Rappels sur les bases de la couleur

La lumière + l'oeil = la couleur

Définition de la couleur

La couleur est la perception que nous avons des différentes longueurs d’onde qui constituent la lumière visible.
Cet ensemble de longueurs d’onde qu’on appelle le spectre de la lumière s'étend du violet (longueur d’onde = 380 nanomètres) au rouge (longueur d’onde = 720 nanomètres).
Au-delà de ces longueurs d’onde, la lumière devient invisible et on entre dans le domaine de l’ultraviolet (rayons responsables du bronzage) et dans l’infrarouge ou rayonnement calorique.

Trois parties qui influencent la perception des couleurs :

La source lumineuse : émission d'un spectre lumineux
L'objet : absorbe et réfléchit une partie du spectre lumineux entrant
L'oeil : reçoit la partie réfléchie du spectre lumineux de l'objet et aussi des portions de lumière ambiante.

Voici le spectre des lumières visibles par l'oeil
Tel l'arc-en-ciel, il s'étend du rouge jusqu'au violet allant de 380 nm à 720 nm

L’œil est le résultat d'une longue évolution d’une simple cellule de peau qui s’est spécialisée pour ressentir différentes franges des radiations électromagnétiques.
Au tout début de l’évolution, la peau avait déjà le sens de la perception de la chaleur ou du froid.
Lorsqu’on se trouve sous la lumière du soleil, les thermorécepteurs cutanés nous transmettent une douce sensation.
C’est une sensation due à une onde électromagnétique appelée infrarouge (ou chaleur).
L’œil a exactement le même rôle : recueillir des informations sur des fréquences électromagnétiques, mais de façon beaucoup plus élaborée et plus précise.
La traduction de ces radiations par le cerveau est la sensation de couleur.
Sur l’objet lui-même, il n’y a donc aucune couleur.
C’est simplement la structure moléculaire de la surface de l'objet formée de bosses et de creux qui permet à certaines fréquences de rebondir.

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Il y a deux types de photorécepteurs impliqués dans la vision: les bâtonnets et les cônes.
Les bâtonnets fonctionnent en présence de très peu de lumière. ... Il y a plus de 100 millions de bâtonnets dans l'œil humain. 
Les cônes ont besoin de beaucoup plus de lumière pour fonctionner et ils servent à voir les couleurs

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Les cônes sont donc responsables de la vision des couleurs.
Il existe trois sortes de cônes :
- Les cônes L (Long), sensibles aux "grandes" longueurs d'onde du visible, c'est à dire le rouge
- Les cônes M (Medium) sensibles au vert
- Les cônes S (Short) sensibles aux "basses" longueurs d'onde du visible, donc le bleu.

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L'oeil est un capteur qui interprète les ondes électromagnétiques et les envoies au cerveau qui les convertira en sensation de couleur

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La lumière blanche

La lumière qui regroupe l'ensemble des longueurs d'onde du spectre visible est appelé lumière blanche.
On peut la décomposer à l'aide d'un prisme grâce au principe de réfraction.

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La lumière blanche = La Σ des couleurs du spectre visible

 

Projection d'une lumière blanche sur une matière

 

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 Si on fixe du regard un objet blanc, les 3 types de cônes, rouge, vert, bleu vont être exités de la même manière, et vont chacun transmettre un signal au cerveau.
Celui-ci va alors combiner les trois informations, en mélangeant les trois couleurs pour "créer" le blanc.

 

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 Pour le noir, la matière absorbe toutes les fréquences du spectre visible et donc aucun des cônes vont être exités et l'absence d'information va "créer" le noir.

 

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 Pour le rouge, le cerveau recevra un signal de la part des cônes rouges, mais pas des bleus et des verts.

 

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 Pour le vert, le cerveau recevra un signal de la part des cônes vert, mais pas des bleus et des rouges.

 

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 Pour le bleu, le cerveau recevra un signal de la part des cônes bleus, mais pas des verts et des rouges.

 

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 Pour le jaune, le cerveau recevra un signal d'égale intensité de la part des cônes verts et rouges, mais pas des bleus.

 

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 Pour le Magenta, le cerveau recevra un signal d'égale intensité de la part des cônes bleus et rouges, mais pas des verts.

 

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 Pour le Cyan, le cerveau recevra un signal d'égale intensité de la part des cônes verts et bleus, mais pas des rouges.

Si on fixe du regard un objet coloré, les 3 types de cônes, rouge, vert, bleu vont être exités de manière différente, et vont chacun transmettre un signal au cerveau.
Celui-ci va alors combiner les trois informations, en mélangeant les trois couleurs pour "créer" une couleur .
Cette couleur correspondra au ratio de rouge, vert bleu, refléchi par la matière.

 

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La synthèse additive

Le principe de la synthèse additive des couleurs consiste à s'éfforcer de reconstituer, pour l'oeil humain, l'équivalent (l'apparence) de toute couleur visible, par l'addition de lumière provenant de trois sources monochromatiques rouge, verte, bleue.

Un peu de théorie

La synthèse additive concerne tous les mélanges de couleurs d'origine lumineuse tels que les spots, projecteurs trichrome, écrans, scanners, APN, etc... et s'appuie sur le principe d'apport de lumière colorée.

- En synthèse additive, le rouge, le vert et le bleu sont les couleurs primaires

- Lorsque l'on additionne les trois composantes rouge, vert, bleu (RVB) à 100%, on obtient du blanc

- L'absence de composante (lumière) donne du noir.

- L'addition deux à deux de ces couleurs primaires permet d'obtenir les couleurs secondaires (couleurs complémentaires)

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Exemples d'applications

Voici deux exemples d'utilisation de la synthèse additive :

Affichage d'un écran Spots lumineux Rouge vert bleu
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Si vous avez la curiosité de prendre une loupe ou un compte fils, et que vous grossissez une zone blanche de votre écran, vous verrez que le blanc est composé de pixels rouge, vert, bleu ayant une intensité lumineuse élevée.

