Conversion d'espaces colorimétriques

La conversion d'espaces colorimétriques est ce qui se passe quand un Module de Gestion des Couleurs (CMM) traduit la couleur de l'espace d'un périphérique vers un autre. La conversion peut exiger des approximations pour préserver les qualités colorimétriques les plus importantes de l'image. Comprendre ces approximations aide à contrôler comment la photo peut changer — en conservant idéalement l'aspect ou l'ambiance voulus.

Contexte : désaccord de gamme (gamut mismatch) et intention de rendu

L'étape de traduction tente la meilleure correspondance entre périphériques — même apparemment incompatibles. Si le périphérique d'origine a une gamme plus large que le final, certaines couleurs seront hors de l'espace du périphérique de destination. Ces « couleurs hors gamme » (out-of-gamut colors) surviennent à presque chaque conversion et constituent un désaccord de gamme (gamut mismatch).

À chaque désaccord de gamme, le CMM utilise l'intention de rendu (rendering intent) pour décider quelles qualités de l'image privilégier. Intentions courantes : colorimétrique absolue et relative, perceptuelle, saturation. Chacune maintient une propriété de la couleur au détriment des autres (décrites ci-dessous).

Intentions PERCEPTUELLE et COLORIMÉTRIQUE RELATIVE

Les rendus perceptuel et colorimétrique relatif sont probablement les plus utiles pour la photo numérique. Chacun place une priorité différente sur le rendu des couleurs dans la zone de désaccord de gamme. Le colorimétrique relatif maintient une relation quasi exacte entre couleurs dans la gamme, même si cela écrête les couleurs hors gamme. En contraste, le rendu perceptuel essaie de préserver une relation entre couleurs hors gamme, même au prix d'imprécisions pour les couleurs dans la gamme. L'exemple suivant démontre un cas extrême pour une image dans un espace 1D noir-magenta :

A = Espace à large gamme
B = Espace à gamme étroite (destination)

	Colorimétrique relatif
A
↓
B
	Image convertie :

	Perceptuel
A
↓
B
	Image convertie :

Le perceptuel maintient des dégradés lisses en compressant toute la gamme tonale, alors que le colorimétrique relatif écrête les couleurs hors gamme (au centre des globules magenta et dans l'obscurité entre eux). Pour espaces 2D/3D, le colorimétrique relatif les projette sur la teinte reproductible la plus proche dans l'espace de destination.

Même si le perceptuel compresse toute la gamme, notez qu'il remappe les tons centraux plus précisément que ceux aux bords. La conversion exacte dépend du CMM utilisé ; Adobe ACE, Microsoft ICM, Apple ColorSync sont les plus courants.

Autre distinction : le perceptuel ne détruit aucune information de couleur — il la redistribue. Le colorimétrique relatif, lui, détruit de l'information. Cela signifie que la conversion en colorimétrique relatif est irréversible, alors que le perceptuel peut être inversé. Cela ne veut pas dire que convertir A→B puis B→A en perceptuel reproduira l'original ; cela nécessiterait une utilisation soignée de courbes de tons pour inverser la compression.

INTENTION COLORIMÉTRIQUE ABSOLUE

L'absolue est similaire au relatif : préserve les couleurs dans la gamme, écrête celles hors gamme, mais diffère sur la gestion du point blanc. Le point blanc est la position du blanc le plus pur et clair dans un espace (voir aussi température de couleur). Si on trace une ligne entre point blanc et point noir, elle traverse les couleurs les plus neutres.

La position de cette ligne change souvent entre espaces, comme montré par le « + » en haut à droite. Le colorimétrique relatif décale les couleurs dans la gamme pour aligner le point blanc d'un espace avec l'autre, tandis que l'absolu préserve les couleurs exactement (sans tenir compte du changement de point blanc). Pour illustrer, l'exemple ci-dessous montre deux espaces théoriques aux gammes identiques, mais points blancs différents :

= Point blanc

L'absolu préserve le point blanc, le relatif décale les couleurs pour aligner l'ancien point blanc sur le nouveau (tout en gardant leurs positions relatives). La préservation exacte peut sembler attrayante, mais le colorimétrique absolu cause des décalages de couleur inesthétiques et intéresse rarement les photographes.

