La gestion des couleurs (partie 2)

LES ESPACES COULEURS
entre théorie et pratique

L’espace couleurs définit la capacité d’un système à enregistrer ou à reproduire une certaine gamme de couleurs (Gamut). L’appellation « couleurs » comporte des éléments assez divers comme les couleurs du spectre, visibles ou non, les couleurs naturelles c’est à dire celles qui nous entourent ou les couleurs artificielles, créées par l’homme.
Prenons deux exemples :

1. Les couleurs naturelles sont toujours mélangées de lumière blanche et donc sont très peu saturées. Les couleurs pures, comme le bleu, le vert ou le rouge, n’existent pas dans la nature, mais sont visibles par l’homme.
2. Le Magenta est une couleur issue du mélange de bleu et de rouge. Elle non plus n’existe pas dans la nature car à aucun moment de la journée, la lumière solaire ne permet ce mélange, ces 2 couleurs étant situées aux deux extrémités du spectre. Par contre, on peut le retrouver sur les écrans ou les diverses impressions. 

Très rapidement, il a fallu établir une cartographie des couleurs afin de permettre aux industries une gestion précise des couleurs. La Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) a donc créé en 1937, le premier espace qui porte le nom de « XYZ ».
En photographie, le principe de l’espace couleur constitue aujourd’hui le fondement de notre système colorimétrique.

Cet article se divise en deux parties. Tout d’abord un descriptif de ce que l’on entend par espace couleurs. La seconde partie montre les implications pratiques qui sont quelques fois en contradiction avec l’aspect théorique.

Note 1 : L’espace qui a été créé par la CIE est basé sur la température de couleurs (de 3800° à 7800° kelvin) et représenté par le triangle. La partie visible par l’homme est représenté par la figure intérieure. Les couleurs artificielles (pourpre et magenta) sont représentées par le pied du graphique.

Note 2 : Je ne parle pas ici des profils car ce sont des espaces couleurs un peu particuliers dans la mesure où ils s’appliquent à un appareil précis. Ils font l’objet de procédures très techniques réalisées soit par un fabricant, soit par un utilisateur. J’y consacrerai un article complet.

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• – Les fondamentaux
• – Le principe de l’espace couleurs en argentique
• – Le principe de l’espace couleurs en numérique
• – Les divers espaces
• – Ne pas confondre Espace couleurs et Mode colorimétrique
• – Quelles différences ? 
• – Quel espace choisir ? Comment régler son appareil ?
• – Incidence des formats de fichiers
• – Changer d’espace couleurs
• – La pratique par l’image : affichage écran
• – La pratique par l’image : le tirage papier
• – Conclusion

Les fondamentaux

L’espace couleurs s’est généralisé avec l’arrivée de la photo numérique et son lot de matériels aux performances très hétérogènes.

Il trouve son origine dans l’argentique car, en photographie, il a toujours été nécessaire de disposer d’outils pour gérer la reproduction des couleurs. C’est la sensitométrie qui a posé les premières bases techniques.

Si on isole avec un densitomètre (un outil bien plus précis que l’œil humain) toutes les plages de gris situées entre le blanc pur et le noir profond, on trouvera 256 valeurs, (de 0 à 255). Si on fait la même chose pour le rouge, le vert et le bleu qui composent la lumière blanche, on trouvera le même nombre de valeurs. Dès lors, il est très facile de calculer l’ensemble des couleurs possibles, soit 256 x 256 x 256 = 16 777 216 couleurs (note 3).

On parle ici de valeurs théoriques, car dans la réalité aucune personne ni aucun matériel ne sont capables de visualiser ou de restituer toutes ces couleurs. Par exemple, l’homme a son propre espace couleurs qu’il visualise à travers son œil et son cerveau, d’où d’inévitables différences de perceptions d’une personne à l’autre. L’œil humain verra environ entre 150 et 200 plages et identifie, non pas 16 millions de couleurs mais entre 4 et 6 millions (note 4).

