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La gestion des couleurs

Cet article présente de manière simplifiée la gestion des couleurs et l’utilité des profils colorimétriques.

1. Historique

En 1913 à Berlin, a été créée la Commission Internationale de l’Eclairage (CIE). Elle est constituée de physiciens et a pour mission de mesurer la couleur telle que la voit l’œil humain. Durant des années, de nombreux cobayes hommes et femmes ont participé à des expériences de comparaison de couleur, dans le but de mesurer les performances moyennes de la vision humaine. C’est en 1931 que ces travaux donnent naissance à l’espace colorimétrique de la vision humaine qui porte le nom « CIE-XYZ 1931 ». Les couleurs sont identifiées à l’aide de 3 valeurs chiffrées : x, y et z.
À partir de cette date, de la même manière qu’on sait évaluer une température (en degrés) ou une distance (en mètres), on sait désormais décrire par des valeurs chiffrées les couleurs vues par un œil humain moyen, soit environ 8 millions de nuances différentes.

Au fil du XXe siècle, ce modèle va évoluer dans sa manière de décrire les couleurs. Une déclinaison actuelle est le « CIE-LAB 1976 », il a l’avantage d’être mieux adapté à l’outil informatique. Il décrit les couleurs selon 3 valeurs : L, A et B.

  • L indique l’intensité de lumière
  • A et B indiquent la couleur.

2. Diagramme de chromaticité xy

Ce diagramme schématise l’étendue des couleurs visibles par un œil humain moyen.
On remarque que les couleurs sombres ne sont pas présentes, c’est ici une représentation « à plat » de l’espace couleur, sa réprésentation réelle est en volume. On visualise seulement les couleurs vives dégradées vers le blanc. Ce sont justement ces couleurs vives qui nous intéressent car elles sont délicates à reproduire.

Ce diagramme, qu’on appellera Mode LAB ou référence LAB, nous servira de base pour visualiser et comparer les différents espaces colorimétriques.

Remarquez que nos écrans affichent ce diagramme de manière incomplète ! Notre œil y voit des couleurs voisines identiques alors qu’elles devraient être toutes différentes (de plus en plus vives en s’approchant des « pointes » du diagramme). Nos écrans sont tout simplement incapables d’afficher les nuances les plus vives que notre œil peut voir.

3. Les espaces colorimétriques

Nos périphériques informatiques (écran, projecteur, smartphone…) reproduisent les couleurs grâce aux 3 composantes de la lumière : Rouge, Vert, Bleu (RVB) (ou RGB pour les anglophones : Red, Green, Blue).

Chaque composante est chiffrée par des valeurs allant de 0 à 255 :

  • 0 : composante éteinte
  • 255 : composante à son maximum d’intensité.
On visualise ici un des nombreux espaces colorimétrique RVB : le sRGB. Sa forme triangulaire englobe toutes les couleurs qu’il peut décrire. La surface couverte par un espace colorimétrique s’appelle le Gamut.

Le sRGB est un espace couleur très fréquemment utilisé. Il correspond généralement au gamut d’une majorité d’écrans « grand public » (s’il sont étalonnés). C’est généralement l’espace colorimétrique par défaut dans lequel les appareils photo numériques et les smartphones enregistrent les photos.

Le gamut de l’espace sRGB est très limité par rapport aux capacités de notre œil !

À l’intérieur de l’espace sRGB, on visualise les coordonnées :

  • du rouge le plus vif : R=255 G=0 B=0
  • du vert le plus vif : R=0 G=255 B=0
  • du bleu le plus vif : R=0 G=0 B=255

Exemple d’une nuance orangée correspondant au mélange des 3 composantes : R=235 G=182 B=22

 

Comparaison avec d’autres espaces colorimétriques

En bleu pointillé : le gamut d’une presse d’imprimerie Typocentre couvrant l’espace CMJN Coated Fogra 39. C’est un espace destiné à limpression, les couleurs ne sont pas codées en RVB, mais selon 4 valeurs d’encre Cyan + Majenta + Jaune + Noir, exprimées en pourcentage.

En bleu clair : l’Espace Adobe RGB. Les écrans professionnels « art graphiques » couvrent cet espace à 98 %. On les appelle aussi écrans « wide gamut » (gamut étendu). Ce n’est pas par hasard si ces écrans sont destinés aux arts graphiques et à l’impression. À l’inverse du sRGB, cet espace contient toutes les couleurs reproductibles par une presse d’imprimerie (voir la zone hachurée des bleus-verts imprimables et positionnés en dehors du sRGB).