Codage du RVB

Lorsque vous créez une couleur RVB dans votre logiciel de retouche préféré, les couleurs RVB sont codées de 0 à 255 ou bien en hexadécimal de 000000 à FFFFFF (couleur RVB pour le web)

Codage RVB.png

Cela provient du fait qu'en informatique, les ordinateurs utilisent des informations binaires (0 ou 1) appelées bit comme élément de base et des "mots" de 8 bits appelés octet.
Un octet permet de reproduire 256 combinaisons correspondant à 28 ou bien une série de huit 0 ou 1 allant de 00000000 à 11111111.

Pour coder une couleur en RVB, le rouge, le vert et le bleu sont codé de 0 à 255 soit 256 nuances par primaire
La combinaison des trois primaires RVB représente 256x256x256 = 16.777.216 couleurs différentes.
Soit beaucoup plus que les 8 millions de couleurs que l'oeil humain est capable de dissocier.

Concernant le code Héxadécimal, le rouge, le vert et le bleu sont codé sur deux caractères de 0 à F soit 16x16=256 nuances.

Exemple :
Rouge =  c1, Vert = 54 et bleu = a2 vont donner la couleur codé en hexadécimal #c154a2 équivalent à RVB (193, 84, 162)

Gris RVB

Une notion importante dans le domaine de la calibration, est le contrôle de la neutralité des gris.
Que ce soit pour les écrans, les APN, les scanners ou les imprimantes, un périphérique bien calibré doit être capable de reproduire des gris neutres.

Pour obtenir un gris neutre en RVB, le rouge, le vert et le bleu doivent avoir la même valeur.

Par exemple,
Un gris foncé pourrait avoir une valeur RVB de 20, 20, 20
Un gris moyen pourrait avoir une valeur de 128, 128, 128
Un gris clair pourrait avoir une valeur de 200, 200, 200

Pour rappel, le blanc RVB aura une valeur de 255, 255, 255 et le noir 0, 0, 0.

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La synthèse soustractive

Dans la synthèse soustractive tout est inversé par rapport au système additif.

Le cyan, le magenta et le jaune deviennent les couleurs primaires

La source lumineuse est le blanc du papier.
Chaque dépot de colorant sur le papier va soustraire une certaine quantité de luminosité au papier.

La couleur la plus foncée du système est le mélange de toutes les encres primaires.

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En utilisant seulement trois colorants sur une feuille de papier blanc, il est possible de reproduire la presque totalité des autres couleurs.

La synthèse soustractive est très souvent associée aux primaires CMJ (Cyan, Magenta, Jaune).
Le mélange des trois primaires donnera la couleur la plus foncée du système qui dans l'idéal devrait s'approcher du noir.
L'absence des trois primaires donne évidemment du blanc (blanc du support)

La synthèse soustractive concerne tous les mélanges de couleurs exploitant l'éclairement d'un support comme la peinture artistique, la teinture, les encres d'imprimerie ou d'imprimantes,

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Si en théorie, les trois couleurs primaires CMJ peuvent reproduire toutes les teintes intermédiaires allant du blanc jusqu'au noir. Dans la pratique, les encres utilisées dans les techniques d'impression (jet d'encre, offset, etc) ne sont pas assez pures pour produire un noir théorique.

CMJ ou CMJN ?

La superposition maximale des encres CMJ sur le papier ne peut reproduire qu'un brun foncé, c'est la raison pour laquelle l'encre noire "N"a été ajoutée à ces techniques d'impression, afin d'obtenir un noir le plus profond et neutre possible. D'où l'espace colorimétrique CMJN. Un fichier CMJN comporte les 4 couches composites C,M,J,N (codées de 0 à 100%).

Ce système basé sur les mélanges CMJ renforcés par la couleur noir s'appelle la quadrichromie (CMJN). c'est également un espace colorimétrique basé sur la synthèse soustractive.

Le noir a aussi d'autres avantages comme :

Gris CMJ

Une notion importante dans le domaine de la calibration, est le contrôle de la neutralité des gris.
Un périphérique bien calibré doit être capable de reproduire des gris neutres.

En théorie, pour obtenir un gris neutre en CMJ, le cyan, le magenta et le jaune doivent être dosés d'une façon équilibré.

Par exemple,
Un gris foncé aura une valeur CMJ de C80%, M80%, J80%
Un gris moyen aura une valeur de C50%, M50%, J50%
Un gris clair aura une valeur de C20%, M20%, J20%

C'est pour cela que le contrôle des "gris" sur une imprimante, permet de détecter une dérive colorimétrique de celle-ci.

Le GCR (Gray Component Replacement)

Le Noir est pris comme une composante à part entière de la couleur.
Par définition, toute couleur trichromatique est composée pour partie d’une part sensiblement égale de Cyan, de Magenta et de Jaune.
Or cette part sensiblement égale est assimilable à du gris puisque l'équilibre du cyan, du magenta et du jaune donne du gris.
On peut donc théoriquement remplacer cette part de la couleur, dite achromatique, par du Noir.
Dans la séparation, la courbe du Noir peut donc partir très tôt et monter rapidement en puissance.

Lors de la séparation CMJN, la couleur est progressivement remplacée par de l'encre noire
Plus la couleur est foncée, plus la proportion d'encre noire peu être importante.

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Les illuminants standards et Observer

D'une façon générale, la perception de la couleur d'un objet fait intervenir trois éléments : la source de lumière, l'objet lui-même et l'observateur.

Le spectre de la lumière

Pour bien comprendre comment les uns et les autres jouent un rôle dans la couleur perçue, suivons la transformation du spectre de la lumière lors de son cheminement de sa source jusqu'à notre oeil
Le spectre représente les variations d'intensité des ondes électromagnétiques qui forment la lumière, en fonction de leur longueur d'onde. 
Le spectre de la lumière émise par une source dépend du type de source : il diffère selon qu'il s'agisse du soleil, d'une lampe à halogène, d'un tube fluorecent etc...

