G – Le spectre lumineux. L’utilisation de la lumière et des couleurs.
La lumière est une onde électromagnétique. 
Il y a une continuité entre toutes sortes d’ondes électromagnétiques, allant des rayons gamma aux infrarouges et aux ondes radio.
Un prisme décompose la lumière blanche, qui est une juxtaposition de toutes les lumières, de toutes les longueurs d’ondes possibles.
Le pinceau de lumière ( blanche ) incidente pénétrant dans le dispositif réfringeant ( le prisme) va subir une diffraction. Chaque couleur a sa propre fréquence, sa longueur d’onde. La valeur précise de l’angle de réflexion dépend de la longueur d’onde (la couleur) des composantes de la lumière. La lumière bleue qui est réfractée a un plus grand angle que la lumière rouge par exemple.
Les objets que nous photographions réfléchissent la lumière incidente en absordant plus ou moins certaines longueurs d’ondes. Lorsque nous voyons que ce pull est rouge, c’est parce qu’il réfléchit la longueur d’onde correspondant au rouge, et absorbe les autres.
Ces principes sont utilisés en image, peinture… au travers des couleurs primaires additives et soustractives et des couleurs complémentaires ( qui nous serviront en traitement post-prise de vue sur ordinateur).
La plupart des couleurs utilisées en imagerie (à part les couleurs métallisées et les teintes néon) peuvent être définies comme un mélange de rouge, de vert et de bleu (RVB). Ces trois nuances sont appelées teintes primaires et sont utilisées pour l’analyse des couleurs au niveau d’un capteur ou leur affichage par un moniteur. Elles ont leurs homologues, le jaune, le cyan et le magenta utilisés pour l’impression.
Les couleurs additives, rouge, vert et bleu (RVB) se mélangent pour créer d’autres couleurs. Lorsqu’elles sont superposées, elles donnent la couleur blanche.
Les trois couleurs primaires soustractives Cyan, Magenta et Jaune sont utilisées en imprimerie. Lorsqu’elles sont combinées, elles créent d’autres couleurs. En les superposant (soustraction), on obtient du noir. 
Les couleurs primaires peuvent se mélanger entre elles pour créer d’autres couleurs dites complémentaires. Celles-ci apparaissent à partir d’un mélange de deux couleurs primaires.
Le jaune est la couleur complémentaire du bleu, il a été obtenu en mélangeant le vert et le rouge.
Le magenta est la couleur complémentaire du vert, il a été obtenu en mélangeant le bleu et le rouge.
Le cyan est la couleur complémentaire du rouge, il a été obtenu en mélangeant le bleu et le vert.
Si l’on mélange toutes les couleurs primaires, on obtient alors du blanc.
Si l’on mélange toutes les couleurs complémentaires, on obtient alors du noir.
La neutralité est l’équilibre des couleurs, sans dominante.
La quantité de lumière dépend de l’exposition et de l’obturation, mais la qualité de la lumière est relative à la distribution spectrale de l’énergie lumineuse. La température de couleur d’une source lumineuse exprime la sensation visuelle qu’elle induit. Une température de couleur élevée semblera bleutée par exemple. C’est la gamme de couleurs que produit une lampe: depuis les teintes “chaudes”, comme si les objets étaient éclairés par le soleil couchant, jusqu’aux teintes “froides” où les bleus dominent, comme sous le soleil intense de midi.
La température de couleur, exprimée en kelvins (K avec 273 K = 0 °C), permet d’établir un classement des divers types de sources lumineuses :
- Lampe à incandescence (tungstène) : 2800 à 3200 K.
- Lumière du jour au lever et au coucher du soleil : 2500 à 3800 K.
- Lumière d’un flash électronique : environ 6000 K.
- Lumière du jour à midi : environ 6500 K.
La notion de température de couleur est liée au modèle théorique du corps noir qui, lorsqu’il est chauffé, émet une certaine qualité de lumière. Elle est essentielle concernant les dominantes de couleur sur une image ( une image paraitra plus rouge, ou plus bleutée).
Le mécanisme de la vision humaine corrige de lui-même les écarts et nous restitue la blancheur d’une feuille éclairée sous une lampe émettant une lumière jaune. Mais les pellicules argentiques et les capteurs numériques n’en sont pas capables : il faut régler.
