Représentation des couleurs

Représentation des couleurs#

La synthèse additive et les pixels#

Sur un écran d'ordinateur, chaque pixel est composé de trois sous-pixels qui émettent respectivement de la lumière rouge (R pour Red), verte (G pour Green), et bleue (B pour Blue). En modulant l'intensité de chacun de ces trois sous-pixels, on peut créer une grande variété de couleurs grâce au principe de synthèse additive : lorsque plusieurs lumières colorées se superposent, leurs couleurs s'additionnent.

Par exemple :

  • Rouge + Vert = Jaune

  • Rouge + Bleu = Magenta

  • Vert + Bleu = Cyan

  • Rouge + Vert + Bleu = Blanc

Lorsque tous les sous-pixels sont éteints, le pixel apparaît noir. Lorsque tous les sous-pixels sont allumés à intensité maximale, le pixel apparaît blanc.

Représentation numérique d'une couleur#

En informatique, l'intensité de chaque sous-pixel (rouge, vert, et bleu) est représentée par un octet, c'est-à-dire une séquence de 8 bits. Un octet peut prendre \(2^8 = 256\) valeurs différentes, allant de \(0_{10}\) à \(255_{10}\) en notation décimale, ou de \(00000000_2\) à \(11111111_2\) en notation binaire, ou encore de \(00_{16}\) à \(FF_{16}\) en notation hexadécimale.

Une couleur complète est donc représentée par 3 octets (24 bits au total) : un octet pour le rouge, un pour le vert, et un pour le bleu. On colle ces trois octets les uns après les autres dans l'ordre RGB.

Exemple 1 : Le rouge pur#

Pour obtenir du rouge pur, on met l'intensité du rouge au maximum et les deux autres à zéro :

  • Rouge = 255, Vert = 0, Bleu = 0

  • En binaire : 11111111 00000000 00000000

  • En hexadécimal : FF0000

Exemple 2 : Le jaune#

Le jaune s'obtient en combinant le rouge et le vert au maximum :

  • Rouge = 255, Vert = 255, Bleu = 0

  • En binaire : 11111111 11111111 00000000

  • En hexadécimal : FFFF00

Exemple 3 : Un gris moyen#

Les niveaux de gris s'obtiennent lorsque les trois composantes ont la même valeur :

  • Rouge = 128, Vert = 128, Bleu = 128

  • En binaire : 10000000 10000000 10000000

  • En hexadécimal : 808080

Couleurs usuelles#

Voici quelques couleurs de base avec leurs représentations :

Couleur

Rouge (R)

Vert (G)

Bleu (B)

Hexadécimal

Binaire

Noir

0

0

0

000000

00000000 00000000 00000000

Rouge

255

0

0

FF0000

11111111 00000000 00000000

Vert

0

255

0

00FF00

00000000 11111111 00000000

Bleu

0

0

255

0000FF

00000000 00000000 11111111

Jaune

255

255

0

FFFF00

11111111 11111111 00000000

Magenta

255

0

255

FF00FF

11111111 00000000 11111111

Cyan

0

255

255

00FFFF

00000000 11111111 11111111

Blanc

255

255

255

FFFFFF

11111111 11111111 11111111

Gris foncé

64

64

64

404040

01000000 01000000 01000000

Gris clair

192

192

192

C0C0C0

11000000 11000000 11000000

Nombre de couleurs représentables#

Avec 3 octets (24 bits), on peut représenter :

\[2^{24} = 16\,777\,216 \text{ couleurs différentes}\]

C'est plus de 16 millions de couleurs ! Ce nombre est largement suffisant pour que l'œil humain perçoive des images avec des transitions de couleurs très douces et naturelles.

Exercices#

Exercice 1#

De quelle couleur s'agit-il ?

  1. FF0000

  2. 00FF00

  3. 0000FF

  4. FFFF00

  5. FF00FF

  6. 00FFFF

  7. FFFFFF

  8. 000000

  9. 404040

  10. C0C0C0

  11. 11111111 00000000 00000000

  12. 00000000 11111111 00000000

  13. 00000000 00000000 11111111

  14. 11111111 11111111 11111111

  15. 00000000 00000000 00000000

  16. R=255, V=255, B=0

  17. R=255, V=0, B=255

  18. R=0, V=255, B=255

  19. R=192, V=192, B=192

Exercice 2#

Donnez la représentation hexadécimale ou décimale de chaque couleur affichée.

a) → Hexadécimal : ___________

b) → Hexadécimal : ___________

c) → Hexadécimal : ___________

d) → Décimal : R=, V=, B=___

e) → Décimal : R=, V=, B=___

f) → Hexadécimal : ___________

Solution

a) FF0000 b) 00FF00 c) 0000FF d) R=255, V=255, B=0 e) R=192, V=192, B=192 f) FFFFFF

Exercice 3#

Identifiez la couleur correspondant au code hexadécimal donné. Répétez l'exercice plusieurs fois pour vous familiariser avec les variations de couleurs.

Code hexadécimal

Couleur

Exercice 4#

a) Quelle est la représentation hexadécimale de la couleur orange, sachant que celle-ci s'obtient avec un rouge à intensité maximale, un vert à intensité moyenne (128), et un bleu éteint ?

Solution

Orange : R=255, V=128, B=0

En hexadécimal :

  • Rouge = 255 = FF

  • Vert = 128 = 80

  • Bleu = 0 = 00

Donc orange = FF8000

b) Combien d'octets faut-il pour représenter une image de 1920 × 1080 pixels en couleur ?

Solution

Chaque pixel nécessite 3 octets (un pour R, un pour G, un pour B).

Nombre de pixels = 1920 × 1080 = 2'073'600 pixels

Nombre d'octets = 2'073'600 × 3 = 6'220'800 octets

Cela correspond à environ 6,2 Mo (mégaoctets).

Exercice 5#

En vous aidant de la table ASCII et de vos connaissances sur la représentation des couleurs, expliquez pourquoi il est pratique d'utiliser la notation hexadécimale pour représenter les couleurs en informatique.

Solution

La notation hexadécimale est pratique car :

  1. Un octet (8 bits) peut être représenté exactement par 2 chiffres hexadécimaux (de 00 à FF)

  2. C'est beaucoup plus compact que la notation binaire (6 caractères au lieu de 24)

  3. C'est plus lisible que la notation décimale (on voit clairement la séparation entre les 3 composantes)

  4. C'est facile à taper avec un clavier standard (uniquement des chiffres et des lettres A-F)

Par exemple, pour la couleur cyan :

  • Hexadécimal : 00FFFF (6 caractères)

  • Binaire : 00000000 11111111 11111111 (24 caractères + espaces)

  • Décimal : R=0, V=255, B=255 (plus verbeux)

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