Note 3 : Celles-ci correspondent à toutes les nuances possibles. Les diverses possibilités de réglage permettent d’obtenir les trois propriétés fondamentales d’une couleur; la teinte, le contraste et la luminosité.
Noté 4 : L’œil humain a la particularité de voir les couleurs situées aux extrémités du spectre, mais a beaucoup de difficultés à identifier toutes les nuances intermédiaires.

Le principe de l’espace couleurs en argentique

L’argentique est un système analogique et sa méthode de reproduction des couleurs permet de gérer une sorte d’espace colorimétrique. C’est le laboratoire qui est en charge de ce contrôle via le principe de la sensitométrie. Grâce à un test de production (note 5), il vérifie que le traitement (et donc l’espace couleurs) est dans les normes. Ensuite ce sont les procédés de tirage additif et soustractif qui finalisent le rendu couleur.

L’espace est plus restreint qu’en numérique car Il n’est pas possible d’avoir un blanc pur ou un noir profond. Le nombre de plages disponibles sur un papier photo est d’environ 200 (de 15 à 210): celui-ci reproduit environ 8 millions de nuances, soit 50 % des couleurs potentielles. On notera que cela correspond approximativement au nombre vu par un œil humain performant.

En pratique le grand public et la plupart des professionnels n’ont pas à se préoccuper de ce point. La gestion couleurs se fera via le choix des divers films du marché, des filtres CC (compensateur de couleurs) et des éventuelles instructions données au laboratoire.

Note 5 : On parle ici de test sensitométrique, exposé et fourni par le fabricant. Une fois développé, lu par un densitomètre et analysé par un technicien, il permet de s’assurer que le rendu couleurs des films et papiers sera dans les normes.

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Le principe de l’espace couleur en numérique

L’arrivée de l’informatique a permit de coder (note 6) l’ensemble des 16 777 216 couleurs, à la suite de quoi, la CIE a créé le nouvel espace CIELAB. Mais celui-ci ne contient que 6 502 000 couleurs (255 x 255 x 100 – source Photoshop) car beaucoup de nuances n’ont pas été cartographiées. (afin d’être plus proche de la vision humaine)

Toutefois, les couleurs reproductibles utilisées en photographie étant moins nombreuses, il a été créé d’autres espaces pour permettre aux fabricants de standardiser le gamut de leurs matériels.

Note 6 : 256 plages d’une couleur sont codées sur un octet (1 octet = 8 bits  : 2⁸ = 256 valeurs ). Les 3 couleurs RVB sont donc stockées sur 3 octets. Au final 1 pixel couleur = 3 octets.

Les divers espaces

En théorie, chaque espace a été créé pour être en adéquation avec les sujets photographiés et leurs utilisations finales : écran, Internet, tirage papier photo, etc. En photographie, on compte essentiellement trois espaces  (note 7) qui cartographient un nombre plus ou moins important de couleurs (note 8) :

1. Espace couleur sRVB : environ 1,5 à 2 millions de couleurs (référence exacte sRGB iec61966-21).
2. Espace couleurs Adobe 98 : environ 3 millions de couleurs.
3. Espace couleurs Prophoto : environ 5 à 6 millions de couleurs.

Note 7 : Il existe bien d’autres espaces couleurs comme le Colormatch RVB mais sont sont très peu ou pas utilisés. Les profils sont des espaces qui ont une fonction un peu différente et qui fera l’objet d’un autre post.
Note 8 : C’est la raison pour laquelle on parle d’espace couleurs plus ou moins grand. Par ailleurs, il est pratiquement impossible de calculer le nombre exact de couleurs restitué par un espace.

Ne pas confondre Espace couleurs et Mode colorimétrique.

 
On confond souvent le RVB et sRVB. Mais attention le RVB, le CMJN mais aussi le NB sont des modes colorimétriques qui permettent de modifier les couleurs ou la densité. ce ne sont pas des espaces à proprement dit. La confusion vient du fait qu’un mode colorimétrique à besoin d’un espace pour travailler.