Flash et température de couleur : Le flash, en tant que lumière additionnelle, n’a pas forcément la même température de couleur que les autres sources de lumière qui éclairent votre sujet. Il est même fort peut probable que leur couleur s’accordent sauf en cas de photos en plein soleil car la température de couleur du flash donne une teinte bleutée équivalente au soleil à son zénith.
C’est le cas des photos en intérieur et en soirée, où les lumières artificielles à filaments créent des teintes orangées. Si l’on fait des photos sans flash après avoir adapté sa balance des blancs, la photo paraîtra presque naturelle. En ajoutant le flash, on obtiendra un mélange de lumière chaude provenant de l’ambiance lumineuse et de lumière froide provenant du flash. Il en résulte alors un sujet éclairé d’une couleur différente de l’arrière plan, ce qui aura pour effet de l’isoler artificiellement.
En optique et photo, en traitement ordinateur des images, lumière se définit aussi à partir d’autres critères :
On parle de lumière incidente lorsque celle ci vient directement de la source lumineuse (à l’inverse d’une lumière réfléchie).
La lumière réfléchie est une lumière renvoyée par le sujet. C’est cette lumière qui impressionne la pellicule ou le capteur.
La balance des blancs est l’opération qui consiste à corriger la colorimétrie d’une photo en fonction du type d’éclairage afin d’éviter toute dominante colorée. Le capteur d’un appareil numérique est réglé en usine pour recevoir une lumière blanche, si vous avez un réglage manuel sur votre appareil, il vous suffit de viser une feuille blanche pour l’étalonner…
La couleur de la lumière réfléchie par un objet dépend de la couleur de la source lumineuse qui l’éclaire. Le cerveau humain est capable de s’adapter aux changements de couleurs de la lumière pour faire en sorte qu’un objet blanc, par exemple, soit perçu comme étant blanc même si la source lumineuse émet une lumière affectée d’une forte dominante. Ce n’est pas le cas du film couleur, ni du capteur numérique. Selon la source de lumière, un objet blanc paraitra rouge-orangé sous une lumière incandescente, bleuté à l’ombre par beau temps, verdâtre sous un éclairage fluorescent. Il faut donc prendre certaines précautions lors de la prise de vue pour obtenir un rendu des couleurs aussi fidèle que possible.
Le terme basse lumière représente les zones les plus foncées de l’image. Une zone de basse lumière peut être une ombre.
Le terme haute lumière représente les zones les plus claires de l’image.
Le contraste est l’écart de luminosité entre les hautes et les basses lumières.
La saturation exprime la pureté de la couleur, c’est à dire l’absence de gris et de tons intermédiaires. Elle correspond à la densité de couleur. Une faible saturation ou une désaturation plongera votre photographie vers le noir et blanc.
Le contre jour se produit lorsqu’une source importante d’éclairage se trouve derrière le sujet à photographier.
La couche est une partie d’une image semblable à un calque. Une image couleur possède une couche par couleur primaire ou couleur traitée, ainsi qu’une couche ou plus pour les masques et autres effets (ttt ordinateur).
La couche Alpha est la version d’une échelle de gris d’une image utilisable en association avec les trois autres couches de couleurs (ttt ordinateur).
Le gamma est la mesure du contraste d’une image dans les niveaux de gris moyens.
L’indice de lumination (IL) est la combinaison du diaphragme et de la vitesse d’exposition, définissant ainsi une quantité de lumière atteignant le capteur ou la pellicule.
Le bracketing est un procédé consistant à photographier un même sujet plusieurs fois en faisant varier l’indice de lumination. Ainsi, on peut choisir plus tard la meilleure exposition.
Le réglage des niveaux permet de corriger la gamme des tons et la balance des couleurs d’une image en réglant les niveaux d’intensité des tons. ( travailler sur l’histogramme des niveaux ).
La profondeur de couleur est le nombre de bits associés à chaque couleur primaire d’un pixel. Cette valeur reflète le nombre de couleurs ou de niveaux de gris d’une image :
32 bits = 1,07 milliards de couleurs
24 bits = 16,7 millions de couleurs
16 bits = 65 536 couleurs
8 bits = 256 couleurs
La profondeur de couleur est également appelée profondeur d’analyse ou résolution de pixels.
