Théorie de la gestion des couleurs

Introduction

La gestion des couleurs est la méthode utilisée pour s'assurer que les couleurs d'une image sont toujours cohérentes, quelle que soit la manière dont l'image est visualisée. Pour ce faire, on utilise des profils de couleurs (profils ICC, du nom de l'International Color Consortium). Chaque type d'écran et chaque combinaison imprimante/papier possède son propre profil de couleurs. L'image a également un espace colorimétrique défini et, en transformant l'image entre différents espaces colorimétriques lorsqu'elle est visualisée sur deux types d'écrans différents ou lorsqu'elle est imprimée, nous nous assurons qu'elle a toujours la même apparence (ou du moins qu'elle s'en rapproche le plus possible).

Espace colorimétriqueCIE 1931

L'espace colorimétrique CIE 1931 (CIE 1931) cartographie toutes les couleurs perceptibles par l'œil humain. Comme l'œil humain possède trois types de cellules coniques (récepteurs de couleurs), la CIE 1931 a trois paramètres (X, Y et Z). Notez que les paramètres X, Y et Z ne correspondent pas directement à la réponse de chaque type de cellule conique, mais ils permettent trois degrés de liberté. Pour plus de détails sur cet espace colorimétrique, voir ici : https://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space

Il ne s'agit pas d'un espace couleur qui est utilisé pour stocker des données d'image la plupart du temps, mais il est important parce qu'il est utilisé comme espace couleur intermédiaire et parce qu'il définit les "vraies" couleurs (celles qui sont visibles par l'œil humain) et les "imaginaires" (celles que l'on ne peut pas voir). La CIE 1931 peut être visualisée sous la forme d'un fer à cheval.

Notez que l'extérieur du fer à cheval définit la couleur des lignes spectrales monochromatiques pures. Ce point sera important par la suite.

Espaces colorimétriques RGB

Nos espaces colorimétriques de travail sont généralement basés sur les axes de couleur rouge, vert et bleu. Cela correspond à peu près au fonctionnement de nos yeux ainsi qu'aux phosphores des émetteurs d'un écran. Il existe cependant un grand nombre d'espaces colorimétriques RVB, chacun convenant à des usages différents et présentant des avantages et des inconvénients. Vous pouvez voir la variété des espaces colorimétriques dans ce diagramme, qui les définit par rapport à la CIE 1931.

Comparaison de l'espace couleur CIE 1931 avec d'autres espaces couleur RVB — Par Myndex - Travail personnel, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=116654642

Les canaux R, V et B d'une image sont définis en termes d'espace colorimétrique formé par trois couleurs primaires situées dans cet espace CIE 1931, plus un point blanc, plus une courbe de réponse tonale (CRT) pour chaque canal qui définit le gamma de chaque canal. (En fait, les CRT peuvent être plus complexes qu'une simple courbe gamma, mais la plupart sont au moins approximativement une courbe gamma.) Le diagramme ci-dessus montre que certains espaces colorimétriques sont considérablement plus grands que d'autres : c'est-à-dire qu'ils peuvent représenter une plus grande partie des couleurs visibles.

Espaces de couleur de gris

En astrophotographie, nous avons souvent affaire à des images monochromes. Celles-ci ne peuvent manifestement pas avoir un profil de couleur RVB. Au lieu de cela, elles reçoivent un profil de couleur de Gris. Celui-ci définit la courbe de réponse tonale (CRT) de l'image exactement de la même manière que les profils de couleur RVB définissent la CRT de chaque canal. Ainsi, quel que soit le type d'écran ou d'imprimante utilisé, les images monochromes peuvent toujours être reproduites fidèlement et avoir le même aspect (ou un aspect aussi proche que possible) sur différents supports de sortie.

