Vidéo et imagerie numérique - Représentation informatique de la couleur

Les représentations de la couleur

Afin de pouvoir manipuler correctement des couleurs et échanger des informations colorimétriques il est nécessaire de disposer de moyens permettant de les catégoriser et de les choisir. Ainsi, il n'est pas rare d'avoir à choisir la couleur d'un produit avant même que celui-ci ne soit fabriqué. Dans ce cas, une palette de couleurs est présentée, dans laquelle la couleur convenant le mieux au besoin est choisie. La plupart du temps le produit (véhicule, bâtiment, etc.) possède une couleur qui correspond à celle choisie.

En informatique, de la même façon, il est essentiel de disposer d'un moyen de choisir une couleur parmi toutes celles utilisables. Or, la gamme de couleurs possibles est très vaste et la chaîne de traitement de l'image passe par différents périphériques : par exemple un numériseur (scanner), puis un logiciel de retouche d'image et enfin une imprimante. Il est donc nécessaire de pouvoir représenter de façon fiable la couleur afin de s'assurer de la cohérence entre ces différents périphériques.

On appelle ainsi «espace de couleurs» la représentation mathématique d'un ensemble de couleurs. Il en existe plusieurs, parmi lesquels les plus connus sont :

• Le codage RGB (Rouge, Vert, Bleu, en anglais RGB, Red, Green, Blue).
• Le codage TSL (Teinte, Saturation, Luminance, en anglais HSL, Hue, Saturation, Luminance).
• Le codage CMYK.
• Le codage CIE.
• Le codage YUV.
• Le codage YIQ.

Le spectre de couleurs qu'un périphérique d'affichage permet d'afficher est appelé gamut ou espace colorimétrique. Les couleurs n'appartenant pas au gamut sont appelées couleurs hors-gamme.

La sélection des couleurs dans un logiciel

La plupart des logiciels graphiques offrent des moyens de sélectionner une couleur de manière interactive. La principale est souvent le nuancier, c'est-à-dire la présentation des couleurs dans un tableau dans lequel elles sont classées par nuances :

De plus en plus de logiciels intègrent toutefois des outils plus performants permettant de choisir une couleur parmi une vaste gamme. Ainsi, dans le sélectionneur de couleur ci-dessous, la teinte est représentée par un disque chromatique, tandis que la luminance est représentée par un sélecteur vertical donnant les nuances de la couleur allant du noir au blanc.

Dans le sélecteur ci-dessous par contre, la teinte est présentée en abscisses du sélecteur de gauche, et la saturation est en ordonnée. Le sélecteur de droite permet de régler la luminosité  :

Facteur gamma

On appelle facteur gamma le critère définissant le caractère non linéaire de l'intensité lumineuse d'un élément.

Ainsi la luminance d'un écran d'ordinateur est non linéaire dans la mesure où  :

• l'intensité lumineuse qu'il émet n'est pas linéairement proportionnelle à la tension appliquée, mais correspond à une courbe fonction du gamma de l'écran (généralement compris entre 2,3 et 2,6) :

  I ~ Vgamma

• l'intensité lumineuse perçue par l'oeil n'est pas proportionnelle à la quantité de lumière effectivement émise

Afin de remédier à cet effet et obtenir une reproduction satisfaisante de l'intensité lumineuse, il est possible de compenser la luminance en appliquant une transformation appelée «correction gamma».

Ainsi à chaque périphérique d'affichage correspond une transformation gamma, pouvant elle-même être adaptée à la perception de l'utilisateur.

La gestion de la couleur

Il est facile de comprendre l'intérêt du respect des couleurs d'une image lors du passage de celle-ci via plusieurs périphériques (chaîne numérique composée par exemple d'un scanner, d'un logiciel de traitement d'image, puis d'une imprimante) afin de s'assurer que l'image en fin de chaîne de traitement possède des couleurs proches de l'image d'origine. On appelle « gestion de la couleur » l'ensemble des opérations nécessaires afin de garantir la bonne conservation des couleurs d'une image.

Afin de pouvoir garantir la cohérence des couleurs il est essentiel d'étalonner (ou calibrer) l'ensemble des matériels de la chaîne numérique. Le calibrage (ou étalonnage) d'un matériel consiste ainsi à décrire dans un fichier, appelé profil ICC (International Color Consortium), l'ensemble des couleurs qu'il est capable d'acquérir ou de produire (il s'agit donc de son gamut) dans un espace de couleur indépendant (par exemple CIE Lab ou CIE XYZ).

Ce profil ICC est intégré dans l'image et véhicule l'ensemble des transformations qu'elle a subi le long de la chaîne de traitement, à la manière d'un carnet de suivi.

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