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1S
Observer
TP.3 (B) : Restitution des couleurs par un écran plat LCD
Objectifs :
 Comprendre le principe de base de la restitution des couleurs par un écran plat LCD.
 Comprendre le principe du codage informatique des couleurs.
I. Comment un écran plat reproduit-il les couleurs ?
1. Simulation :
Se rendre sur le site à l’adresse suivante : http://ww3.ac-poitiers.fr/sc_phys/cres_lr/eleves/optique/ecrantv.htm
Cette simulation représente les luminophores (sous-pixels) rouge, vert et bleu d’un écran de télévision.



Pour mettre en évidence la limite de résolution de l’œil, choisir avec le curseur le plus à droite une taille
suffisante pour les zones R, V et B afin de les distinguer nettement de près.
Régler la luminosité de chacune des trois couleurs de 0 à 255 à l’aide des trois autres curseurs.
S’éloigner de l’écran jusqu’à ne percevoir qu’une couleur uniforme.
2. Autres exemples : voir vidéoprojection
Pixel
Sous pixel
Iphone 3GS
Iphone 4S Rétina
Ecran blanc de deux iphone observé au microscope avec le même grossissement
(Prises réalisées par M. Rigolot Benjamin, Lycée G. Cuvier Montbéliard)
1/5
Ecrans iphone colorés
Ecran bleu
Ecran cyan
Ecran jaune
Ecran magenta
Ecran rouge
Ecran vert
3. Principe de fonctionnement :
3.1 : D’après le TP.3 (A), proposer une explication quant à la restitution des couleurs par un écran plat.
3.2 :
a.
b.
c.
d.
Combien de couleurs peut-on obtenir avec un écran plat ?
Pour chaque couleur R,V et bleu, indiquer le nombre de niveau de luminosité possible.
Mettre ce nombre sous forme : 2x
Combien de couleurs possibles peut-on obtenir au total ?
En utilisant dans Word l’outil << couleurs >> suivi de << autres couleurs >> et <<personnaliser >>, compléter le tableau
suivant :
Rouge
Vert
Bleu
Couleur
255
255
255
255
255
0
255
0
255
0
255
255
255
128
0
0
128
255
128
64
128
Rose
Kaki
2/5
3.3 : Schéma de principe d’un écran LCD : Voir vidéoprojection
Source : Edition hachette 1S
Quel phénomène optique nous fait percevoir une seule couleur lorsque nous sommes loin de l’écran, et ne nous permet pas
de distinguer les couleurs primaires ?
3.4 : Simulation :
 Ouvrir le logiciel <<Chroma>>, choisir << Composition des images>> suivi de <<Télévision>>
 Ajuster le grossissement de la loupe.
 Parcourir les différentes zones colorées de la mire.
Questions :
1. Quelles sont les sous-pixels allumés lors du parcours de la zone :
 Rouge :
 Bleue :
 Verte :
 Cyan :
 Magenta :
 Jaune :
 Blanche :
 Noire :
 Grise :
 Grise claire :
 Grise sombre :
 Vert pâle :
 Vert foncé :
 Ocre :
3/5
2.
II.
Interpréter les différentes observations.
Couleurs et informatique : Codage des couleurs
Le principe du codage.
1. Le PIXEL.
Un document informatique de type image est constitué d'une série d'octets codant la couleur de chaque point lumineux de
l'écran appelé PIXEL.
Un PIXEL est composé de 3 tâches lumineuses très proches dont la couleur est celle des 3 couleurs de base : le ROUGE,
le VERT et le BLEU :
Notre œil étant "assez mauvais", il "confond" ces 3 tâches lumineuses et les superpose. La couleur du pixel dépend alors
de l'intensité de chacune de ces trois couleurs.
2. Codage des pixels.
 Chacune des 3 couleurs composant un pixel a une luminosité qui est déterminé par la valeur d'un octet. Cette valeur
de luminosité peut donc aller de 00000000 à 11111111.
1. Combien de niveaux de luminosité sont donc possibles pour chaque couleur ? Justifier.