La lumière, l'objet et l'observateur

En réfléchissant la lumière, l'objet modifie ce spectre.
En effet, il absorbe une partie des longueurs d'onde de la lumière incidente et renvoie les autres par réflexion spéculaire (comme sur un miroir et réflexion diffuse (dans toutes les directions), et éventuellement par d'autres phénomènes tels que les interférences et la diffractions 
Si l'objet paraît bleu, par exemple, c'est soit parce qu'il absorbe toutes les longueurs d'onde, sauf celles correspondant au bleu. Soit parce qu'un phénomène d'interférences favorise les longueurs d'onde correspondant au bleu.

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La couleur varie en fonction de l'illuminant

La couleur d’un objet dépend de la lumière qui l’éclaire.
L’objet diffuse certaines couleurs qu’il reçoit .
Il en absorbe d’autres et ne les renvoie pas.
Cela tient à la nature des objets ou de notre environnement.

Perception des couleurs (Observateur)

La perception des couleurs varie avec
• La distance d’observation :
• l’éloignement estompe les couleurs, la proximité ravive les couleurs

Les illuminants standards

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De nos jours, la plupart des entreprises possèdent des cabines de contrôle de la couleur, aussi appelées cabines lumières.
Ces cabines permettent de contrôler la couleur d’échantillons dans un environnement neutre et contrôlé. 
En effet, dans le but d'établir une certaine harmonie dans les méthodes de contrôle des couleurs, la CIE recommande notamment l'emploi de sources lumineuses normalisées, appelées illuminants, sur un fond uniforme :

L’utilisation de plusieurs illuminants permet notamment de repérer la présence d’échantillons métamères. En effet, deux échantillons de couleur semblable sous un éclairage (par exemple la lumière du jour D65) peuvent apparaître de couleur différente sous un autre éclairage (par exemple l'ampoule A).

L’utilisation des cabines lumières est un réel avancement dans le contrôle des couleurs.
L’élément observateur reste toutefois un paramètre subjectif non maîtrisé.
En effet, comme expliqué précédemment, l’observateur capte, analyse et traite le signal reçu.
Cependant, il arrive parfois que notre sensation colorée soit faussée par l’environnement. 
Ainsi, l’existence d’une illusion d’optique témoigne d’une perception visuelle erronée et l’interprétation qu’en fait le cerveau peut parfois être altérée.
C’est pourquoi, pour réduire l’impact de tels phénomènes, il convient de respecter certaines bonnes pratiques lors de l’utilisation de cabines lumières, comme par exemple un fond uniforme.
Les illusions de couleurs sont très nombreuses et très impressionnantes.
Ce sont les couleurs d’arrière-plan qui vont influencer notre perception.

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En conclusion

L’interprétation de la couleur est dépendante de paramètres tels que:

  1. Le type de source lumineuse
  2. L’intensité lumineuse
  3. De l’angle de vision
  4. De l’environnement
  5. De l’observateur
  6. De la distance d'observation

Pour maitriser la couleur, il faut d'abord maitriser la lumière

 

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Les modes couleurs indépendants : Lab, Lch, XYZ

Il existe plusieurs possibilités pour coder la couleur

Nous avons vu précédemment le RVB et le CMJN qui sont codés suivant des échelles allant:
De 0 à 255 pour le RVB (8 bits)
De 0 à 100 pour le CMJN (% d’encre)
De 000000 à FFFFFF L’hexadécimal pour le Web (RVB)

Il existe d’autres moyens de coder la couleur tel que:
Le TSL (Lch en anglais)
Le Lab
Le XYZ

L'avantage des modes Lab, TSL et XYZ, est qu'ils reposent sur la perception de l'oeil humain et que la description d'une couleur est précise et non dépendante à contrario des espaces RVB et CMJN.

Le mode TSL (Teinte, Saturation, Lumière)

En anglais : Lch (Lightness, Chroma, Hue)

Le modèle TSL est un modèle colorimétrique perceptuel car il se rapproche fortement de la perception physiologique de la couleur par l'œil humain.
Dans ce système, les couleurs sont toujours caractérisées par trois dimensions mais qui ont une signification tout autre que dans le modèle RVB, puisqu'elles représentent ici la teinte, la saturation et la luminosité.
On représente généralement le modèle TSL à l'aide de deux cônes inversés placés l'un au-dessus de l'autre (figure ci-dessous).

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Le mode Lab

En 1976, la CIE (Commission internationale de l'éclairage) développe le modèle colorimétrique La*b* (aussi connu sous le nom de CIELab), dans lequel une couleur est repérée par trois valeurs :

Le mode Lab couvre ainsi l'intégralité du spectre visible par l'oeil humain et le représente de manière uniforme.
Il permet donc de décrire l'ensemble des couleurs visibles indépendamment de toute technologie graphique.

De cette façon il comprend la totalité des couleurs RGB et CMYK, c'est la raison pour laquelle des logiciels tels que PhotoShop utilisent ce mode pour passer d'un modèle de représentation à un autre.

Les modèles de la CIE ne sont pas intuitifs, toutefois le fait de les utiliser garantit qu'une couleur créée selon ces modèles sera vue de la même façon par tous !

Le mode Lab est la passerelle entre les modes RVB et CMJN
Utilisé dans la gestion de la couleur et plus exactement dans les profils ICC.

 

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Le modèle CIE XYZ

Le modèle CIE XYZ (également appelé modèle CIE 1931) est le premier modèle colorimétrique créé par la CIE en 1931. Réalisé à partir d'une série d'expériences sur la perception des couleurs par l'œil humain, ce modèle sert de référence pour définir d'autres modèles. Les trois composantes X, Y et Z du modèle représentent respectivement la teinte, la luminance (intensité lumineuse pondérée par la sensibilité spectrale de l'œil) et la saturation. Ces trois valeurs, dites valeurs tristimulus, qui sont fonctions du triplet lumière, objet, observateur, sont obtenues en intégrant sur le spectre visible le produit de la réflectance de l'objet éclairé par un illuminant par la sensibilité spectrale de l'œil humain (figure ci-dessous).

