En colorimétrie, le système de couleurs Munsell est un espace colorimétrique qui spécifie des couleurs basées sur trois dimensions de couleur: la teinte, la valeur (luminosité) et la chrominance (pureté de la couleur). Il a été créé par le professeur Albert H. Munsell dans la première décennie du 20ème siècle et adopté par l’USDA comme système de couleur officiel pour la recherche sur le sol dans les années 1930.

Munsell a été le premier à séparer la teinte, la valeur et la chrominance dans des dimensions perceptuellement uniformes et indépendantes, et il a été le premier à illustrer systématiquement le système de couleurs. couleurs dans l’espace en trois dimensions. Le système de Munsell, en particulier les renotations ultérieures, est basé sur des mesures rigoureuses des réponses visuelles des sujets humains à la couleur, le mettant sur une ferme base scientifique expérimentale. En raison de cette base dans la perception visuelle humaine, le système de Munsell a survécu à ses modèles de couleurs contemporains, et bien qu’il ait été remplacé pour certains usages par des modèles tels que CIELAB (L * a * b *) et CIECAM02, il est encore largement utilisé aujourd’hui. .

Explication

Le système se compose de trois dimensions indépendantes qui peuvent être représentées cylindriquement en trois dimensions sous la forme d’un solide de couleur irrégulière: la teinte, mesurée par degrés autour des cercles horizontaux; chroma, mesurée radialement vers l’extérieur à partir de l’axe vertical neutre (gris); et la valeur, mesurée verticalement de 0 (noir) à 10 (blanc). Munsell a déterminé l’espacement des couleurs le long de ces dimensions en prenant des mesures de réponses visuelles humaines. Dans chaque dimension, les couleurs de Munsell sont aussi proches de l’uniformité perceptive qu’il pourrait les faire, ce qui rend la forme résultante assez irrégulière. Comme l’explique Munsell:

Le désir d’adapter un contour choisi, tel que la pyramide, le cône, le cylindre ou le cube, couplé à un manque de tests appropriés, a conduit à de nombreuses déclarations déformées des relations de couleur, et il devient évident, lorsque la mesure physique des pigments et des chromas est étudié, qu’aucun contour régulier ne servira.

– Albert H. Munsell, « Un système de couleur pigmentaire et de notation »
Teinte
Chaque cercle horizontal Munsell se divise en cinq teintes principales: Rouge, Jaune, Vert, Bleu et Violet, avec 5 teintes intermédiaires (par exemple, YR) à mi-chemin entre les teintes principales adjacentes. Chacune de ces 10 étapes, avec le nombre donné de teintes 5, est ensuite divisée en 10 sous-étapes, de sorte que 100 teintes reçoivent des valeurs entières. En pratique, les nuanciers spécifient conventionnellement 40 teintes, par incréments de 2,5, progressant par exemple de 10R à 2,5YR.

Deux couleurs de valeur égale et de chrominance, sur les côtés opposés d’un cercle de teinte, sont des couleurs complémentaires et se mélangent de manière additive au gris neutre de même valeur. Le diagramme ci-dessous montre 40 teintes Munsell régulièrement espacées, avec des compléments alignés verticalement.

Valeur
La valeur, ou la luminosité, varie verticalement le long de la couleur, du noir (valeur 0) en bas, au blanc (valeur 10) en haut. Les gris neutres se situent le long de l’axe vertical entre le noir et le blanc.

Plusieurs solides de couleur avant Munsell tracèrent la luminosité du noir sur le fond au blanc sur le dessus, avec un gradient gris entre eux, mais ces systèmes ont négligé de garder la légèreté perceptuelle constante à travers les tranches horizontales. Au lieu de cela, ils ont tracé complètement le jaune saturé (lumière), et complètement saturé bleu et violet (foncé) le long de l’équateur.

Chroma
Chroma, mesurée radialement à partir du centre de chaque tranche, représente la « pureté » d’une couleur (liée à la saturation), avec une plus faible chroma étant moins pure (plus délavée, comme dans les pastels). Notez qu’il n’y a pas de limite supérieure intrinsèque à la chrominance. Différentes zones de l’espace colorimétrique ont des coordonnées de chrominance maximales différentes. Par exemple, les couleurs jaunes pâles ont considérablement plus de chrominance potentielle que les violets légers, en raison de la nature de l’œil et de la physique des stimuli de couleur. Cela a conduit à une large gamme de niveaux de chrominance possibles – jusqu’à 30 degrés pour certaines combinaisons de valeurs de teinte (bien qu’il soit difficile ou impossible de créer des objets physiques avec des couleurs aussi élevées, et ne peuvent pas être reproduits sur les écrans actuels) . Les couleurs solides vives sont dans la gamme d’environ 8.

Spécifier une couleur
Une couleur est entièrement spécifiée en listant les trois nombres pour la teinte, la valeur et la chrominance dans cet ordre. Par exemple, un violet de légèreté moyenne et assez saturé serait 5P 5/10 avec 5P signifiant la couleur au milieu de la bande de teinte violette, 5 / signifiant valeur moyenne (légèreté) et une saturation de 10.

Histoire et influence
L’idée d’utiliser un solide couleur tridimensionnel pour représenter toutes les couleurs a été développée au cours des XVIIIe et XIXe siècles. Plusieurs formes différentes pour un tel solide ont été proposées, notamment: une pyramide triangulaire double de Tobias Mayer en 1758, une pyramide triangulaire unique de Johann Heinrich Lambert en 1772, une sphère de Philipp Otto Runge en 1810, un hémisphère de Michel Eugène Chevreul en 1839 , un cône par Hermann von Helmholtz en 1860, un cube incliné par William Benson en 1868, et un double cône incliné par August Kirschmann en 1895. Ces systèmes sont devenus progressivement plus sophistiqués, Kirschmann reconnaissant même la différence de valeur entre les couleurs vives des différents teintes. Mais tous restaient soit purement théoriques, soit rencontraient des problèmes pratiques pour accommoder toutes les couleurs. De plus, aucun n’était fondé sur une mesure scientifique rigoureuse de la vision humaine; Avant Munsell, la relation entre teinte, valeur et chrominance n’était pas comprise.

Albert Munsell, artiste et professeur d’art à la Massachusetts Normal Art School (aujourd’hui Massachussetts College of Art et Design), voulait créer une «manière rationnelle de décrire la couleur» qui utiliserait la notation décimale au lieu de noms de couleurs (qui il se sentait «idiot» et «trompeur»), qu’il pouvait utiliser pour enseigner à ses élèves la couleur. Il a commencé à travailler sur le système en 1898 et l’a publié en pleine forme dans A Color Notation en 1905.

L’incarnation originale du système (l’Atlas de 1905) comportait certaines déficiences en tant que représentation physique du système théorique. Ceux-ci furent considérablement améliorés dans le Livre de Couleurs de Munsell de 1929 et grâce à une série d’expériences menées par la Société Optique d’Amérique dans les années 1940 aboutissant aux notations (définitions d’échantillons) pour le Livre de Couleurs Munsell moderne. Bien que plusieurs systèmes de remplacement aient été inventés pour le système Munsell, en s’appuyant sur les idées fondamentales de Munsell, notamment les échelles de couleurs uniformes de l’Optical Society of America et les modèles de couleurs CIELAB (L * a * b *) et CIECAM02 de la Commission internationale Illumination. est encore largement utilisé, entre autres, par ANSI pour définir les couleurs de peau et de cheveux pour la médecine légale, l’USGS pour les couleurs de sol assorties, en prosthodontie pour le choix des teintes pour les restaurations dentaires et les brasseries pour les couleurs de bières.