En physique, la luminance est l'intensité d'une source 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 énergétique, qui concerne l'ensemble des rayonnements visibles ou non et dont l'unité est le watt par mètre carré et par stéradian, symbole W/ (m². sr). La grandeur correspondant à un rayonnement monochromatique est la luminance énergétique monochromatique dont l'unité est le watt par mètre cube et par stéradian, symbole W/ (m³. sr).

Définition

La luminance lumineuse est l'intensité lumineuse d'une source lumineuse dans une direction donnée, divisée par l'aire apparente de cette source dans cette même direction.

L'unité de luminance lumineuse est la candela par mètre carré, 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

Vision visuelle de la luminance

Essentiellement à cause de la sensibilité des récepteurs de la rétine, la sensibilité de l'œil humain n'est pas la même sur la totalité du spectre de couleurs. Ce dernier couvre du rouge (780 nm) au violet (400 nm) avec le jaune-vert au centre. Pour cette raison, le jaune-vert est la couleur la plus représentative du spectre lumineux. Qui plus est , la couleur à laquelle l'œil est le plus sensible se déplace vers le bleu quand la luminosité ambiante diminue : c'est l'effet Purkinje.

D'autre part, la majorité des couleurs du spectre lumineux peuvent être recréées à partir de trois couleurs principales en synthèse additive : le rouge, le vert et le bleu ou RVB (ou Red Green Blue en anglais ou RGB).

Les lumières blanches analogues à celle du soleil sont composées de :

• 30 % de rouge (680 nm)
• 59 % de vert (545 nm)
• 11 % de bleu (440 nm)

En réalité, l'œil perçoit comme blanches des lumières de compositions particulièrement différentes, après un certain temps d'accoutumance, à condition que ces lumières contiennent environ l'ensemble des longueurs d'onde du spectre.

Ces proportions deviennent visibles dès que le mélange 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 vision de la luminance d'un objet peut être modifiée par le contexte dans lequel il est positionné. Cette observation est probablement la conséquence de processus impliquant les aires visuelles supérieures du cortex.

La luminance en vidéo

Un signal vidéo est généralement composé de trois signaux correspondant aux couleurs principales sont notés :

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

On peut par commodité décomposer ce signal en trois autres composantes. La luminance est alors la partie du signal vidéo correspondant à l'intensité lumineuse produite, soit le niveau entre le noir et le blanc. La couleur et l'intensité de cette couleur correspondent à l'autre partie du signal, nommés respectivement chrominance et saturation.

Le signal de luminance est quant à lui noté Y (L dans Apple Shake). On a l'équation suivante :

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

Dans les CRT, le signal vidéo indispensable pour produire une certaine luminance physique (donc en candela) suit une loi non-linéaire, c'est la fonction gamma.

La luminance en infrarouge

La bande spectrale de l'infrarouge couvre de 0.9 micrometres à 14 micrometres.

De même que dans le visible il est envisageable de parler de luminance infrarouge.

La luminance réelle d'un objet combinée à l'équation de conservation de l'énergie donne la luminance apparente qui peut être mesurée grâce à un dispositif optronique (camera thermique... ).

Voir aussi

• Chrominance
• Thermographie

Références

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