Titre du cours :
la colorimétrie
Introduction
Dans ce cours je vais vous donner des définitions ainsi que des indices et des pistes pour aller plus loin dans la recherche et dans l'apprentissage. Ce cours vous donnera une base qui vous permettra de comprendre et de mettre en œuvre les travaux que nous ferons en classe.
Beaucoup de conclusions ont été tirées des notions que je vais développer pour améliorer la qualité de l'impression et de la reproduction des images. Il faut pourtant savoir que ces améliorations sont surtout probantes dans les process de l'offset et de l'impression numérique, où le support qui est le papier est maîtrisable (par rapport au choix) par l'imprimeur.
Vous allez voir que la reproduction de la couleur dépend en partie de la nature du support, chose qui en sérigraphie est une variable fixe, une contrainte que l'on ne peut pas surssoir puisque les supports sont variés et imposés par le client. On peut tout au plus, compte tenu de notre expérience, proposer des alternatives. Par exemple pour un client qui veut une quadri sur un tee-shirt blanc, on orientera son choix vers un tee-shirt en coton peigné très finement plutôt que sur un tee-shirt en coton cardé.
Définitions
Pour parler de la couleur il convient de se mettre d'accord sur un certain nombre de définitions. Ainsi des modèles ont-ils été mis au point, on parle d'espaces colorimétriques. On utilise un de ces espaces plutôt qu'un autre en fonction de ses besoins.
Il faut aussi avoir en mémoire quelques racoursis que je préfère poser tout de suite.
CIE = Commission Internationale de l’Eclairage.
TSL = Teinte Saturation Luminance (en anglais on dit : HLS = hue, lightness, saturation).
RVB = Rouge Vert Bleu.
CMJN = Cyan Magenta Jaune Noir (en français).
UCR = Under Color Removal (retrait sous couleur).
CGR = Gray Component Replacement (remplacement de la composante grise des couleurs).
K = degrés Kelvin.
L'espace Teinte Saturation Luminance - TSL.
Dans cet espace on a déterminé pour chaque couleur, une longueur d’onde dominante c'est-à-dire la teinte, la saturation de ses teintes (une intensité des teintes) et une luminance qui est l’intensité lumineuse (du très clair au très foncé). Ces trois paramètres suffisent à eux seul pour définir une couleur.
figure sans numéro, sur cette image le cercle chromatique est représentée avec une intensité de 54% et une saturation d'environ 70%
Info sur le fichier : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Colors-i54-ring.png
Vous pouvez visualiser ce cercle sous forme de disque dans de nombreuses applications et faire varier la luminosité à l'aide d'un curseur et la saruration en déplaçant le point point vers le centre. Par exemple ci-dessous un fichier que l'on utilise dans de nombreuses applications sur Mac OS X pour choisir les couleurs.
figure sans numéro, représentation sous forme de disque, le point blanc indique la couleur rouge saturée en pleine luminosité.
Ce système se rapproche du calcul que fait le cerveau humain pour représenter les couleurs. En périphérie du cercle nous avons les couleurs saturées, et au centre le blanc. Il faut aussi se figurer un axe qui part du centre et perpendiculaire au disque, qui simule la luminosité, le blanc comme lumière extrême et à l'opposé le noir ou l'absence de lumière. Sur le schéma cet axe est est représenté par le curseur à droite du disque.
Le placement des couleurs sur le cercle se fait généralement en mettant le rouge à 360° (ou 0°).
figure sans numéro, disque chromatique en dégrés.
Sur ce disque on repère facilement les couleurs primaires espacées de 120 degrés. En synthèse additive (voir le cours) les couleurs primaires sont le rouge le vert et le bleu, en synthèse soustractive elle sont le cyan, le magenta et le jaune. La complémentaire d'une couleur est la couleur qui lui est complètement opposée sur le disque.
C'est Isaac Newton (1643-1727) qui le premier à placé les couleurs sur un cercle chromatique. Dans son Traité des couleurs, Goethe représente lui aussi les couleurs de façon circulaire (voir le cours).