1. Le RVB définit la trichromie, le procédé utilisé en photographie. En agissant sur le bleu, le vert et le rouge, il est possible de modifier les couleurs d’une photo. La modification peut se faire à l’intérieur d’un espace comme : sRVB, Adobe 98, Colormatch RGB, CIE RGB, etc.
2. Le CMJN est un cas particulier car il ne s’applique pas à la photographie. C’est un mode qui est destiné à l’impression en quadrichromie (imprimerie). II utilise les couleurs Cyan, Magenta Jaune, Noir. Lui aussi a plusieurs espaces à sa disposition comme « Euroscale Coated V2 ».
3. Le Noir et Blanc est un mode colorimétrique qui travaille dans un espace très restreint puisqu’il ne contient qu’une gamme de 256 gris.

Note 9 : Il existe bien d’autres modes colorimétriques comme « les couleurs indexées » que je n’aborde pas dans cet article.

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Quelles différences ?

Vous trouverez ci-dessous une charte de 12 couleurs qui a été créée sous 4 espaces différents : sRVB — RVB Adobe 98 — RVB Prophoto — CMJN Euroscale Coated V2. 

Chaque couleur a été créée sous la forme d’un dégradé afin de visualiser très précisément l’impact des espaces sur chacun d’elles.

Il faut surtout remarquer le point suivant :
les espaces ne reproduisant pas le même nombre de couleurs, certaines nuances ne sont pas restituées. Cela se traduit par une altération du dégradé et la formation de lignes qui s’observent parfaitement sur les chartes.

Par ailleurs, on pourra constater les éléments suivants :

• Certaines couleurs subissent des variations plus importantes que d’autres notamment dans les verts et les bleus.
• Certaines évoluent très peu : les rouges, pourpres et magenta.
• Pour la majorité des couleurs, plus celles-ci sont saturées, plus la modification est importante.
• Les zones proches du blanc ne se modifient presque pas.

Au final, par rapport au sRVB, on notera que :

1. Adobe 98 offre une meilleure saturation dans le bleu et le vert
2. Prophoto restitue un meilleur modelé, des noirs plus profonds et une saturation encore plus performante.
3. L’espace utilisé par CMJN donne un résultat très peu saturé, qui correspond aux contraintes techniques de la quadrichromie.

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Quel espace choisir ? Comment régler son appareil ? 

Normalement, c’est la destination finale d’une photo qui va déterminer le choix d’un des quatre espaces suivants :

• Classique : Espace sRVB – En principe, en photographie classique, il est préférable d’utiliser le sRVB car les espaces Adobe 98 et Prophoto ont très peu d’influence sur les couleurs naturelles (celles qui nous entourent). En effet, celles-ci sont toujours mélangées de lumière blanche et donc très peu saturées. L’ensemble des constructeurs et prestataires de service ont adopté cet espace. Les écrans, les scanners, les imprimantes, les laboratoires industriels utilisent donc le sRVB.

• Pour avoir + de saturation : Espace Adobe 98 : Lorsqu’on souhaite avoir des rendus plus saturés, soit via des prises de vue spécifiques ou une intervention en post production, il est préférable d’utiliser l’Espace Adobe 98. Tous les appareils numériques hauts de gamme et professionnel le proposent comme alternative. Mais très peu de matériels proposent cet espace et théoriquement, il faudrait donc vérifier ce point afin de s’assurer de la bonne reproduction des couleurs.
• + de précision : Espace Prophoto : Cet espace n’est pas proposé sur les appareils photo, on le trouve exclusivement dans les logiciels de post production. Il permet une reproduction très précise des couleurs, aussi bien dans les nuances, dégradés, couleurs pures ou saturées. Sont concernés: les sujets comme les tableaux, illustrations, photo à des fins publicitaires, mode, etc. Il est le seul à pouvoir restituer l’intégralité de la gamme couleurs acquise par le capteur (via le format RAW).
• Impression quadrichromie : CMJN : Attention à cet espace car il n’est pas disponible, ni sur les appareils photos, ni sur l’ensemble des périphériques destiné à la photographie. Le CMJN est destiné aux imprimeurs et s’obtient par une conversion via un logiciel de postproduction, comme Photoshop. Le problème est qu’on le retrouve très souvent dans les archives photos, soit parce que l’utilisateur a oublié qu’il avait fait cette conversion, soit parce qu’il s’agit d’un fichier transmis par l’imprimeur. Dès lors, il ne s’aperçoit pas que son image n’est pas dans le bon espace, ce qui va réduire considérablement la gestion couleurs de ce fichier.