SENSIBILITÉ SPECTRALE DE L'ŒIL HUMAIN POUR UN OBSERVATEUR "STANDARD"

X = k \int_{400nm}^{800nm} I(\lambda) \times R(\lambda) \times x(\lambda).d\lambda
Y = k \int_{400nm}^{800nm} I(\lambda) \times R(\lambda) \times y(\lambda).d\lambda
Z = k \int_{400nm}^{800nm} I(\lambda) \times R(\lambda) \times z(\lambda).d\lambda
Avec
k = \frac{100}{\int_{400nm}^{800nm} l(\lambda) \times y(\lambda).d\lambda}
I: densité spectrale de l'illuminant
R : réflectance de l'objet
x, y et z : fonctions d'équivalence de couleurs

Le codage des couleurs

 

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Les Profils ICC

Un profil ICC (International Color Consortium ) est un fichier ayant une extensions .icc ou .icm.

Ce fichier contient les données permettant de convertir les couleurs depuis un espace colorimétrique source (CMJN, RVB et généralement lié à un périphérique) vers un espace colorimétrique indépendant (L*a*b* ou XYZ, espaces normalisés couvrant le spectre visible par l'œil humain).
Il fait le lien entre les coordonnées des couleurs dans l'espace colorimétrique source et les coordonnées des couleurs dans l'espace colorimétrique indépendant.

 

Comment ça marche

Le profil icc est, donc une table de conversion des couleurs, utilisé par les systèmes d'exploitation des ordinateurs pour corriger les couleurs des différents périphériques, mais aussi dans les logiciels de design, les RIPs, etc...

Un profil ICC peut caractériser :

Applications

Le profil ICC permet de savoir quelles sont les couleurs atteintes par le périphérique et de quelle manière, il est possible :

Les profils ICC ont des fonctions bien précises.
Par exemple, un profil de caractérisation d'écran ne doit pas servir à convertir les images.
De même que le profil servant à la "calibration" des papiers d'une imprimante ne sert pas à simuler les couleurs imprimées sur un écran.

Pour en savoir plus, reportez vous au site : Profil ICC - Wikipédia

Emplacement des profils dans vos ordinateurs

Mac OS X
- Bibliothèque > ColorSync > Profils
- “Utilisateur” > Bibliothèque > ColorSync > Profils

Windows
- Windows > System32 > Spool > Drivers > Color

Comment créer des profils ICC

La caractérisation d'un périphérique ou d'un média consiste à mesurer une gamme de patches de couleurs.

Pour une imprimante, on caractérise un média (papier, vinyl, bache, tissus, etc...).
Cela consiste à imprimer une mire sur le support que l'on souhaite caractériser, ensuite on la mesure avec un spectrophotomètre.

Pour un scanner, on scanne une gamme de référence de type IT8.7/2, ensuite on compare les couleurs de l'image ainsi capturées avec un fichier texte contenant les valeurs Lab de référence des couleurs de la gamme.

Pour un APN, on photographie une gamme de référence de type Colorchecker, ensuite on compare les couleurs de l'image ainsi capturées avec un fichier texte contenant les valeurs Lab des couleurs de la gamme Colorchecker.

Imprimante Scanner Appareil photo numériqie
I1Pro ECI2002R 3.png

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Le profil icc ainsi réalisé, contient les valeurs de références et les valeurs mesurées qui seront utilisées par la suite par les applications ou les systèmes d'exploitation.

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Coraye et les profils ICC

Les modules Print Profiler RVB et CMJN de Coraye permettent de créer des profils ICC pour permettre à vos systèmes d'impression de reproduire les couleurs fidèlement en fonction du média (Papier, textile, vinyl, etc...)
Il est aussi possible avec ces deux modules de créer des profils de simulation pour anticiper les résultats que vous obtiendrez lors de l'impression.

Pour en savoir plus, reportez vous au chapitre : Créer un profil à partir d'une mire standard

Coraye utilise aussi les profils pour convertir les couleurs mesurées, les tables de couleurs, etc...

Pour en savoir plus, reportez vous au chapitre : Color converter

Pour en savoir plus, reportez vous au chapitre : Convertir les tables de couleurs pour les rendre imprimable

 

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Le Gamut

Le gamut représente la modélisation en 3 dimensions des couleurs d'un profil ICC ou d'une image.

Généralement cette représentation graphique s'affiche dans un espace 3D Lab.

Dans l'exemple ci-dessous, nous pouvons comparer le gamut du profil ICC d'une imprimante Epson SC-P7000 avec le gamut d'une image.

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Dans cet exemple nous pouvons voir en superposant les deux gamuts, que le bleu saturé de l'image de la méduse sort du gamut des couleurs reproductibles de l'imprimante.
Donc le bleu sera reproduit avec moins de saturation.

Comme nous l'avons vu dans le chapitre sur les profils ICC, le profil ICC est réalisé à partir de la mesure d'une gamme de patches de couleurs.
Grâce au Gamut Viewer, nous pouvons comparer les couleurs mesurées avec le profil ICC généré à partir de ces mesures.

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Le choix de la gamme et du nombre de patches est déterminant lors de la création du profil ICC.

Pour en savoir plus, reportez vous au chapitre : Gamut Viewer du manuel de Coraye

Les couleurs non reproductibles

Dans l'exemple ci-dessous nous avons affiché dans le Gamut Viewer le profil d'une imprimante, celui d'une image et une couleur saturée.
Comme nous l'avons vu précédement, nous pouvons voir que certaines couleurs de l'image ne pourront pas être reproduite fidèlement ainsi que la couleur Yellow que nous avons mesurée avec un spectrophotomètre.