L'espace Rouge Vert Bleu - RVB
Ce modèle de couleur propose de reproduire les couleurs avec de la lumière rouge verte et bleu. Le physicien Thomas Young à démontré que cela était possible. Ces couleurs ont été choisies arbitrairement, de façon à ce qu'aucune de ces couleurs ne soient faites avec le mélange d'une autre. Ces couleurs ont été choisies aussi car elles se rapprochent du fonctionnement physico-chimique des organes visuels des hommes (les cônes et les bâtonnets). La détermination exacte au niveau des longueurs d'onde de ses trois couleurs a été établie par la CIE, à partir des résultats de tests effectués sur des dizaines de personnes. Ce système CIE RVB date de 1931. Il est utilisé aujourd'hui par les écrans, les appareils photos numériques et les scanners pour la capture d'images.
figure sans numéro, les trois couleurs R V B
Ce modèle a été mis au point par la CIE en 1976. Dans les industries graphiques ont parle de CIE L*a*b* 50, ce qui signifie que la lumière sous laquelle est défini cet espace est de 5000 K, c'est-à-dire proche de la lumière du jour qui est de 5500 K. D50 Daylight est le terme pour identifier une source lumineuse qui émet avec une température de couleur de 5000 degrés Kelvin. La norme ISO 3664:2000 décrit les conditions dans lesquelles doivent être regardé une image en photographie et dans les industries graphiques. Dans cet espace une couleur se définit par 3 paramètres. L* donne la luminance, cet axe va de la valeur 0 qui est l'absence de lumière à la valeur 100 qui est la pleine lumière. La direction des a* va du vert (-a) au pourpre (+a). L’axe des b* va du bleu (-b) au jaune (+b). Chaque couleur a dans cet espace des coordonnées précises. La différence entre deux couleurs est appelé le "deltaE".
Il existe plusieurs formules et outils pour calculer un deltaE, notamment des formules qui prennent en compte les supports textiles. Dans cet espace la distance entre les couleurs correspond aux différences perçues par l'oeil humain. Autrement dit si deux couleurs nous semblent proches elles seront également proches dans l'espace CIE L*a*b*.
figure sans numéro, Formule pour calculer un delta E
L1, a1, b1 représente les coordonnées de la première couleur,
L2, a2, b2 représente les coordonnées de la deuxième couleur.
figure sans numéro, représentation simple de l'espace L*a*b*,
vous trouverez d'autres schémas plus complets en explorant les sites proposés en fin de cours.
Le métamérisme est une particularité physique liée à la couleur. Deux images colorées (la référence couleur du client et l'échantillon que vous avez préparé par exemple) renvoient deux spectres lumineux, qui seront traduits par votre oeil comme étant identique sous un éclairage A et qui seront différents sous un éclairage B. Ce phénomène est appelé métamérisme. Pour assurer une gestion sans risque des encres, il est d'usage de les préparer sous un éclairage normalisé lumière du jour (voir plus haut) et (voir aussi)
figure sans numéro,exemple de métamérisme sous trois éclairages.
La couleur a été préparée sous une lampe à la lumière du jour (5000 K), puis éclairée par deux autres sources. (les deux logotypes proviennent du site openclipart.org)
UCR - CGR
Toutes les couleurs se définissent par une teinte, une saturation et une luminance. Les zones où la luminance et la saturation d'une teinte sont à 0, seront des zone noire, de la même manière si la saturation reste à 0 et que la luminance est à 100, les zones de la couleur seront complètement blanches. Entre ces deux zones une couleur possède une zone de gris qui va de 1 à 99. Ces zones sont dites achromatiques. Lors de la séparation des couleurs d'une image en vue d'une quadrichromie le calcul GCR va extraire ces zones noires et grises de la couleur pour permettre de les imprimer avec de l'encre noire. Une séparation UCR va séparer les tons gris générés par les encres cyan, magenta, et jaune de manière à les matérialiser à l'impression avec l'encre noire. Ces méthodes de séparation des couleurs CGR et UCR datent d'avant le traitement numérique des images, elles étaient déjà utilisées par les photograveurs qui utilisaient des méthodes photographiques pour la séparation quadrichromique des images.
Le Gamut
Le gamut représente l'ensemble des couleurs qu'un matériel de reproduction ou d'impression permet de reproduire, par exemple l'écran d'un ordinateur et une imprimante. La formation de la couleur étant différente pour ces deux machines, l'écran de l'ordinateur fonctionne selon le mode de reproduction des couleurs additifs et l'imprimante selon le mode de reproduction soustractif (voir le cours), le gamut de chacun sera différent.
L'enjeu est de faire coincider ces deux gamuts pour avoir, par exemple, à l'impression ce que l'on voit à l'écran. Pour cela on peut intégrer à l'image un profil ICC qui va proposer une correspondance des couleurs.
Gamuts de différents périphériques tracés sur un schéma de couleur CIE1931 xy
La tache de couleur représente la perception possible par les humains. Info sur le fichier de départ : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Comparaison_de_diff%C3%A9rents_Gamuts.svg
Mots clés pour poursuivre la recherche : tous les mots nouveaux du texte.
Complément culturel à lire : extrait de la symphonie pastorale d'André Gide,
et Voyelles d'Arthur Rimbaud
Sites :
http://gutenberg1point5.canalblog.com/