Coloration

La richesse des couleurs , la saturation et la chrominance sont des attributs de la couleur perçue liés à l'intensité chromatique. Selon la définition formelle de la Commission internationale de l'éclairage (CIE), elles décrivent respectivement trois aspects différents de l'intensité chromatique. Cependant, ces termes sont souvent employés de manière imprécise et interchangeable dans des contextes où ces aspects ne sont pas clairement distingués. Leur signification précise varie en fonction des autres fonctions dont ils dépendent.

• La chromaticité est « l’attribut d’une perception visuelle selon lequel la couleur perçue d’une zone apparaît plus ou moins chromatique (toute couleur qui est absente du blanc, du gris ou du noir) réflectance spectrale mais aussi de l’intensité de l’éclairage, et augmente avec cette dernière à moins que la luminosité ne soit très élevée ( effet Hunt ).
• La chrominance est la « intensité de la couleur d'une zone, exprimée en proportion de la luminosité d'une zone éclairée de manière similaire qui apparaît blanche ou très transparente » . Par conséquent, la chrominance dépend principalement des propriétés spectrales et, de ce fait, elle décrit la couleur de l'objet . Elle indique à quel point la couleur de cet objet diffère d'un gris de même luminosité
• La saturation est la « coloration d’une zone jugée proportionnellement à sa luminosité » , ce qui correspond en fait à l’absence perçue de blanchâtreté de la lumière provenant de cette zone. Un objet ayant une réflectance spectrale donnée présente une saturation approximativement constante pour tous les niveaux d’éclairage, sauf si la luminosité est très élevée.

La couleur, la saturation et la chrominance étant définies comme des attributs de la perception, elles ne peuvent être mesurées physiquement en tant que telles. Elles peuvent toutefois être quantifiées à l'aide d'échelles psychométriques conçues pour être perceptuellement uniformes, comme par exemple les échelles de chrominance du système Munsell . La chrominance et la luminosité d'un objet correspondent à sa couleur et à sa luminosité, évaluées proportionnellement à une même valeur (« la luminosité d'une zone éclairée de manière similaire et apparaissant blanche ou très transparente »). La saturation de la lumière émise par cet objet correspond en réalité à sa chrominance, évaluée proportionnellement à sa luminosité. Sur une page de teintes Munsell , les lignes de saturation uniforme tendent donc à rayonner à partir du point noir, tandis que les lignes de chrominance uniforme sont verticales.

différences de couleur perçues psychovisuellement . Il est également possible — et parfois souhaitable — de définir une grandeur de type saturation linéarisée en fonction de la perception psychovisuelle.

Dans les espaces colorimétriques CIE 1976 LAB et LUV , la chrominance non normalisée correspond à la composante radiale de la représentation cylindrique CIE LCh (luminosité, chrominance, teinte) de ces espaces, également notée CIE LCh(ab) ou CIE LCh en abrégé, et CIE LCh(uv). La transformation de cette composante en est donnée par : et de façon analogue pour CIE LCh(uv).

La chrominance dans les coordonnées CIE LCh(ab) et CIE LCh(uv) présente l'avantage d'être plus linéaire sur le plan psychovisuel, mais elle est non linéaire en termes de mélange des composantes linéaires des couleurs. Par conséquent, la chrominance dans les espaces colorimétriques CIE 1976 Lab et LUV est très différente de la notion traditionnelle de « saturation ».

Modèles d'apparence couleur

Une autre méthode, psychovisuellement encore plus précise, mais aussi plus complexe, pour obtenir ou spécifier la saturation consiste à utiliser un modèle d'apparence des couleurs comme le CIECAM02. Dans ce cas, le paramètre d'apparence des couleurs chroma peut (selon le modèle d'apparence des couleurs) être lié par exemple à la luminosité physique de l'éclairage ou aux caractéristiques de la surface émettrice/réfléchissante, ce qui est plus sensible sur le plan psychovisuel.

La chrominance CIECAM02, par exemple, est calculée à partir d'une luminosité en plus d'une magnitude de couleur évaluée de manière naïve. De plus, un paramètre de colorimétrie existe en plus de la chrominance . Il est défini comme où dépend de la condition de visualisation.

Saturation

La saturation d'une couleur est déterminée par l'intensité lumineuse et sa répartition sur le spectre des différentes longueurs d'onde. La couleur la plus pure (la plus saturée) est obtenue en utilisant une seule longueur d'onde à haute intensité, comme pour la lumière laser. Si l'intensité diminue, la saturation diminue également. Pour désaturer une couleur d'intensité donnée dans un système soustractif (comme l'aquarelle ), on peut ajouter du blanc, du noir, du gris ou sa couleur complémentaire .

Diverses corrélations de saturation suivent.

CIELUV et CIELAB

En CIELUV , la saturation est égale à la chrominance normalisée par la luminosité : où est la chromaticité du point blanc, et la chrominance est définie ci-dessous.

Par analogie, en CIELAB, cela donnerait :

La CIE n'a pas officiellement recommandé cette équation, car CIELAB ne possède pas de diagramme de chromaticité ; cette définition n'a donc pas de lien direct avec les anciens concepts de saturation. Néanmoins, cette équation permet de prédire la saturation de manière satisfaisante et montre que la modification de la luminosité dans CIELAB, à paramètres

CIECAM02

En CIECAM02 , la saturation est égale à la racine carrée de la richesse des couleurs divisée par la luminosité :

Cette définition s'inspire de travaux expérimentaux menés dans le but de remédier aux faibles performances de la norme CIECAM97s . est proportionnelle à la chrominance ; la définition CIECAM02 présente donc certaines similitudes avec la définition CIELUV.

HSL et HSV

La saturation est également l'une des trois coordonnées des espaces colorimétriques HSL et HSV . Cependant, dans l'espace colorimétrique HSL, la saturation est indépendante de la luminosité. Autrement dit, une couleur très claire

La pureté d'excitation (ou pureté) d'un stimulus est la différence entre le point blanc de l'illuminant et le point le plus éloigné sur le diagramme de chromaticité ayant la même longueur d'onde dominante ; dans l' espace colorimétrique CIE 1931 : où est la chromaticité du point blanc et est le point du périmètre dont le segment de droite reliant au point blanc contient la chromaticité du stimulus. D'autres espaces colorimétriques, tels que CIELAB ou CIELUV, peuvent être utilisés et donneront des résultats différents.

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