l’on sélectionne la couleur bleue, on remarque que cette couleur est issue uniquement du bleu, ce qui s’explique par le fait que c’est une couleur primaire en synthèse additive.

Trois couleurs de pigments suffisent pour créer toutes les couleurs de pigments possibles. Ces trois couleurs primaires sont le cyan, le jaune et le magenta.

Ce type de mélange est la synthèse trichromatique soustractive. Il s’agit des couleurs secondaires utilisées en synthèse additive. On les appelle aussi couleurs fondamentales.

Une peinture est un mélange de pigments colorés. La couleur de la peinture dépend donc des substances colorées qui la constituent.

Les pigments absorbent une partie de la lumière qui arrive sur l’objet. Seule une partie de la lumière est diffusée.

La synthèse soustractive repose sur trois propriétés.

Dans une peinture :

1. l’addition des trois couleurs fondamentales donne du noir ;
2. l’absence de couleur est le blanc ;
3. l’addition de deux couleurs primaires permet d’obtenir les couleurs secondaires :
   • le cyan et le jaune donnent le vert ;
   • le cyan et le magenta donnent le bleu ;
   • le jaune et le magenta donnent le rouge.

Le mélange de trois taches de peinture de ces couleurs primaires est proposé ci-dessous, ce qui fait apparaitre d’autres couleurs par mélange. Le noir se trouve au milieu, car aucune couleur commune aux trois pigments ne peut être diffusée.

Synthèse soustractive des couleurs

La synthèse soustractive est utilisée en imprimerie, pour les vitraux, pour la peinture et pour l’impression papier.