Pour coder la couleur d'un pixel, il faut donner la luminosité de chaque couleur : 3 octets sont donc nécessaires.
Mais 3 octets étant longs à écrire (24 chiffres dans la numération binaire !), on préfère utiliser la numération
hexadécimale pour réaliser ce codage.

Le système hexadécimal est un système de numération positionnel en base 16. Il utilise ainsi 16 symboles, en
général les chiffres arabes pour les dix premiers chiffres et les lettres A à F pour les six suivants.

Le système hexadécimal est utilisé notamment en électronique numérique et en informatique car il est
particulièrement commode et permet un compromis entre le code binaire des machines et une base de numération
pratique à utiliser pour les ingénieurs. En effet, chaque chiffre hexadécimal correspond exactement à quatre
chiffres binaires (ou bits), rendant les conversions très simples et fournissant une écriture plus compacte.
Système hexadécimal
Les nombres binaires étant de plus en plus longs, il a fallu introduire une nouvelle base : la base hexadécimale.
La base hexadécimale consiste à compter sur une base 16, c'est pourquoi au-delà des 10 premiers chiffres on a décidé
d'ajouter les 6 premières lettres : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.
Base décimale
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Base hexadécimale
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
Base binaire
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
Un exemple
Le nombre 27 (en base 10) vaut en base 16 :
1*161+11*160 =1*161 +B*160
c'est-à-dire 1B en base 16.
Le nombre FB3 (en base 16) vaut en base 10 : F*16 2 + B*161 + 3*160 = 3840 + 176 + 3 = 4019
Pour convertir un octet en hexadécimale, on le partage en 2 groupes de 4 bits, qui correspondent chacun à un chiffre
hexadécimal.
2
0010
A
1010
D
1101
5
0101
4/5
2) Enumérer les 16 chiffres (de 0 à 15) de cette numération.
3) Remplacer les demi-octets suivants par leur équivalent hexadécimal : 1001, 1010, 1101, 1111
4) Combien de chiffres hexadécimaux sont nécessaires pour coder un demi-octet ?
5) Rappeler la valeur décimale maximale d'un octet. Quel est son équivalent hexadécimal ?
6) Combien de chiffres hexadécimaux sont donc nécessaires pour coder un octet ?
7) Quel est l'intérêt d'utiliser la numération hexadécimale plutôt que la numération binaire ?

Deux chiffres hexadécimaux décrivent donc chacun le niveau des trois couleurs de base dans l'ordre ROUGE,
VERT, BLEU (c'est le codage RGB, de l’anglais Red, Green, Blue).
Remarque : pour distinguer facilement un nombre écrit en hexadécimal d'un autre écrit en binaire, on précède souvent le
nombre hexadécimal du symbole #.
3. Exemples de codage.
Ainsi, le codage #F58817 signifie une intensité de valeur hexadécimale F5 pour le rouge, 88 pour le vert et 17 pour le bleu.
8) Quelle est la couleur qui domine pour ce pixel ? la moins présente ? Justifier.
9) Coder le pixel suivant : niveau 122 pour le rouge, 200 pour le vert et 57 pour le bleu.
10) Ouvrir le fichier <<Code Couleur>> disponible sur le réseau : Commun/SPHYS/El Kettai/1S
Rouge
FF0000
Vert
00FF00
Bleu
0000FF
Blanc
FFFFFF
Gris clair
AAAAAA
Gris foncé
333333
Noir
000000
Cyan
FFFF00

Dans quel système sont écrits les nombres de la deuxième ligne du tableau ?


Compléter le tableau en rajoutant les valeurs binaires et décimales correspondantes.
Combien de niveaux de luminosité sont possibles pour chaque couleur (Rouge, vert et bleu)
5/5
Magenta
FF00FF
Jaune
00FFFF