Gamut fleur.png

L'outil Gamut Viewer est un outil pédagogique qui permet de vérifier la reproductibilité des couleurs sans avoir besoin d'imprimer.

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Les espaces couleurs de référence

Comme dans n'importe quel domaine, lorsque l'on parle de calibration, nous devons toujours effectuer les calibrations par rapport à une référence ou un étalon.
La chaine graphique n'échape pas à la règle. C'est pour cela qu'il est nécessaire d'utiliser des espaces couleurs de référence pour uniformiser les rendus colorimétriques.

La problématique est que les différents périphériques ne permettent pas de capturer, d'afficher ou d'imprimer les mêmes couleurs.

Pour remédier à cela, des espaces couleurs de référence ont été défini en fonction de la destination des images à reproduire.

 

Le web - écran bureautique L'impression numérique

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L'impression industrielle La vidéo
image-1635608127995.png image-1635608257541.png
Tirage photo argentique APN

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Smart phone & tablette

 

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Les profils de référence les plus communs :

Espace RVB :

- sRGB Color Space Profile.icc : Espace couleur générique des écrans de bureautique
Espace de couleur utilisé pour traiter les images destinées aux sites sur le web, aux tirages photo argentique et aux images pour une utilisation "grand public".

- AdobeRGB1998.icc : Espace couleur créé par Adobe en 1998. Il a été conçu pour les graphistes dont le travail sur écran est destiné à l'impression.

- Display P3 : Espace couleur pour les écrans de bureautique plus large que le sRGB (écran Apple, tablette et smart phone de nouvelle génération)

ProPhoto.icc : Espace couleur créé par Kodak en 1980 et basé sur l'ensemble des couleurs que l'oeil est capable de voir.
L'inconvéniant de ce modèle est que les périphériques d'affichage et d'impression sont incapables, et de très loin, de reproduire les couleurs de son gamut.
Cet espace couleur est généralement utilisé pour le traitement des images RAW des APNs

Vidéo :

REC709 : La recommandation Rec. 709, intitulée « Valeur des paramètres des normes de TVHD pour la production

et l'échange international de programmes », est un standard de l'industrie audiovisuelle pour la télévision à haute définition (TVHD).

REC2020 : La recommandation Rec. 2020, est un standard de l'industrie audiovisuelle pour la ultra haute définition (UHDTV).

DCI P3 : DCI-P3 a un gamut plus étendu que la Recommandation 709 conçue pour les téléviseurs, reprise par sRGB pour les écrans d'ordinateur. Il constitue une étape pour l'accès à la Recommandation 2020, prévoyant un espace de couleurs plus étendu1. sRGB reproduit environ 36 % de l'ensemble des couleurs visibles ; DCI-P3, environ 45 %.

Espace CMJN :

Généralement , les profils de référence CMJN sont issus des standards utilisés dans le domaine des arts graphiques.
Nous aborderons ce sujet dans un chapitre dédier aux normes Fogra et IDEAlliance.

PrintWide2020 ; PrintWide est un espace de référence CMJN à très large gamme conçu pour englober la gamme de
toutes les encres ou colorants dans tous les systèmes d'impression couleur connus.
Bien que l'ensemble de données n'ait que quatre canaux (CMJN), sa gamme inclut l'effet des encres typiques à "gamme étendue" telles que OGV (Orange, Vert et Violet) ou RVB (Rouge Vert et Bleu) souvent utilisés en impression jet d'encre, flexo ou offset.

Représentation des Gamuts

Afin d'illustrer les différences entre les espaces de référence, nous allons afficher quelques uns d'entre eux dans le gamut viewer.
Rappelons que plus le volume du gamut est grand, plus le nombre de couleurs que nous pourrons reproduire sera important.

Du plus petit au plus grand gamut  :
- Isocoated_v2_eci.icc (CMJN imprimeur offset) (vert)
- sRGB et REC 709 (web, TVHD & grand public) (jaune)
- DCI P3 et Display P3 (vert)
- Adobe RGB 1998 (rouge clair)
- REC 2020 (UHDTV) (rouge foncé)

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Comment optimiser les couleurs de vos impressions ?

Votre imprimante est capable de reproduire un certain nombre de couleurs.
Cela va dépendre de sa technologie, des encres utilisées et des supports pour l'impression.

Si vous souhaitez optimiser les couleurs de vos impressions, choisissez l'espace couleur qui vous permettra de le faire.

Prenons un exemple :
Je souhaite imprimer des images sur une imprimante Epson SC-P7000 qui utilise des encres C, M, J, N, lc, lm, lg, llg, Orange et Verte.

image-1635608002029.pngEpson SC-P7000

Comparons les couleurs que l'imprimante est capable de reproduire avec l'espace de références sRGB.icc
Comme nous pouvons le voir, il serait dommage dans ce cas de convertir les images en sRGB.icc pour les imprimer, car l'espace sRGB.icc est très limité dans la reproduction des "bleu-vert".

image-1636560660938.pngProfil Epson P7000 vs sRGB

Maintenant, comparons l'espace couleur Adobe RGB 1998.icc avec ce même profil de l'Epson SC-P7000 ( Encres CMJN + Orange et Vert)

L'adobe RGB 1998.icc ayant un gamut plus grand (volume) vous pourrez reproduire des impressions avec des "bleu-vert" plus saturés. 
Ceci est très intéressant pour la reproduction de photos de paysages (ciel et mer bleu azure par exemple).

image-1636560559521.pngProfil Epson P7000 vs Adobe RGB 1998.icc

Le nouveau profil de référence CMJN PrintWide2020.icc permet d'optimiser les impressions réalisées sur des imprimantes ayant des gamuts étendus grâce aux encres CMJN, Orange, Verte et Violette.

image-1637079119892.pngProfil Epson P7000 vs PrintWide2020.icc

Espace Adobe RGB 1998 vs sRGBimage-1636212548254.pngEspace Adobe RGB 1998 vs sRGB

Conclusion

Pour optimiser la reproduction de vos images, choisissez un espace couleur adapté aux capacités de reproduction de vos périphériques.

