Luminance
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En physique, la luminance est l'intensité d'une source de lumière visible dans une direction donnée, divisée par l'aire apparente de cette source dans cette même direction.

Ne pas confondre la luminance tout court, qui est une unité visuelle, avec son homologue la luminance (En physique, la luminance est l'intensité d'une source de lumière visible dans une direction donnée, divisée par l'aire apparente de cette source dans...) énergétique, qui concerne tous les rayonnements visibles ou non et dont l'unité est le watt (Le watt (symbole W) est une unité dérivée du système international pour la puissance. Un watt est la puissance d'un système énergétique dans lequel une...) par mètre carré (Le mètre carré (symbole m²) est l'unité d'aire du système international.) et par stéradian, symbole W/(m².sr). La grandeur correspondant à un rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) monochromatique (On qualifie de monochromatique (du grec mono-, un seul et chromos, couleur) une lumière dont la couleur n'est formée que d'une fréquence ou, par extension de sens, d'une bande très étroite de fréquence au niveau de son spectre.) est la luminance énergétique monochromatique dont l'unité est le watt par mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de...) et par stéradian, symbole W/(m³.sr).

Définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.)

La luminance lumineuse est l'intensité lumineuse d'une source lumineuse dans une direction donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un...), divisée par l'aire (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) apparente de cette source dans cette même direction.

L'unité de luminance lumineuse est la candela (La candela est l'unité de mesure du système international de l'intensité lumineuse, c'est-à-dire de l'éclat perçu par l'œil humain d'une source lumineuse. Elle a remplacé l'ancienne unité d'intensité lumineuse la bougie. La candela...) par mètre carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre...), symbole cd/m² ; elle remplace la précédente unité équivalente, le lumen[1] par mètre carré et par stéradian, symbole lm/(m².sr).

Autres unités n'appartenant pas au Système international :

  • le nit, 1 nit = 1 cd/m²
  • le stilb (sb), 1 sb = 1 cd/cm² = 10 kcd/m²
  • l'apostilb ou blondel (asb), 1 asb = 1/π cd/m² ≈ 0,318 cd/m²
  • la candela per square inch, 1 cd/in² ≈ 1550 cd/m²
  • la candela per square foot, 1 cd/ft² ≈ 10,764 cd/m²
  • le lambert (L) (1 L = 1/π cd/cm² ≈ 3183 cd/m²
  • le footlambert (fL ou flam), 1 fL = 1/π cd/ft² ≈ 3,426 cd/m²
  • le skot, 1 skot = 1 masb ≈ 0,318 mcd/m²

Perception visuelle de la luminance

Principalement en raison de la sensibilité des récepteurs de la rétine (La rétine est l'organe sensible de la vision. D'origine diencéphalique, elle est une mince membrane pluri-stratifiée d'environ 0,5 mm d'épaisseur...), la sensibilité de l'œil humain n'est pas la même sur l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) du spectre de couleurs. Celui-ci s'étend du rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) (780 nm) au violet (Le violet est une couleur, composée d'un mélange de bleu (environ 50% de luminosité) et de rouge (environ 25% de luminosité) en synthèse additive, et d'un mélange...) (400 nm) avec le jaune-vert au centre. Pour cette raison, le jaune-vert est la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) la plus représentative du spectre lumineux. De plus, la couleur à laquelle l'œil est le plus sensible se déplace vers le bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre...) lorsque la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) ambiante diminue : c'est l'effet Purkinje.

Par ailleurs, la plupart des couleurs du spectre lumineux peuvent être recréées à partir de trois couleurs fondamentales en synthèse additive : le rouge, le vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette...) et le bleu ou RVB (ou Red Green Blue en anglais ou RGB).

Synthèse additive des couleurs
Synthèse additive des couleurs
Synthèse additive de la luminance des couleurs
Synthèse additive de la luminance des couleurs

Les lumières blanches analogues à celle du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...) sont composées de :

  • 29 % de rouge (680 nm)
  • 59 % de vert (545 nm)
  • 12 % de bleu (440 nm)

En réalité, l'œil perçoit comme blanches des lumières de compositions très différentes, après un certain temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) d'accoutumance (L'accoutumance ou tolérance est un processus d'adaptation de l'organisme à un stimulus extérieur, un environnement nouveau ou même un produit toxique. Cette accoutumance se manifeste par un...), à condition que ces lumières contiennent à peu près toutes les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...) du spectre.

Ces proportions deviennent visibles dès que le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) des couleurs primaires est converti en niveaux de gris. Des trois primaires, le vert est le plus lumineux, suivi du rouge, puis du bleu.

En outre la perception de la luminance d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il...) peut être modifiée par le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le...) dans lequel il est placé. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des...) est sans doute la conséquence de processus impliquant les aires visuelles supérieures du cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.).

La luminance en vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à...)

La luminance est la partie du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. ...) vidéo correspondant à l'image en noir et blanc (Le noir et blanc sont considérés ou non comme des couleurs selon la discipline qui en parle : imprimerie, photographie, physique, peinture, théorie de la perception. Dans le langage courant, elles sont appelées...). La couleur correspond à l'autre partie du signal, appelée chrominance (La chrominance désigne la partie de l'image vidéo correspondant à l'information de couleur.).

En vidéo, les signaux correspondant aux couleurs fondamentales sont notés :

  • R pour le rouge
  • G pour le vert (green en anglais), préférable à V qui est utilisé pour représenter la différence de bleu dans l'espace colorimétrique YUV (voir à chrominance)
  • B pour le bleu

Le signal de luminance est quant à lui noté Y (L dans Apple (Apple, Inc. (Apple Computer, Inc. jusqu'en janvier 2007 ; apple signifie « pomme » en anglais) (NASDAQ : AAPL) est une société multinationale dont l'activité principale était de...) Shake). On a donc l'équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement pour poser le problème de leur identité. Résoudre l'équation consiste à déterminer toutes les façons de donner à certaines...) suivante :

Y = 0,299 R + 0,587 G + 0,114 B.

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