Luminance - Définition et Explications

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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...) 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...) 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...) monochromatique (On qualifie de monochromatique (du grec mono-, un seul et chromos, couleur) une lumière dont la...) 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...) cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées....) 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...)

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,...), 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,...) par mètre carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...), 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...), la sensibilité de l'œil humain n'est pas la même sur l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) du spectre de couleurs. Celui-ci s'étend du rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) (780 nm) au violet (Le violet est une couleur, composée d'un mélange de bleu (environ 50% de luminosité) et de rouge...) (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...) 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...) lorsque la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit...) 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...) 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...) 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...) d'accoutumance (L'accoutumance ou tolérance est un processus d'adaptation de l'organisme à un stimulus...), 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...) du spectre.

Ces proportions deviennent visibles dès que le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) 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...) peut être modifiée par le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions 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...) 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...).

La luminance en vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la...)

La luminance est la partie du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) 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...). 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 »...) Shake). On a donc l'équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement...) suivante :

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

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