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Les modes couleurs dépendants : RVB, CMJN

Dans le chapitre précédent nous avons comparé le gamut de différents profils RVB et nous avons vu que chacun d'entre eux sont capables de reproduire des couleurs plus ou moins saturées.

Le mode RVB

Prenons par exemple les profils RVB sRGB et Adobe RGB 1998. et comparons les dans le gamut Viewer :

Nous pouvons constater que le gamut de l'Adobe RGB 1998 est largement plus grand que celui du sRGB

image-1636212548254.png

Créons une couleur verte avec les valeurs Lab 80, -120, 85.
Cette couleur est dans le gamut du profil Adobe RGB 1998 mais elle n'est pas dans le gamut du sRGB.

Cela veut dire qu'il est possible de la reproduire dans l'espace Adobe RGB 1998 mais pas dans celui du sRGB.

La valeur RVB de cette couleur dans l'espace Adobe RGB 1998 est 51, 242, 0

Adobe RGB vs sRGB.png

Rentrons cette valeur dans Photoshop en indiquant dans les réglages "Edition > Couleur" le profil sRGB comme profil de référence:

Adobe RGB vs sRGB 2.png

Indiquons la même valeur RVB de la couleur verte convertie avec le profil Adobe RGB 1998.icc : 51, 242, 0
Dans le sélecteur de couleur de Photoshop, la valeur Lab obtenue avec le profil sRGB.icc devient 84, -73, 78

Adobe RGB vs sRGB 3.png

Comparons les deux valeurs Lab correspondant a la même valeur RVB 
Dans l'espace Adobe RGB 1998 la valeur RVB 51, 242, 0 donne une valeur Lab 80, -120, 85
Dans l'espace sRGB la valeur RVB 51, 242, 0 donne une valeur Lab 84, -73, 78


Adobe RGB vs sRGB 4.png

Donc en fonction de l'espace couleur une même valeur RVB donne une couleur différente

Rappelons que les valeurs RVB codées en 8 bits varient de 0 à 255 pour le Rouge, le Vert et le Bleu.
Nous avons donc une échelle de 256 valeurs réparties par rapport au volume du profil.
Ce qui explique pourquoi une même valeur RVB ne donne pas une même couleur en fonction du profil.

Le mode RVB est donc un mode couleur dépend de son profil de référence.

 

Le mode CMJN

Pour le CMJN, les valeurs Cyan, Magenta, Jaune et Noire sont en pourcentage %, c'est à dire qu'elles sont codées de 0 à 100.
Nous avons donc une échelle de valeurs réparties par rapport au volume du profil.
Ce qui explique pourquoi une même valeur CMJN ne donne pas une même couleur en fonction du profil.

Exemple :  Cyan 20%, Magenta 75%, Jaune 10% Noir 10%

Dans l'exemple ci-dessous, nous comparons le volume de trois profils CMJN :
- L'Isocoated_v2_eci.icc (Offset papier couché Fogra 39)
- Le CMJN PSO_Uncoated_v3_Fogra52.icc (Offset papier non couché Fogra 52)
- Le profil PrintWide2020.icc (Référentiel CMJN en impression numérique)
Le profil Isocoated_v2_eci.icc (correspondant à un papier couché en impression offset) a un volume supérieur à celui du profil PSOuncoated_v3_Fogra52.icc (correspondant à un papier non couché en impression offset)
Cela veut dire qu'en impression offset, nous pourrons reproduire des couleurs plus saturées sur le papier couché.
Par contre sur des imprimantes Jet d'encre tel que les Epson SC-P7000 qui utilisent des encres Oranges, Vertes et Violettes en plus des primaires CMJN, nous sommes capables de reproduire des couleurs bien plus saturées sur un papier photo par exemple.

image-1637836177586.png

Donc en fonction de l'espace couleur de référence, une même valeur CMJN donnera une couleur différente.

 

Le mode CMJN est donc un mode couleur dépend de son profil de référence.

 

Les tons directs

Prenons par exemple les couleurs PANTONE
En comparant les couleurs d'un nuancier PANTONE Solid Coated avec le profil CMJN Isocoated_v2_eci.icc, nous pouvons nous apercevoir qu'un grand nombre de couleurs sont en dehors du gamut du profil CMJN.

image-1636218091340.png

Il n'est donc pas possible de communiquer ces couleurs en CMJN sans en modifier la couleur.

C'est pour cela que les couleurs des nuanciers numériques PANTONE sont définies en Lab (ou bien avec leurs valeurs spectrales) et non pas en CMJN.

A noter que PANTONE propose des nuanciers "Color Bridge" qui permettent d'avoir un aperçu des couleurs PANTONE converties en CMJN ou RVB. Du coup les couleurs de ces nuanciers ne sont pas les Pantones de référence.

 

 

image-1636394084870.png

En conclusion

Si on communique une couleur en RVB ou en CMJN sans préciser son espace de référence, les couleurs peuvent être mal interprétées.
De plus il est impossible de communiquer des couleurs en RVB ou CMJN si ces couleurs ne font pas partie de l'espace de référence.

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Les Delta E

Le Delta E permet de quantifier la différence de couleur entre deux échantillons

Cette valeur correspond à la différence entre deux couleurs désignées comme deux points dans l'espace colorimétrique Lab.
Plus la valeur Delta E tend vers 0, plus la précision des couleurs est grande.

L'usage du Delta E permet de mettre en place des procédures de contrôle qualité, de comparer une couleur avec un nuancier de référence, ou bien simplement, de vérifier si une couleur est reproductible sur une imprimante.

