La roue des pipettes
Parmi toutes les roues des couleurs, on reconnaît celles des informaticiens au nombre sans limite de teintes. C'est l'ordinateur qui fait le travail :
A gauche, l'aquarelle originale de Goethe (1809). A droite une roue des couleurs HTML (circa 1990) . La première est discrète, la seconde est continue. On peut voir dans les deux les grandes catégories Rouge Jaune Vert Cyan Bleu Magenta. La roue chromatique ne dit pas ce qu'est la couleur mais comment s'en servir. Le génie de Goethe est alors manifeste.
En informatique, on manipule dans le plus simple des espaces de couleurs plus de 16 millions de couleurs - sans les voir, tant s'en faut. Cet espace appelé RGB (red-green-blue) considère qu'une couleur est formée par une quantité de rouge (de 0 à 255), une certaine quantité de vert (de 0 à 255) et d'une certaine quantité de bleu (de 0 à 255 !). 0-0-0 c'est le noir absolu, 255-255-255 c'est l'aveuglement assuré. Pour simplifier on compte en hexadecimal (base 16 avec les chiffres 0123456789ABCDEF et les nombres à deux chiffres - C3 veut dire 12×16+3=195).
Par exemple, avec rouge=100 et vert=150, on a #649600 pour bleu=0 #649632 pour bleu=50 #649696; pour bleu=150 #6496fa pour bleu=250 . Au total 255×255×255 donne les millions annoncés mais pas un cercle. L'espace RGB des couleurs est un cube qu'on peut découper par tranche pour une valeur de vert ou de bleu ou de rouge. Le site html-color-chart.com affiche ainsi dans chaque direction 16 tranches de 16×16 couleurs.
Le cube RGB dans wikimedia.org
Trouver un cercle dans un cube est certes difficile. Mais construire un modèle rend la chose possible. Un modèle XYZ est un ensemble de trois variables,disons X Y et Z, qui prennent une valeur pour chaque triplet RGB. Deux triplets RGB doivent donner deux valeurs différentes pour XYZ et on doit pouvoir, pour trois valeurs X Y et Z retrouver un seul triplet RGB qui donne ces valeurs. Le but est d'obtenir trois variables plus faciles à interprêter et un nouvel espace dans lequel il est plus facile de se déplacer. Les plus communs sont TSL et TSV :
Schémas des modèles TSL et TSV qui accompagne l'information précise dans Wikipedia.
Il s'agit de constructions géométriques sans rapport étroits avec la vision humaine, à l'encontre d'autres familles de modèles. On choisit par l'utilité qu'on y voit, l'usage qu'on peut en faire, les résultats qu'on en tire. Tout ce qui suit utilise le modèle TSL (Teinte Saturation Luminosité, Hue Saturation Lightness HSL). Les formules sont simples et transparentes dans en.wikipedia.
On raisonne avec les valeur r=R/255, g=G/255, b=B/255. Le maximum pour chaque primaire est donc 1. Les couleurs sont dans un cube :
Le cube rgb vu dans l'axe (0,0,0) (noir) vers (1,1,1) (blanc) donne un hexagone.
A la base les 6 sommets colorés du cube rgb sont placés sur un cercle : 60° jaune (1,1,0) 120° vert (0,1,0) 180° cyan (0,1,1) 240° bleu (0,1,0) 300° magenta (0,1,1) 360° rouge (1,0,0). Sur chacun des 6 intervalles les couleurs dans lesquelles manquent une des primaires (R=0 ou V=0 ou B=0) sont sur l'hexagone régulièrement disposées entre leurs voisins. L'hexagone est dilaté en cercle qui le contient : la première variable est donc T, un angle qui est associé à une couleur :
Les trois primaires du modèle RVB, les 6 points de l'hexagone, la possibilité de découper le cercle en autant de parts que l'on voudra, la roue chromatique est un modèle.
Pour l'instant les couleurs sont associées à un angle. Pour illustrer cet angle, qui est valable pour une multitude de couleurs de même teinte, on a pris la plus pure. Pour rouge-vert-bleu une seule est présente. Pour jaune-cyan-magenta deux sont présentes au maximum. Sur la circonférences sont présentes les couleurs à deux teintes de base, la troisième ayant une valeur nulle.
Pour remplir l'intérieur on se réfère au centre du cube où les trois couleurs se mélangent. Le cube a été déformé autour de l'axe formé par les deux points (0,0,0) (blanc) et (1,1,1) (noir) orthogonal au plan contenant l'hexagone des 6 couleurs des sommets (110-jaune,010-vert, 011-cyan, 010-bleu, 110-magenta et 100-rouge). A l'intérieur du cube déformé devenu double cône, avec une hauteur arbitraire de 1 et un rayon du cercle de 1, on voit sensiblement :
Un plan tourne autour de l'axe blanc-noir du bicône et prend toutes les positions de 0 à 180° sur le cercle chromatique.
