Ecran couleur

La reconstitution des couleurs est basée sur la synthèse additive des couleurs. Les curseurs glissants permettent de régler les niveaux d'intensité pour chaque couleur (Rouge, Vert, Bleu).

Rouge, Vert et Bleu sont les trois couleurs primaires. Comme l'indique la simulation synthèse additive des couleurs, leur mélange permet de générer quatre autres couleurs : le cyan (vert+bleu), le magenta (bleu + rouge), le jaune (rouge + vert) et le blanc (somme des trois). Depuis la fin du XIX^e siècle, nous savons qu'il est possible de générer toutes les couleurs connues en jouant sur les intensités de ces couleurs primaires. Cela permet de générer toutes les couleurs de l'arc en ciel, comme l'illustre cette autre simulation: RVB.

• Illustrer comment générer une infinité de couleurs à partir de la théorie de la synthèse additive ;
• Définir la trichromie.

Les écrans affichent des images couleurs à partir de ce principe de colorimétrie nommé trichromie. C'est aussi de cette façon que notre oeil perçoit les couleurs.

Remarque : les lettres RVB sont souvent utilisées pour identifier la trichromie. Il s'agit des couleurs primaires : rouge, vert et bleu. RGB est l'équivalent anglais.

La quadrichromie est une seconde méthode. Contrairement à la trichromie qui repose sur la synthèse additive des couleurs, la quadrichromie repose sur la synthèse soustractive des couleurs Cyan, Magenta, Jaune et Noir. La quadrichromie est utilisée principalement en imprimerie.

Un écran contient une très grande quantité de pixels. Le pixel est un petit élément lumineux qui constitue chaque écran. Un pixel est constitué de trois petits 'sous-pixels', un pour chaque couleur (R,V,B).

• Un écran VGA est une matrice de 640x480 pixels = 307 200 pixels ;
• Un écran SXGA est une matrice de 1280x1024 pixels = 1 310 720 pixels ;
• En 2013, la résolution d'un téléphone tactile atteint 641x1136 = 727 040 pixels 
• Celle d'une tablette 2048x1536 pixels = 3 145 728 pixels.

Chaque pixel est contrôlé indépendamment l'un de l'autre, à très haute fréquence (plus de 100 fois par seconde) par la carte vidéo de l'ordinateur.

Les écrans ne cessent de s'améliorer en résolution mais l'affichage des couleurs repose toujours sur ce principe de trichromie.

Ce scénario pédagogique met en jeu trois animations illustrant la synthèse additive des couleurs. L’enseignant projette les animations devant la classe entière pour faire participer l’ensemble des élèves ou envisage un projet par groupe muni d’un poste individuel. 

Débuter le sujet par l’observation du mélange des couleurs. L’animation Addition des couleurs est une première approche :

• Isoler les 3 disques de couleurs.  Pourquoi le choix de ces trois couleurs rouge, vert et  bleu ? Définir ce qu’est une couleur primaire.
• Faire se recouvrir 2 à 2 les disques. Quelles sont les couleurs obtenues? Définir ce qu’est une couleur complémentaire.
• Remarquer que le blanc est obtenu par la superposition des trois couleurs primaires. Décrire la lumière du Soleil comme une lumière blanche qui est justement la superposition de toutes les couleurs. Ces couleurs se séparent en passant dans les gouttes d'eau pour former un arc en ciel.
• Comment observe-t-on naturellement les 6 couleurs obtenues ici par recouvrement des disques ?

Pour conclure sur cette animation, l’enseignant introduit brièvement les capteurs couleur de l’œil (les cônes rétiniens) qui permettent la restitution et l’interprétation des couleurs par le cerveau à partir des 3 couleurs primaires.

L’animation RVB permet d’inverser l'approche, à savoir observer toutes les couleurs et constater qu'elles sont en fait la résultante d'une somme de couleurs primaires.

• Observer la large gamme de couleurs proposées dans cette animation.
• Enlever la couleur bleu et observer  les teintes résultantes jaunes orangées. Quelles sont les couleurs qui les composent ? (vert + rouge)
• Enlever la couleur verte et observer les teintes rouges résultantes.

Questionner les élèves sur la problématique suivante: comment créer toutes les teintes claires et foncées à partir des 3 couleurs primaires seulement ? Observer particulièment l’intensité des bleu, rouge et vert dans chaque image pour introduire que toutes les couleurs sont obtenues par un dosage particulier des couleurs primaires.

Cette notion est approfondie dans l’animation Écran couleur. Le réglage de  l’intensité de chaque couleur primaire permet d’observer la couleur résultant du  mélange.

• Eteindre les 3 sources de couleur : l’écran est noir.
• Saturer successivement chacune des sources pour observer un écran rouge, vert ou bleu.
• Saturer les sources 2 à 2 puis les 3 en même temps et observer un écran aux couleurs secondaires puis l’écran blanc (synthèse des notions introduites précédemment).
• Modifier les réglages pour créer des couleurs intermédiaires. Proposer aux élèves de trouver le réglage qui permet d’obtenir la couleur fixée par l’enseignant.