Gestion des couleurs : espaces colorimétriques

Un « espace colorimétrique » (color space) est un outil conceptuel utile pour comprendre les capacités en couleur d'un périphérique ou fichier numérique. Lors de la reproduction sur un autre périphérique, les espaces colorimétriques montrent si vous pourrez conserver les détails d'ombres/hautes lumières, la saturation, et dans quelle mesure l'un ou l'autre sera compromis.

LA PALETTE NUMÉRIQUE DE COULEURS

De même qu'un artiste mélange ses couleurs primaires sur une palette pour visualiser la gamme de couleurs/teintes dont il dispose, un espace colorimétrique est effectivement une palette numérique — sauf que ces couleurs sont organisées et quantifiées avec bien plus de précision.

Cependant, contrairement à la palette d'artiste, les espaces colorimétriques restent souvent invisibles et ne servent que de toile de fond aux calculs en coulisses. Pourtant, apprendre à les visualiser aide à identifier l'espace le plus adapté à une tâche donnée.

VISUALISER LES ESPACES COLORIMÉTRIQUES

Un espace colorimétrique relie des nombres à des couleurs réelles, et est un objet tridimensionnel contenant toutes les combinaisons de couleurs réalisables. Comme on organise une palette, chaque direction dans l' « espace colorimétrique » représente souvent un aspect de la couleur : luminosité, saturation, teinte (selon le type d'espace).

Les deux diagrammes ci-dessous montrent la surface externe d'un espace colorimétrique exemple sous deux angles de vue. Cette surface représente les couleurs les plus extrêmes reproductibles dans cet espace (la « gamme de couleurs » ou color gamut). Tout ce qui est à l'intérieur est donc une combinaison plus subtile des couleurs de la surface.

Le diagramme ci-dessus aide à comprendre qualitativement un espace colorimétrique, mais ne serait pas très utile pour la gestion réelle. Car un espace colorimétrique doit presque toujours être comparé à un autre.

COMPARER LES ESPACES COLORIMÉTRIQUES

Pour visualiser plus d'un espace à la fois, les espaces sont souvent représentés par des coupes bidimensionnelles de leur forme 3D complète. Ces représentations 2D sont plus utiles au quotidien, car elles montrent rapidement la frontière complète d'une coupe donnée. Sauf indication contraire, les diagrammes 2D montrent habituellement la coupe contenant toutes les couleurs à 50 % de luminance (coupe horizontale au milieu vertical de l'espace ci-dessus).

Que déduire d'une comparaison 2D ? Les contours noir et blanc montrent les couleurs reproductibles par chaque espace, comme sous-ensemble d'un espace de référence. Les couleurs de l'espace de référence ne servent qu'à la visualisation qualitative, car elles dépendent de votre périphérique d'affichage. De plus, l'espace de référence contient presque toujours plus de couleurs qu'un écran ne peut en montrer.

Sur ce diagramme, « Wide Gamut RGB » contient plus de rouges, violets et verts extrêmes, alors que « sRGB » a légèrement plus de bleus. Attention : cette analyse ne vaut que pour 50 % de luminance (tons moyens de l'histogramme). Pour la gamme des ombres ou hautes lumières, regardez une coupe 2D à ~25 % et ~75 % de luminance.

TYPES : ESPACES DÉPENDANTS DU PÉRIPHÉRIQUE ET ESPACES DE TRAVAIL

Les espaces colorimétriques ont de nombreux types et applications. Terminologie courante :

• Espaces dépendants du périphérique expriment la couleur par rapport à un espace de référence. Ils renseignent sur le sous-ensemble de couleurs affichables par un écran/imprimante particulier, ou capturables par un appareil/scanner spécifique.
• Espaces indépendants du périphérique expriment la couleur en termes absolus. Souvent utilisés comme références universelles, utiles comme toile de fond pour comparer d'autres périphériques. Sinon, ce sont généralement des espaces invisibles, rarement interagis directement lors de la retouche.
• Espaces de travail (working spaces) sont utilisés par les logiciels de retouche et formats de fichiers pour contraindre la gamme de couleurs à une palette standard. Deux des plus courants en photo numérique : Adobe RGB 1998 et sRGB IEC61966-2.1. Pour une comparaison approfondie, voir sRGB vs Adobe RGB 1998.

Les périphériques ou espaces de travail capables de couleurs plus extrêmes ont une « large gamme » (wide gamut), l'inverse pour « gamme étroite » (narrow gamut).

ESPACES DE RÉFÉRENCE

Quel était l'espace de référence dans la comparaison précédente ? Presque tous les logiciels de gestion des couleurs actuels utilisent un espace indépendant du périphérique défini par la Commission Internationale de l'Éclairage (CIE) en 1931. Cet espace vise à décrire toutes les couleurs visibles par l'œil humain, basées sur la réponse moyenne d'un groupe de personnes sans problèmes de vision (« observateur colorimétrique standard »).

Note : Virtuellement tous les périphériques sont des sous-ensembles des couleurs visibles CIE (y compris votre écran), donc toute représentation de cet espace sur un moniteur doit être prise comme qualitative et très approximative.

L'espace CIE des couleurs visibles s'exprime sous plusieurs formes courantes : CIE xyz (1931), CIE L*a*b*, CIE L u'v' (1976). Tous contiennent les mêmes couleurs, mais les distribuent différemment :

(Tous les espaces montrés sont des coupes 2D à 50 % de luminance)

CIE xyz repose sur un graphique direct des signaux des trois types de capteurs couleur de l'œil. Ce sont les fonctions trichromatiques X, Y, Z (créées en 1931). Mais cette représentation alloue trop d'espace aux verts — confinant la variation de couleur apparente à une petite zone.

CIE L u'v' a été créé pour corriger la distorsion du CIE xyz en distribuant les couleurs roughly proportionnellement à leur différence de couleur perçue. Une zone deux fois plus grande en u'v' paraîtra aussi avoir deux fois la diversité de couleur — bien plus utile pour visualiser et comparer espaces.

CIE L*a*b* remappe les couleurs visibles pour qu'elles s'étendent équitablement sur deux axes — remplissant commodément un carré. Chaque axe représente une propriété facilement reconnaissable : décalage rouge-vert et bleu-jaune (utilisés dans la visualisation 3D au début). Ces traits font de L*a*b* un espace utile pour la retouche d'images numériques (Photoshop, GIMP, etc.).

Pour approfondir :
Partie 1 : Gestion des couleurs : Vue d'ensemble
Partie 3 : Gestion des couleurs : Conversion d'espaces colorimétriques