Espace couleur de l'affichage

L'espace colorimétrique "standard" utilisé pour les images informatiques est traditionnellement le sRGB. Il a été créé par HP et Microsoft en 1996, puis normalisé sous la forme de la norme IEC 6166-2-1:1999. Cet espace colorimétrique codifie le gamut des couleurs réalisables par les écrans de l'époque. Comme le montre la figure, il ne peut représenter qu'une petite partie de l'espace colorimétrique visible total défini par la CIE 1931. Cependant, de nombreux moniteurs actuels ne peuvent guère faire mieux que sRGB et c'est l'espace colorimétrique standard actuel pour le World Wide Web (WWW). Par conséquent, même si vous ne souhaitez pas l'utiliser à d'autres fins, il est nécessaire de l'utiliser comme profil d'exportation pour toute image que vous souhaitez afficher de manière cohérente dans les navigateurs web. C'est également l'espace colorimétrique supposé pour tout format d'image qui ne prend pas en charge les profils de couleur, et pour toute application qui ne dispose pas de gestion des couleurs.

Cependant, il est évident qu'il existe d'autres espaces de couleurs RVB avec des gamuts beaucoup plus larges, par exemple Adobe RVB, Adobe ProPhoto, Rec2020. Ces espaces peuvent représenter une part beaucoup plus importante des couleurs réelles définies dans la CIE1931. Ils peuvent également représenter un gamut de couleurs beaucoup plus large que celui de la plupart des moniteurs. Pourquoi ces couleurs sont-elles intéressantes ?

Tout d'abord, les moniteurs s'améliorent. Les moniteurs à large gamut ne sont pas encore très répandus, mais ils sont de moins en moins rares et de plus en plus abordables. Si vous éditez et visualisez vos images sur un moniteur à large gamme, vous bénéficierez de couleurs plus riches en utilisant un espace colorimétrique avec une gamme plus large. Certains téléphones modernes peuvent afficher l'ensemble du gamut P3, qui est considérablement plus grand que le sRGB et permet d'afficher une gamme de couleurs plus riche.

Profils d'impression

Les profils d'impression peuvent aller au-delà de sRGB dans certains domaines (et ne pas couvrir tout sRGB dans d'autres domaines). En éditant dans un espace colorimétrique à large gamme, cette richesse des couleurs - même si elle ne peut pas être montrée dans la sortie transformée en couleurs sur votre écran - est toujours présente et sera évidente dans des impressions de bonne qualité.

Transformations

L'intérêt des espaces colorimétriques est qu'une image apparaîtra souvent dans des sorties avec différents espaces colorimétriques à différents moments de sa vie. Elle peut être créée sur un moniteur à gamut élevé de qualité professionnelle, elle peut être visualisée par le public sur des moniteurs sRGB de base et elle peut être imprimée sur toute une série d'imprimantes différentes. Chacun de ces appareils est capable de reproduire des gamuts de couleurs différents, mais nous voulons que l'image, dans la mesure du possible, soit cohérente sur tous ces appareils. Pour ce faire, nous utilisons des transformations d'espace colorimétrique. Malheureusement, comme les espaces colorimétriques sont différents, nous devons résoudre le problème de la représentation, dans un espace colorimétrique, des couleurs qui sont "hors gamut" après avoir été transformées à partir d'un espace colorimétrique différent.

Intentions de transformation des couleurs

La réponse au problème ci-dessus est "intentions". Chaque fois que vous visualisez une image sur un appareil ou un papier dont l'espace colorimétrique est différent de votre profil de travail, une transformation de l'espace colorimétrique lui est appliquée. Ce n'est pas aussi simple qu'une correspondance arbitraire entre deux ensembles de coordonnées. Supposons que vous travailliez en Rec2020. Considérons la transformation du profil de couleur de votre moniteur. Rappelez-vous que votre moniteur (supposons qu'il s'agisse approximativement d'un écran sRGB) ne peut pas afficher autant de couleurs que celles qui sont représentables dans Rec2020. L'espace colorimétrique doit donc faire correspondre toutes les couleurs de la norme Rec2020 aux couleurs de la norme sRGB. La manière dont il le fait est déterminée par l'intention de rendu.

Vous pouvez choisir une intention pour le rendu de votre image pour l'affichage et une intention différente pour d'autres usages. Les différentes intentions définies par l'ICC et disponibles dans Siril sont décrites ci-dessous.