Si le Delta E est égal à 0, cela veut dire que la couleur 1 et la couleur 2 sont identiques.
Si le Delta E est supérieur à 2, l'oeil humain arrivera à discerner une différence entre les deux couleurs

image-1636221496466.png

∆E est l’initiale du mot allemand « Empfindung » signifiant: « Différence perçue »

La formule originale du calcul de l'écart de couleur (Delta E76) à été crée en 1976 par la Commission internationale de l'éclairage (CIE)

Couleur 1 : valeur Lab : L1, a1, b1
Couleur 2 : valeur Lab : L2, a2, b2

 
On reconnaît la formule de la distance euclidienne.

En 1994, une deuxième version du mode de calcul (Delta E94) à été mise au point pour appliquer des coefficiants différents en fonction des matières mesurées

En 2000 une nouvelle version du mode de calcul (Delta E00) a permis d'obtenir une valeur du delta E plus cohérente avec la perception de l'oeil humain.
En partant sur le principe que l'oeil est plus sensible aux différences de teintes lorsque les couleurs sont proches des gris (axe des L) et qu'il l'est moins lorsque qu'il compare des couleurs saturées (exemple du jaune citron), le calcul du Delta E2000, prend en compte les zones de couleurs dans son mode de calcul.

Pour en savoir plus sur les formules des différents Delta E :

http://www.brucelindbloom.com/Math.html

Comparons deux couleurs avec Coraye

Dans l'exemple ci-dessous nous avons affiché une couleur de référence et une couleur mesurée pour visualiser la différence entre ces deux couleurs.
La valeur de Delta E est aussi affichée dans le coin inférieur droit de la fenêtre.

Delta E.png

Pour en savoir plus, reportez vous au chapitre : Delta Finder

Pour en savoir plus, reportez vous au chapitre : Color Finder

Pour en savoir plus, reportez vous au chapitre : Edition des tolérances

 

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Les méthodes de rendu

Il n'est pas rare que les images issues des périphériques de capture tel que les APNs ou les scanners produisent des images dont toutes les couleurs ne peuvent pas être reproduites fidèlement sur une imprimante.

La question que nous pouvons nous poser est : 
Comment les couleurs qui sortent du gamut de l'imprimante vont-elles être reproduites ?

La réponse est : ça dépend de la méthode de rendu

image-1636390449610.pngGamut d'une image comparé au gamut d'une imprimante

Il existe quatre méthodes de rendu :

Colorimétrie Relative - compression des couleurs hors gamut vers la couleur la plus proche, avec déplacement du blanc

- Les couleurs saturées qui sont en dehors de l'espace de destination vont toutes être écrasées, mais les couleurs communes entre l'espace source et l'espace de destination ne seront pas modifiées.
Ce mode de rendu convient aux images ne contenant pas beaucoups de couleurs saturées.

Lorsque que l'on utilise ce mode de rendu colorimétrique, il est possible d'activer la compensation de point noir, qui permettra d'obtenir des dégradés de noir harmonieux.

image-1636392211627.png

Perceptive ou perceptuel - compression homothétique du gamut source vers le gamut destination

Les couleurs de l'espace source vont toutes être compressèes dans l'espace de destination.
Cela aura pour effet de désaturer l'ensemble des couleurs de l'image de façon à conserver les détails contenus dans les couleurs les plus saturées.

image-1636392266900.png

Colorimétrie Absolue - compression des couleurs hors gamut vers la couleur la plus proche, avec simulation papier
⦁ application: épreuvage

Saturation - maximisation de la saturation
⦁ application: présentat. graphique (histogrammes, ...)

 

 

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Les nuanciers Pantone

Savez vous que la société Pantone®, dans ces débuts, fabriquait des vernis pour recouvrir les ongles de ces dames ?
Aujourd'hui nous les connaissons surtout pour leurs nuanciers utilisés dans le domaine de l'impression et de l'industrie.
Car si ces "Pantoniers" sont utiles pour les coloristes, ils sont devenus des référentiels dans le domaine de la couleur.
Ils nous servent à communiquer, rechercher et contrôler des teintes.
Mais attention ! mal utilisé, ils pourraient générer beaucoup de problèmes ...

L'histoire de PANTONE

La société Pantone est née aux États-Unis, en 1866, pour promouvoir un nuancier conçu pour les produits cosmétiques. Et elle ne fera que cela pendant des années. Jusqu’à ce que l’un de ses lointains directeurs, Lawrence Herbert, la rachète en 1962 et lance l’année d’après, en 1963, Le Pantone Matching System (PMS).
 Il ne s’agissait alors que de mettre de l’ordre dans la communication sur les couleurs par un système de code donné à chaque nuance de couleur.
Cela reste la fonction première du nuancier pantone.

Les Couleurs PANTONE

Le principe du meilleur rendu couleur possible, développé en imprimerie avec l’hexachromie (6 couleurs CMJN + Orange et Vert), a conduit à la mise au point d’une palette de 13 couleurs de base. 
Ces 13 couleurs de base ont été complétées, dans les années suivant leur mise au point, par 5 autres couleurs.
Ce qui fait qu’aujourd’hui, le nuancier pantone, est une déclinaison de 18 couleurs de base :

Pantone, en combinant ces encres primaires à créé des milliers de couleurs.
En fonction des supports sur lesquels les encres sont imprimées, le rendu des couleurs diffèrent.
C'est pour cela qu'il existe plusieurs nuanciers PANTONE (Pantonier) tels que :

L'intérêt des encres PANTONE pour un imprimeur, est d'imprimer des couleurs qui ne pourront pas être reproduites en CMJN ou bien pour réaliser des impressions dans le domaine de l'emballage.
Mais attention, l'utilisation de couleurs suplémentaires en imprimerie traditionnelle à un coût...

PANTONE et l'impression numérique

Dans le domaine de l'impression numérique, (prenons le jet d'encre par exemple), les imprimantes peuvent utiliser des encres Cyan, Magenta, Jaune, Noir, Orange, Verte, Violette, Rouge, Bleu pour reproduire des couleurs saturées.
Mais aussi des encres claires (Light) pour augmenter la qualité des couleurs pastel.
Il existe aussi des encres blanches, metalliques, fluo, etc...