La dimension verticale est la luminosité L qui va de 0 en bas (noir) à 1 en haut (blanc). Sur l'axe vertical toutes couleurs du type x-x-x depuis 0-0-0 (noir) à 1-1-1 (blanc). Dans ce modèle, le paramètre est très simple. Pour un triplet r-v-b, M est le plus grand des trois, m le plus petit et L vaut (M+m)/2.
La dimension horizontale prend tout son sens à luminosité moyenne (le ventre de la toupie) et en a de moins en moins pour les couleurs claires ou les couleurs sombres. Ce paramètre est appelé en général chroma (ou chrominance ou chromaticité) et vaut simplement M-m. ll augmente avec la disparition d'une primaire et vaut 1 sur le cercle chromatique. Si M-m diminue, cela signifie que la couleur la plus abondante se rapproche de la plus rare, donc que les trois vont vers une égale quantité. On est alors dans la gamme des gris. La toupie peut être découpée en tranches lesquelles sont de taille inégale. La tranche du milieu, pour une luminosité de 0.5 est alors :
La roue chromatique contient l'intérieur du cube déformé en bicône. Elle donne à voir toutes les couleurs de toutes les teintes (angle) pour toutes les chroma (distance au centre) à une luminosité de 0.5.
Si on regarde la toupie par dessus on voit toutes les couleurs de toutes les teintes (angle) pour toutes les chroma (distance au centre) à la luminosité maximale possible dans ce cas.
Si on regarde la toupie par dessous on voit toutes les couleurs de toutes les teintes (angle) pour toutes les chromas (distance au centre) à la luminosité minimale.
Ce modèle ou ses variantes cylindriques ou sphériques est très simple. Il date de l'invention de la télévision couleur et des balbutiements de l'informatique. Il est loin de rendre compte de la complexité de notre perception de la couleur, de la saturation et de la luminosité. Son utilité est d'abord celle des sélecteurs de couleurs dans les logiciels de dessin. Il permet de contrôler ce qui est affiché à l'écran et d'abord de mesurer la couleur que l'écran affiche en chacun de ses points. C'est le rôle des pipettes. La meilleure est sans conteste Just Color Picker :
La souris pointe dans l'unité définie par les angles 180° et 190° (au milieu 185°) et par la chroma 0.8 et 0.9 (au milieu 0.85) sur la roue de luminosité 0.5. La pipette capture la couleur, la reproduit pour son compte et donne ces trois valeurs (pour le modèle retenu ici et pour d'autres, au choix les valeurs rgb ou RGB, le code html, ...)
La roue des couleurs en général et celle du modèle HLS en particulier fournit donc un langage pour parler des couleurs. En cherchant couleur beurre frais, j'obtiens des reproductions de "Motte de beurre" d'Antoine Vollon :
En prenant comme point de comparaison la partie centrale de la face à la lumière de la motte, chaque reproduction est originale.
On peut réduire à l'écran la dimension des reproductions, le logiciel devant alors faire des moyennes de pixels voisins, puis demander à la pipette de faire à nouveau une moyenne de pixels pour avoir une vue pertinente :
La pipette pour l'apprentissage de la lecture des couleurs à l'écran. Pour avoir la vraie couleur du tableau, la visite du musée s'impose.
Reste à apporter une dernière précision. Une image affichée à l'écran donne pour chacun de ses pixels ou en moyenne pour une zone trois valeurs :
- En RGB une valeur de rouge, de vert, de bleu sur 0-255. C'est le code html.
- En rgb une valeur de rouge, de vert, de bleu sur 0-1. C'est la part calcul.
- En HSL une teinte (angle), une chroma ou saturation, une luminosité. Le deuxième paramètre a deux formes. La première forme, la chroma, est simple (M-m) mais toutes les valeurs possibles du couple chroma-luminosité ne sont pas réalisables. La seconde est la saturation, qui vaut simplement le rapport chroma sur chroma maximale à le luminosité donnée. Le double cône devient un cylindre mais les saturations sont difficiles à comparer pour des luminosités très différentes. La pipette donne la saturation. Important : chroma et saturation sont identiques à la luminosité 0.5, celle de la roue des pipettes.
D. Chessel
2020|02|17
http://aquaroue.paulklee.fr/intro/intro2.html
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