Astuce

Perceptuelle L'intention perceptuelle met à l'échelle le gamut de couleurs d'entrée dans le gamut de couleurs de sortie. Toutes les couleurs sont modifiées, mais les relations entre les couleurs sont maintenues. En général, la couleur est moins saturée dans l'espace colorimétrique de sortie, mais la saturation par rapport aux autres couleurs est maintenue.
Saturation L'intention de saturation met également à l'échelle le gamut de couleurs d'entrée dans le gamut de sortie, mais elle le fait d'une manière qui donne la priorité à la saturation. Elle convient généralement mieux aux images "éclatantes" qu'à la photographie.
Colorimétrie relative L'intention colorimétrique relative reproduit fidèlement les couleurs dans le gamut, mais clippe les couleurs hors gamut sur le point le plus proche du triangle représentant les limites du profil de couleur cible.
Colorimétrie absolue L'intention colorimétrique absolue n'est vraiment utile que dans le cadre de l'épreuvage avant impression.

Profils de couleur ICC et disponibilité des intentions

L'ICC définit les quatre intentions énumérées ci-dessus (ainsi que d'autres utilisées principalement pour le contrôle de l'encre dans les applications d'impression), mais tous les profils ICC ne prennent pas en charge toutes les intentions. La plupart des profils de couleur intégrés dans Siril sont des profils de mise en forme de la matrice. Ils sont très bons comme profils d'espace colorimétrique de travail, mais la plupart du temps, ils ne prennent en charge que l'intention colorimétrique relative. Ce n'est pas grave, car c'est la plupart du temps l'intention que nous voulons utiliser lors de la conversion entre les espaces colorimétriques. (Si vous définissez dans les préférences une intention que votre profil ICC ne supporte pas, Siril se rabattra sur une intention qui est supportée - généralement Colorimétrie Relative.

Affichage

Pour l'affichage, il est généralement préférable d'utiliser la méthode de colorimétrie relative. L'affichage de l'image est ainsi aussi cohérent que possible avec ce que verront les autres personnes disposant d'un écran à gestion des couleurs, ou avec ce à quoi l'image ressemblera lorsqu'elle sera imprimée dans un flux de production de gestion des couleurs.

Il se peut que vous souhaitiez parfois passer à l'option Perceptuelle. Vous n'obtiendrez pas une représentation précise des couleurs, mais vous verrez les différences relatives de couleur qui sont supprimées lorsque l'image est affichée sur votre écran. Vous pouvez vérifier quelles parties de l'image sont en dehors de votre gamut d'affichage en utilisant l'outil de vérification du gamut dans le menu de vérification de l'image - les pixels qui sont en dehors du gamut d'affichage sont affichés en magenta vif. Siril fournit un profil sRGB intégré prenant en charge l'intention perceptuelle et l'utilisera automatiquement si l'intention perceptuelle est sélectionnée dans l'onglet Préférences (et si aucun profil de moniteur personnalisé n'est actif). Si vous souhaitez utiliser un profil de moniteur personnalisé et l'intention perceptuelle, c'est à vous de vous assurer que votre profil le supporte.

Conversion et sauvegarde

Pour convertir les fichiers et les enregistrer, vous devez presque toujours utiliser la méthode de colorimétrie relative. Cette méthode préserve correctement les couleurs. La Colorimétrie relative coupe typiquement les couleurs dans le gamut de l'espace couleur vers lequel il est converti, mais vous obtenez un résultat cohérent. En fait, lorsqu'il s'agit d'images en 32 bits à virgule flottante, Siril utilise une transformation non bornée, c'est-à-dire qu'au lieu d'écrêter les couleurs, il autorise les valeurs négatives. Elles auront besoin d'être écrêtées à un moment donné - lors de l'affichage, par exemple - mais elles peuvent être sauvegardées, et l'application d'une transformation de couleur dans le sens inverse permet de retrouver les données d'origine. Rien n'est perdu.

L'épreuvage en douceur

Pour l'épreuvage à l'écran, il est préférable d'utiliser la colorimétrie relative. La colorimétrie absolue peut être utile pour simuler exactement l'aspect de votre image sur un support imprimé donné, car elle simule le point blanc d'un support sur un autre (ainsi, si vous testez l'aspect d'une image sur le blanc jaunâtre et terne du papier journal, la colorimétrie absolue tentera de simuler cet aspect sur votre moniteur), mais pour l'épreuvage à froid d'un espace colorimétrique à gamut plus large par rapport à votre profil d'affichage, vous aurez probablement besoin de la colorimétrie relative.