Chaques imprimantes est capable de reproduire un certain nombre de nuances en fonction :
- De sa technologie (Piezo, thermique, flexo, etc...)
- Du type d'encre utilisée (Eco solvant, latex (résine), pigmentaire, sublmation, etc...)
- Du nombre d'encres différentes qui la compose
- Du média sur lequel on imprime (Papier, tissus, vinyl, bache, etc...)
- etc...

Les imprimantes jet d'encre sont donc capables de reproduire un espace couleur beaucoup plus important qu'une imprimante offset qui imprime avec des encres CMJN par exemple.

image-1640779024017.pngIsocoated v2 eci.icc (Fogra 39) vs Epson P7000 papier de type photo


Donc le nuancier PANTONE ne pourra servir que de référence pour imprimer une couleur.

La question que nous pouvons nous poser est : Est ce que l'imprimante est capable de reproduire toutes les couleurs d'un nuancier PANTONE ?
Rappelons que les nuanciers Pantone C, U ou M sont des lexiques des encres aditionnelles destinées à l'impression traditionnelle.

PANTONE et l'impression textile

Il existe d'autres nuanciers pour l'impression des textiles
- Pantone TCX (Textile sur coton)
- Pantone TPX (Textile sur papier)
- Pantone TPG (Textile sur papier)
- Pantone fashion home + interiors
- etc...
Comme nous pouvons le voir en comparant un nuancier Pantone C (en blanc) et un nuancier Pantone TCX (en rouge), les couleurs des nuanciers Pantone C contiennent des couleurs plus saturées.

image-1640344239287.pngPantone TCX (Rouge) vs Pantone C (Blanc)

Maintenant comparons le profil d'une imprimante Epson SC-F10000 utilisant des encres à sublimation pour l'impression sur tissu polyester, nous pouvons voir que le nuancier Pantone TCX est plus adapté à cette technologie d'impression.
Nous pouvons aussi constater qu'il y a des couleurs du nuancier (dans les bleu-vert) que nous ne pourrons pas reproduire.
Mais il y a aussi beaucoup de couleur qui ne sont pas dans le nuancier Pantone TCX que nous pourrions reproduire (Vert, Jaune, Rouge, Bleu e.g.)

image-1640345531504.pngPantone TCX vs Profil Epson F10000 sublimation textile

En conclusion, si vous souhaitez utiliser des nuanciers Pantone pour définir les couleurs que vous souhaitez reproduire, utilisez des nuanciers adaptés.
Sinon demandez à votre imprimeur qu'il vous imprime les nuanciers dans les conditions normales d'impression et utilisez les couleurs fournies par votre imprimeur.

Dans quel mode couleur sont défini les couleurs Pantone ?

Comme nous l'avons vu précédemment, les couleurs Pantone peuvent servir en imprimeie à reproduire des couleurs qui ne sont pas reproductible en CMJN.
Donc l'espace couleur CMJN ne peut pas être utilisé car :
1) Le CMJN est dépendant d'un profil de référence
2) Il y a des couleurs Pantone qui ne sont pas reproductibles en CMJN

image-1640346533883.pngPantone C vs Isocoated v2 eci.icc (Fogra 39)

L'espace couleur généralement utilisé pour définir une couleur Pantone est le Lab car c'est un mode couleur indépendant qui repose sur la perception de l'oeil humain.

image-1640347053315.pngValeurs Lab d'un nuancier Pantone 

Les nuanciers papier

Les nuanciers papier n'ont comme seule vocation que d'aider au choix d'une couleur mais n'ont pas la prétention d'être suffisamment précis pour permettre le contrôle d'une teinte.
Le contrôle visuel dépend aussi de l'état de votre Pantonier, de l'environnement lumineux dans lequel vous allez visualiser vos couleurs et ... de vous !
Car vous le savez sûrement, la couleur est subjective.
Dès le premier jour d'utilisation, vos nuanciers peuvent avoir des écarts importants.Les couleurs imprimées sur un nuancier Pantone® ne peuvent pas avoir des valeurs absolues et sont forcément reproduites avec des tolérances.
Sans oublier les mises à jour.
L'actuel nuancier Pantone® solid coated contient 2663 couleurs, et le vôtre ?

Alors le numérique ?


C'est en effet la solution la plus fiable car en utilisant un spectrophotomètre et un logiciel adapté cela nous apporte les avantages suivant :
- Précision de la mesure
- Utilisation des valeurs spectrales ou Lab officielles
- Pas d'interprétation de la couleur
- Maitrise des conditions avec lesquelles la mesure est réalisée
.- Quantification précise de l'écart entre la couleur mesurée et la valeurs de référence.
- Enregistrement et partage des informations pour une meilleure communication.
- Mise à jour des nuanciers
- Recherche de teinte plus fiable et plus rapide.
- Création et utilisation de nuanciers personnalisés (échantillons de cuirs, de tissus, vinyle, etc...)

Les nuanciers Pantone + Color Bridge

Attention danger ! ces nuanciers ne contiennent pas les valeurs des couleurs Pantone de référence, mais les couleurs Pantone converties en CMJN.
Donc cela donne des couleurs réduites à l'espace CMJN, cela ne peut vous servir que dans le cadre de l'impression offset pour avoir un aperçu de ce que votre couleur Pantone vous donnera en CMJN si vous n'utiliserez pas une couleur Pantone aditionnelle
La question est :
- L'espace CMJN que mon imprimeur va utiliser est-il le même que celui qui à servi à convertir les couleur Pantone sur mon nuancier Color Bridge ?
- Ai-je besoin d'un nuancier Color Bridge CMJN lorsque j'imprime sur une imprimante jet d'encre 12 couleurs ?

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