Espaces de couleurs

12 12 2010

En photographie numérique, l’une des notions les plus conversion.png
difficiles à appréhender est bien la notion
d’espace de couleur.

Sous ce nom générique d’ »espace de couleur », on regroupe habituellement tout un ensemble de mots d’autant plus difficiles à interpréter qu’ils sont généralement le résultat d’une traduction de l’anglais.

Voici une liste de mots en rapport direct avec cette notion (liste non exhaustive) :

  • Calibration, étalonnage
  • Profil d’écran
  • Profil de couleur
  • ICC, ICM
  • Espace de couleur
  • « Soft proofing » (sera abordé dans un article séparé)
  • Conversion
  • Intention de rendu, perceptuel, absolu ou relatif
  • etc

Souvent méconnue, souvent inconnue et très généralement mal comprise, cette idée d’espace de couleur est pourtant fondamentale dans la chaîne de reproduction de l’image numérique, depuis sa production (prise de vue) jusqu’à sa restitution (son écran, l’écran des autres, imprimante jet d’encre, tirage labo., cadre photo, vidéo-projecteur, etc).

Nous allons dans la suite aborder, pas-à-pas, ce qui se cache derrière tous ces mots, derrière cette notion et, dans la mesure du possible, tenter de leur donner du sens.
Il est toutefois possible que les termes employés ne correspondent pas strictement à leur définition académique. Pardonnez-nous d’avance cette entorse qui n’a d’autre but que de rendre l’article plus pédagogique !

Partons tout d’abord de ce qui constitue l’objet principal du photographe : la réalité physique de la scène photographiée.
Pour le photographe, celle-ci n’est rien d’autre qu’un ensemble de faisceaux lumineux, directs ou réfléchis, qui, au travers de l’objectif, viennent frapper le capteur de l’appareil photo.
Ainsi, la lumière qui arrive au capteur est formée de différentes couleurs (longueurs d’ondes) et de différentes luminosités.
Sur l’illustration, cet ensemble de luminosités et couleurs est représenté par le carré appelé « réalité physique ».
C’est une donnée, qui ne dépend pas de l’appareil photo utilisé. Elle est identique pour tout le monde.
espacesdecouleurs.png

Etape 1

Entre cette réalité physique et ce qui « sortira » du capteur, il se passe un certain nombre de choses :

  • L’optique (l’objectif) de l’appareil photo va filtrer, atténuer, distordre, etc la lumière d’origine bien avant qu’elle ne frappe le capteur
  • Le capteur lui-même ne sera pas capable de reproduire l’intégralité des couleurs qu’il reçoit (filtrage), ni même l’intégralité de la gamme des luminosités (dynamique).

Au final, c’est donc un ensemble différent (et limité) de couleurs et de luminosités qui « sortiront » du capteur. L’appareil photo possède donc un « espace de couleur » qui lui est propre et qui est plus petit que celui de la réalité physique.
C’est ce qui est représenté par la forme « capteur de l’appareil » sur l’illustration.

Ces informations (limitées, donc) issues du capteur sont rassemblées sous forme numérique dans un fichier.

Etape 2

Tant que le fichier est sous forme de fichier, il ne sert pas à grand-chose au photographe. Ce dernier n’aura qu’une idée en tête : le visualiser sur l’écran de son ordinateur (ou sur l’écran LCD arrière de son appareil – écran limité en capacité de restitution). Dans le cas d’un fichier RAW, il faudra procéder à un « dématriçage » afin de le visualiser. Un fichier RAW n’est pas affichable en l’état.
La majorité des logiciels de dématriçage (Adobe Lightroom, Canon Digital Photo Professional, Nikon NX, Apple Aperture, etc) vont alors utiliser ou proposer un espace de travail de couleur, virtuel, qui aura pour première vocation d’être plus grand que l’espace de couleur de l’appareil photo lui-même. Et ce, afin de ne pas encore perdre (tronquer) un ensemble de couleur déjà restreint.
C’est dans cet espace de couleur que seront faites les manipulations sur les couleurs et la luminosité (Développement).
Sur l’illustration, cet espace de couleur est appelé « Espace de travail » et l’exemple de l’espace ProPhoto est donné.
A noter que cet espace de travail, bien que plus grand que celui de l’appareil photo, est généralement plus petit que celui de la réalité physique.

Etape 3 (a=imprimante et b=écran)

Exprimée dans l’espace de travail du logiciel, la photographie vit une vie confortable, certes, mais n’est toujours pas révélée aux yeux du photographe via son écran ou via un tirage sur son imprimante.
C’est l’objet de la 3ème étape.
Il faut garder à l’esprit que, généralement, l’écran possède une capacité à reproduire les couleurs et les luminosités qui est plus petite (les fichiers ICC et ICM contiennent une description de l’étendue de l’espace de couleur des écrans et des imprimantes) que celle de la réalité physique, mais aussi plus petite que celle du capteur de l’appareil photo et de surcroit, beaucoup plus petite que celle de l’espace de travail. Il est néanmoins possible (heureusement !) d’afficher sur son écran la photographie prise auparavant.
Mais il va falloir indiquer COMMENT passer de l’espace de travail (virtuel) à celui de l’écran (ou de l’imprimante). Ou, de manière transitive, comment passer de l’espace de couleur de l’appareil photo à celui de l’écran ou de l’imprimante.
En effet, la capacité de reproduction de ces derniers étant plus limitée que celle du capteur, il y aura nécessairement perte de couleurs et d’informations de luminosité.
Mais on peut limiter les dégâts en guidant la « conversion ». La « compression » que devront subir les couleurs et la luminosité pour rentrer dans un espace plus petit peut être contrôlée (orientée) par le photographe, en précisant si cette « compression » doit préserver la perception ou bien le caractère absolu de l’étagement des couleurs et de la luminosité de départ. C’est l’intention de rendu.

