خفة

En colorimétrie et en théorie des couleurs, la légèreté, également appelée valeur ou ton, est une représentation de la variation de la perception de la luminosité d’une couleur ou d’un espace de couleur. C’est l’un des paramètres d’apparence de couleur de n’importe quel modèle d’apparence de couleur.

Divers modèles de couleurs ont un terme explicite pour cette propriété. Le modèle de couleur de Munsell utilise le terme valeur, tandis que le modèle de couleur HSL, l’espace de couleur HCL et l’espace de couleur Lab utilisent le terme de luminosité. Le modèle HSV utilise le terme valeur un peu différemment: une couleur avec une valeur faible est presque noire, mais une couleur avec une valeur élevée est la couleur pure, complètement saturée.

Dans la couleur soustractive (c’est-à-dire les peintures), les changements de valeur peuvent être obtenus en ajoutant du noir ou du blanc à la couleur. Cependant, cela réduit également la saturation. Le clair-obscur et le ténébrisme profitent tous deux de contrastes dramatiques de valeur pour accentuer le drame dans l’art. Les artistes peuvent également utiliser l’ombrage, la manipulation subtile de la valeur.

Relation avec la valeur et la luminance relative
La valeur de Munsell a longtemps été utilisée comme échelle de luminosité perceptuellement uniforme. Une question d’intérêt est la relation entre l’échelle de valeur de Munsell et la luminance relative. Conscient de la loi Weber-Fechner, Munsell a fait remarquer: “Devrions-nous utiliser une courbe logarithmique ou une courbe de carrés?” Aucune de ces options ne s’est avérée tout à fait correcte; Les scientifiques ont finalement convergé sur une courbe à peu près cube-racine, compatible avec la loi de puissance de Stevens pour la perception de la luminosité, reflétant le fait que la légèreté est proportionnelle au nombre d’influx nerveux par fibre nerveuse par unité de temps. Le reste de cette section est une chronologie des approximations de légèreté, conduisant à CIE LAB.

Remarque. – Le V de Munsell va de 0 à 10, alors que Y va généralement de 0 à 100 (souvent interprété comme un pourcentage). Typiquement, la luminance relative est normalisée de sorte que le “blanc de référence” (disons oxyde de magnésium) ait un tristimulus de Y = 100. Puisque la réflectance de l’oxyde de magnésium (MgO) par rapport au diffuseur réfléchissant parfait est de 97,5%, V = 10 correspond à Y = 100 / 97,5% ≈ 102,6 si MgO est utilisé comme référence.

1920
Priest et al. fournir une estimation de base de la valeur de Munsell (avec Y allant de 0 à 1 dans ce cas):

1933
Munsell, Sloan et Godlove lancent une étude sur l’échelle de valeur neutre de Munsell, en considérant plusieurs propositions reliant la luminance relative à la valeur de Munsell, et suggèrent:

1943
Newhall, Nickerson et Judd préparent un rapport pour l’Optical Society of America. Ils suggèrent une parabole quintique (reliant la réflectance en termes de valeur):

1943
En utilisant le tableau II du rapport OSA, Moon et Spencer expriment la valeur en termes de luminance relative:

1944
Saunderson et Milner introduisent une constante soustractive dans l’expression précédente, pour un meilleur ajustement à la valeur de Munsell. Plus tard, Jameson et Hurvich affirment que cela corrige des effets de contraste simultanés.

1955
Ladd et Pinney d’Eastman Kodak s’intéressent à la valeur de Munsell en tant qu’échelle de légèreté perceptuellement uniforme à utiliser en télévision. Après avoir considéré une fonction logarithmique et cinq fonctions de loi de puissance (selon la loi de puissance de Stevens), elles établissent un lien entre la valeur et la réflectance en augmentant la réflectance à 0.352:

Réalisant que ceci est assez proche de la racine du cube, ils le simplifient pour:

1958
Glasser et al. définir la luminosité comme dix fois la valeur de Munsell (de sorte que la luminosité varie de 0 à 100):

1964
Wyszecki simplifie cela pour:

Cette formule se rapproche de la fonction de valeur de Munsell pour 1% < Y <98% (elle n’est pas applicable pour Y <1% ) et est utilisée pour l’espace colorimétrique CIE 1964.

1976

CIE LAB utilise la formule suivante:

où Yn est la valeur tristimulus CIE XYZ Y du point blanc de référence (l’indice n suggère «normalisé») et est soumis à la restriction Y / Yn> 0,01. Pauli supprime cette restriction en calculant une extrapolation linéaire qui associe Y / Yn = 0 à L * = 0 et est tangente à la formule ci-dessus au point où l’extension linéaire prend effet. Tout d’abord, le point de transition est déterminé comme étant Y / Yn = (6/29) ^ 3 ≈ 0,008,856, puis la pente de (29/3) ^ 3 ≈ 903,3 est calculée. Cela donne la fonction en deux parties:

La légèreté est alors:

À première vue, vous pouvez approximer la fonction de légèreté par une racine cubique, une approximation que l’on retrouve dans une grande partie de la littérature technique. Cependant, le segment linéaire proche du noir est significatif, et donc les coefficients 116 et 16. La fonction de puissance pure la mieux ajustée a un exposant d’environ 0,42, loin de 1/3.

Une carte grise d’environ 18%, ayant une réflectance exacte de  , a une valeur de légèreté de 50. Il est appelé “gris moyen” car sa légèreté est à mi-chemin entre le noir et le blanc.

Autres effets psychologiques
Cette perception subjective de la luminance d’une manière non linéaire est une chose qui rend utile la compression gamma des images. A côté de ce phénomène, il existe d’autres effets impliquant la perception de la légèreté. La chromaticité peut affecter la légèreté perçue comme décrit par l’effet Helmholtz-Kohlrausch. Bien que l’espace et les parents de CIE LAB ne tiennent pas compte de cet effet sur la légèreté, ils peuvent être impliqués dans le modèle de couleur de Munsell. Les niveaux de lumière peuvent également affecter la chromacité perçue, comme avec l’effet Purkinje.