Ce décalage survient car le point blanc de l'espace doit généralement s'aligner avec celui de la source lumineuse ou de la teinte du papier. Si on imprime sur un papier à teinte bleutée, l'absolu ignore ce changement. Le relatif compense les couleurs pour tenir compte du fait que le point le plus clair a une teinte bleue.

INTENTION SATURATION

L'intention saturation cherche à préserver les couleurs saturées, utile pour garder la pureté des couleurs en infographie lors de la conversion vers un espace plus large. Si l'appareil RVB d'origine contenait des couleurs pures (entièrement saturées), la saturation assure qu'elles restent saturées dans le nouvel espace — même si cela les rend relativement plus extrêmes.

L'intention saturation n'est pas souhaitable pour les photos car elle ne tente pas de maintenir le réalisme colorimétrique. Maintenir la saturation peut se faire au détriment de changements de teinte et luminosité, échange généralement inacceptable pour la reproduction photo. En revanche, c'est souvent acceptable pour l'infographie (graphiques secteurs).

Autre usage : éviter le tramage visible lors de l'impression d'infographie sur jet d'encre. Un certain tramage est inévitable (les imprimantes n'ont pas d'encre pour chaque couleur), mais la saturation minimise les cas où le tramage est clairsemé car la couleur est proche de la pureté.

ATTENTION AU CONTENU DE L'IMAGE

Il faut tenir compte de la gamme de couleurs réellement présentes dans l'image ; ce n'est pas parce qu'une image est définie par un grand espace qu'elle utilise toutes ces couleurs extrêmes. Si l'espace de destination englobe entièrement les couleurs de l'image (malgré être plus petit que l'espace d'origine), le colorimétrique relatif donnera un résultat plus précis.

L'image ci-dessus utilise à peine la gamme de votre écran, ce qui est typique de nombreuses photos. Si on la convertit vers un espace de destination aux rouges et verts moins saturés, aucune couleur de l'image ne sortira de l'espace de destination. Dans ce cas, le colorimétrique relatif sera plus précis. Car le perceptuel compresse toute la gamme — que ces couleurs soient utilisées ou non.

DÉTAILS OMBRES ET HAUTES LUMIÈRES EN ESPACES 3D

Les vraies photos utilisent des espaces 3D, alors qu'on a surtout analysé en 1D et 2D jusqu'ici. La conséquence principale de l'intention de rendu sur les espaces 3D est son impact sur les détails d'ombres et hautes lumières.

Si l'espace de destination ne peut plus reproduire les tons sombres subtils et les hautes lumières, ce détail peut être écrêté avec le colorimétrique relatif/absolu. Le perceptuel compresse ces tons sombres et clairs pour les faire tenir, mais au prix d'une réduction du contraste global (par rapport au colorimétrique).

La différence entre perceptuel et colorimétrique relatif est similaire à l'exemple magenta précédent. La différence principale : maintenant la compression/écrêtage se produit dans la dimension verticale — pour les couleurs d'ombres et hautes lumières. La plupart des tirages ne peuvent pas reproduire l'étendue clair/obscur qu'on voit sur écran, cet aspect est donc crucial pour l'impression photo numérique.

L'option « compensation du point noir » (black point compensation) aide à éviter l'écrêtage des ombres — même avec les intentions colorimétriques absolue et relative. Disponible dans les propriétés de conversion de presque tous les logiciels gérant les couleurs (ex: Adobe Photoshop).

RECOMMANDATIONS

Quelle est la meilleure intention de rendu pour la photo numérique ? En général, perceptuel et colorimétrique relatif conviennent le mieux car ils visent à préserver l'apparence visuelle de l'original.

Le choix dépend du contenu de l'image et de l'usage. Images aux couleurs intenses (couchers de soleil vifs, arrangements floraux bien éclairés) préserveront plus de dégradés dans les couleurs extrêmes avec le perceptuel. Mais cela peut compresser ou ternir les couleurs plus modérées. Images aux tons subtils (certains portraits) bénéficieront souvent de la précision accrue du colorimétrique relatif (si aucune couleur n'est dans la zone de désaccord). Le perceptuel est globalement le choix le plus sûr pour usage général et traitement par lots, sauf si vous connaissez les spécificités de chaque image.

Pour aller plus loin :

Partie 1 : Gestion des couleurs

Partie 2 : Gestion des couleurs : Espaces colorimétriques