conversion.png
Il est évident que l’on ne peut restituer l’intégralité d’un ensemble de couleurs et de luminosité dans un espace plus petit. Il y aura nécessairement des pertes. Cependant, la visualisation faisant appel au cerveau du spectateur, il est possible de le « leurrer » sans pour autant y perdre son âme.

En conclusion :

Il est essentiel de savoir que, de la réalité physique à la restitution finale (sur écran et sur imprimante, par exemple), l’image devra subir un certain nombre de conversions de ses informations de couleurs et de luminosité. Et généralement, les médias de restitution possèdent une plus faible capacité de restitution que l’appareil lui-même.

Il va sans dire, mais disons-le, que la maîtrise de cette chaîne ne peut avoir de sens que si chacun de ses maillons est étalonné. L’étalonnage garantit que les différents espaces de couleurs sont au moins situés correctement les uns par rapport aux autres, et qu’en particulier, les plus petits sont contenus dans les plus grands.

calib.png

Références sur PHOTO [numérique] :

Firefox et la gestion des couleurs – mise à jour
Firefox et gestion des couleurs
Technique : étalonnage, réglage et caractérisation d’un écran

Références externes :

La gestion des couleurs pour les photographes – Jean Delmas – Editions Eyrolles – 200 pages – ISBN 2-212-11613-6


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8 réponses à “Espaces de couleurs”

  1. 12 12 2010
    Jean Philippe (22:06:18) :

    François-Xavier,

    Très belle synthèse accessible à tous d’un sujet très complexe.

    Bravo

  2. 12 12 2010
    LCG (23:57:35) :

    Bonsoir FX.

    Merci pour ce bel article qui synthétise très bien la chose!

    J’ai cependant une question (deux en fait). Tu parles des écrans en général. Mais les écrans dit « widegamut » ont bien un espace plus grand que les écrans « normaux » ?
    Apportent-ils un réel avantage ?

    Merci.

  3. 13 12 2010
    PHOTO [numérique] (07:15:17) :

    Oui, bien sûr LCG, les « wide gamut » ont un espace de couleur plus grand que les écrans standard qui sont plutôt du type sRVB.
    Ils apportent donc bien quelque chose.

  4. 13 12 2010
    JPV (11:09:06) :

    Bravo pour cette présentation très « Lumineuse » !

  5. 18 12 2010
    PECourtejoie (09:24:02) :

    LCG, il existe aussi des cartes graphiques qui permettent une sortie en 10 bits par canal, avec les écrans idoines, les pilotes et le système d’exploitation aussi… Ils sont utiles pour afficher avec plus de précision des dégradés, ou des détails dans les zones sombres

    Il y a toujours un mieux, et mieux, ce n’est pas comme dans la pub, c’est aussi plus cher :D … et aussi plus compliqué à paramétrer, vu tous les paramètres à conjuguer

  6. 18 12 2010
    LCG (12:17:18) :

    @PECourtejoie : Oui il y a toujours mieux. Je posais la question car j’ai un Widegamut et si à la maison c’est très agréable, dès que je surfe sur le net le sRGB est souvent « flashy ».
    Je me pose aussi souvent la question de l’intérêt d’avoir un tel écran si 99% des personnes qui regardent mes photos via le net ont un écran « basique » non calibré.
    M’enfin c’est pas nouveau, depuis que je montre mes photos sur des écrans (et non plus en tirage) cette histoire me travaille beaucoup.

  7. 17 07 2011
    lawre (14:58:35) :

    Article intéressant. Mais je lis comme conclusion : »L’étalonnage garantit que les différents espaces de couleurs sont au moins situés correctement les uns par rapport aux autres, et qu’en particulier, les plus petits sont contenus dans les plus grands. »

    C’est vrai, mais n’oublions pas l’autre étape du calibrage est la [b][u]caractérisation[/u][/b] cad la conversion des données RGB d’un espace à l’autre afin de conserver la cohérence de la couleur absolue (couleur LAB)

  8. 17 07 2011
    PHOTO [numérique] (20:57:52) :

    Oui, tout à fait Lawre. Regarde bien à la fin de l’article lui-même.
    Il y a une référence qui concerne la caractérisation.
    L’étape de caractérisation n’a pas été oubliée, puisqu’elle a fait l’objet d’un petit billet, ici même, mais en 2008, il est vrai :
    http://fxbpn.unblog.fr/2008/04/06/technique-etalonnage-reglage-caracterisation/

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