En rouge pointillé le gamut d’une imprimante Epson 7900 – 11 encres. Elle est capable d’imprimer des nuances invisibles sur un écran à gamut étendu !

Il existe de nombreux autres espaces colorimétriques qu’on ne détaillera pas ici.

4. Problématique de la colorimétrie

Prenons l’exemple d’une image RVB sans profil couleur qui comporte un vert vif : R=0 G=255 B=0

  • On l’ouvre sur un écran « grand public » calibré (gamut proche du sRGB), on visualise le vert LAB : L=88 A= -79 B=81
  • On l’ouvre sur un écran « Arts graphiques » calibré (gamut proche de l’Adobe RGB), on visualise le vert LAB : L=83 A=-128 B=87

Sans profil dans l’image (donc sans lien avec la référence LAB), le logiciel n’a pas d’autre choix que reprendre les valeurs RVB de l’image et de les reporter dans l’espace couleur de l’écran.

On voit donc 2 verts différents malgré des valeurs RVB identiques !

Une image qui n’intègre pas de profil couleur n’a tout simplement pas son gamut « positionné » sur la référence LAB ! Elle n’a pas de carte d’identité colorimétrique.

5. Utilité des profils couleur (ou profils ICC)

Un profil ICC, c’est un petit fichier intégré dans une image. Il contient une table de correspondance entre les valeurs de couleur de l’image et la référence LAB.

Reprenons notre image de l’exemple précédent, mais elle contient cette fois le profil sRGB. On l’ouvre sur un écran professionnel Adobe RVB calibré. Grâce au profil intégré dans l’image, le logiciel va savoir comment afficher le vert sRGB : R=0 G=255 B=0 dans l’espace couleur de l’écran :

  • La table de correspondance indique à quelles valeurs LAB correspond notre vert sRGB : R=0 G=255 B=0 : L=88 – A=-79 – B=81
  • À partir de ces valeurs LAB, le logiciel va déterminer les nouvelles valeurs RVB du vert qui seront utilisées pour l’affichage dans l’espace Adobe RVB de l’écran : R=144 – G=255 – B=60

Les valeurs RVB affichées à l’écran sont différentes de celles de l’image, mais la couleur affichée est la bonne !

L’image profilée et l’écran calibré sont reliés à travers l’espace LAB de référence. La chaîne colorimétrique fonctionne.

Sans profil dans l’image, la chaîne colorimétrique est rompue : on ne peut pas connaître les couleurs d’origine de l’image.

6. Conversion pour l’impression

Ce processus de conversion d’un espace à un autre via l’espace LAB est également utilisé pour l’impression. On veut imprimer une photo (sRGB) sur une presse d’imprimerie, notre image ne pourra pas rester en RVB, elle sera tôt ou tard convertie en valeurs d’encre CMJN. Notre image sRGB contient une nuance orangée (R=235 G=182 B=22). Elle sera convertie dans l’espace CMJN Coated Fogra 39 (correspondant au profil des presses Typocentre).

  • Valeurs sRGB : R=235 – G=182 – B=22
  • = valeurs LAB : L=77 – A=11 – B=76
  • = valeurs CMJN Coated Fogra 39 : C=8 – M=29 – J=94 – N=1

Cette conversion depuis « le profil d’entrée » (sRGB) vers « le profil de sortie » (Coated Fogra 39) nous assure que l’impression reproduira fidèlement la couleur d’origine… Ici, la couleur imprimés est présente dans le gamut de l’espace source et également dans l’espace de destination (celui de la presse d’imprimerie).

La conversion n’est pas toujours simple car le gamut des presses d’imprimerie est assez restreint. Certaines couleurs vives ne sont pas reproductibles par les presses d’imprimerie CMJN, ce sont des couleurs « hors gamut ». Notre vert sRGB : R=0 V=255 B=0 ne peut pas s’imprimer à l’identique. Son équivalent CMJN n’existe pas !

La conversion dans l’espace CMJN Coated Fogra 39 nous indique que la valeur la plus proche est : C=64 M=0 J=100 N=0. C’est un vert beaucoup moins vif ! Mais il n’est pas possible de faire mieux en impression CMJN.

Il reste cependant possible d’imprimer avec plus de 4 encres ! Il existe de très nombreuses encres (Pantone®) qui sont concues, entre autres, pour reproduire des couleurs non imprimables en CMJN.