Nous avons jusqu'à présent décrit le système photographique en termes de densité. Le noir et blanc est aux origines de la photographie, mais le monde tel qu'il est perçu par l'œil humain est bel et bien composé de nombreuses couleurs que la photographie se devait de savoir retranscrire.
Bien comprendre la notion de couleur, c'est tout d'abord assimiler quelques concepts physiques, notamment sur la composition de la lumière et sa nature ondulatoire.

Pour l'œil, toute lumière est blanche, mais est en fait composée d'un mélange de couleurs. L'expérience du prisme de Newton en est la brillante démonstration : à l'intérieur du prisme, chaque rayon lumineux est plus ou moins dévié en fonction de sa longueur d'onde. Ainsi est défini le spectre visible, de 380 à 780 nanomètres. Au-delà de ces limites se situent les infrarouges et les ultraviolets que l'œil ne peut pas voir.
L'étude de la vision humaine révèle que la rétine est en fait tapissée de cellules sensibles à la lumière, les bâtonnets et les cônes. Ces derniers sont sensibles soit à la lumière rouge, soit à la lumière verte, soit à la lumière bleue (RVB) : ce sont les trois lumières primaires. A chaque couleur primaire correspond une couleur complémentaire :
- Le cyan (formé par addition de lumières verte et bleue) est la complémentaire du rouge.
-Le magenta (formé par addition de lumières rouge et bleue) est la complémentaire du vert.
- Le jaune (formé par addition de lumières rouge et verte) est la complémentaire du bleu.

Par addition de trois faisceaux lumineux de couleur rouge, verte et bleue, il est donc possible d'obtenir toutes les couleurs visibles : c'est la synthèse additive, utilisé pour l'affichage sur un écran d'ordinateur ou un écran LCD par exemple.
Pour synthétiser les couleurs on peut également soustraire à la lumière blanche une plus ou moins grande partie de ses radiations lumineuses (à partir de pigments cyan, magenta et jaune par exemple). C'est la synthèse soustractive, mise en pratique dans la plupart des procédés photographiques.
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