En réalité, en dehors du CMJN,
on verra qu’en pratique,
les choses peuvent être parfois très différentes à la théorie

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Incidence des formats de fichier

L’utilisation d’un format de fichier peut avoir à une incidence importance sur le résultat, car certains ne sont pas capables de conserver l’étendue des couleurs acquise par le capteur.

Psd, Tiff, Jpeg, etc, sont des formats qui encapsulent l’espace couleurs. Une fois le fichier créé, le gamut est intégré définitivement. Retrouver l’espace couleurs originel, c’est à dire celui du capteur, est alors impossible. Si pour des raisons techniques, essentiellement liées à la retouche, vous souhaitez changer d’espace, il faudra utiliser un moteur de conversion.

Les formats Raw ou Dng sont les seuls formats qui conservent l’espace originel. Ces fichiers bruts n’embarquent aucun espace, ce dernier devant être choisi dans le logiciel de post production. Les photographes qui souhaitent préserver, pour le futur, toutes les possibilités colorimétriques doivent absolument choisir ces formats de fichier. Ils n’auront pas besoin de recourir à un moteur de conversion pour changer d’espace.

Changer d’espace couleurs

Dans le cadre d’une retouche, vous pouvez donc être amener à changer d’espace couleurs, par exemple, pour augmenter le nombre de couleurs disponibles. Si l’espace est déjà intégré au fichier, (par exemple le Jpg) le changement devra s’opérer via un moteur de conversion. Une procédure qu’il ne faut pas confondre avec la fonction « Appliquer un profil ».

Convertir un espace.
Un moteur de conversion est un mini programme qui va permettre de recalculer le gamut afin de préserver au maximum l’aspect visuel de la photo. En pratique, il est possible de changer d’espace dans tous les deux sens, c’est à dire du plus grand vers le plus petit ou le contraire. Mais cette procédure n’est pas sans conséquence. Voici deux exemples :

• Adobe 98 >> sRVB
  Lors d’une conversion d’un grand espace (Adobe 98) vers un plus petit (sRVB), le moteur va supprimer une partie des nuances couleurs afin de conserver l’aspect visuel. La photo apparaîtra légèrement plus contrastée. Ce phénomène est irréversible, ne faites pas l’erreur de ne pas conserver une copie du fichier source.
• sRVB >> Adobe 98
  Dans le cas d’une conversion d’un petit espace vers un grand, la photo n’est absolument pas modifiée, le moteur n’ayant pas besoin de créer de nouvelles nuances pour garder l’aspect visuel. Le nouveau gamut, beaucoup plus étendu, va uniquement permettre d’étendre la gamme couleurs afin de disposer de nouvelles nuances, par exemple pour des retouches.

Appliquer un espace.
Cette fonction n’utilise pas de moteur de conversion. Elle n’est utilisée que pour intégrer un espace sur une photo qui n’en possède pas. Dans ces conditions, si l’original possède déjà un espace plus étendu que celui appliqué, l’image sera fortement dégradée. Ici aussi, le phénomène est irréversible, n’oubliez pas de conserver une copie du fichier source.

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La pratique par l’exemple

Nous venons de voir que sur le plan théorique, les divers espaces restituent une gamme couleurs plus ou moins importante. Mais en pratique, qu’en est-il exactement ? Nous examinons ici deux cas : les écrans et le tirage papier.

Note 10 : les photos ci dessous sont toutes identiques et ont réalisées au format RAW, Les espace ont été appliqués avec l’application Lightroom. Les tirages papier ont ensuite été photographiés en studio.

Affichage écran

En principe, les écrans ne restituent que l’espace sRVB. Les photos situées au centre et à gauche semblent de meilleure qualité. car elle sont plus nettes. En réalité, ces deux espaces ont enlevées toutes les nuances couleurs qui constitue le modelé. Le Prophoto offre une image plus douce et de meilleure qualité.

Nous retrouvons ici le même résultat que les photos du perroquet ci-dessus. On notera que les différences sont infimes, l’espace sRVB convient donc à l’ensemble des photos classiques.

Ici, nous n’avons pratiquement aucune différence entre ces trois espaces. Cela démontre que les espaces impactent surtout les nuances. Certaines couleurs y sont peu sensibles.

Ces photos ont été prisent en studio. Le texte a été ajouté avec Photoshop. Alors que la prise de vue donne un résultat identique, l’espace Prophoto offre, lors de la retouche, une gamme de couleurs beaucoup plus étendue. La différence couleurs entre les textes est indéniable.

Cela amène une autre remarque qui va à l’encontre de toutes les idées reçues. Sous certaines conditions les écrans sont capables restituer l’espace Prophoto.

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Tirage papier

Examinons maintenant le tirage papier. Les fichiers que j’ai montré plus haut ont été tirés, sans aucune modification sur la tireuse professionnelle jet d’encre Noritsu D502.Une fois tirées, ces chartes ont été photographiées en studio. Encore une fois, je précise que ces quatre fichiers sont strictement identiques. Seuls les espaces sont différents

La différence de qualité est indiscutable. Le Prophoto offre un dégradé parfait, preuve que, contrairement à ce que l’on peut penser, une imprimante jet d’encre est capable de restituer un espace Prophoto. Les professionnels un réel intérêt à l’utiliser.

Conclusion

On vient de le voir, la gestion des espaces couleurs n’est pas une science exacte car chaque personne a un rapport avec la colorimétrie très différent. L’homme est habitué aux changements de couleurs qui se produisent au cours de la journée et de ce fait, certains percevront une dominante, d’autre non. L’influence des espaces pour la photo courante est donc très limité.

En fait les professionnels vont confrontés à ce problème dans des cas très précis, comme par exemple :

• Dès qu’il y a une différence entre l’original et le résultat. (peu importe la qualité de l’original)
• Lorsque le photographe veut avoir une restitution extrêmement précise des couleurs ou bénéficier d’un beau modelé comme pour un portrait.
• En post production, lorsque qu’on veut avoir une gamme couleurs beaucoup plus étendue.
• Lors d’une erreur, lorsqu’un espace ne correspond pas à l’utilisation finale. Le meilleur exemple est le CMJN. Destiné exclusivement à un imprimeur, il est souvent conservé dans ses archives. Utilisé ensuite par erreur, il génèrera une photo couleurs de moindre qualité.

On dit beaucoup sur Internet, qu’en photographie, l’espace couleurs standard est le sRVB et qu’il n’est pas justifié d’en utiliser un autre. Ce n’est pas toujours juste car beaucoup de matériels sont capables de reproduire des gamuts beaucoup plus larges que le sRVB. C’est notamment le cas pour les imprimantes professionnelles ou personnelles qui utilisent plus de 4 encres différentes. Il serait alors judicieux de faire quelques tests afin de comparer la qualité d’impression au travers des différents espaces.

Les grandes théories ne se vérifient pas toujours sur le plan pratique.

Jean Claude ROMON
Copyright 2019

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