Gamme de couleurs : étendue des couleurs représentables en colorimétrie

Introduction : Qu’est-ce que la gamme de couleurs ?

La gamme de couleurs est l’ensemble des couleurs qu’un appareil, un support ou une norme colorimétrique peut reproduire, avec des limites fixées par des contraintes physiques et technologiques. En colorimétrie, la gamme de couleurs permet de quantifier la perception des couleurs par l’humain et la façon dont cette perception est transmise par des appareils comme les moniteurs, les imprimantes et les appareils photo. Chaque appareil a sa propre gamme, dictée par ses sources lumineuses, pigments ou capteurs.

Visualisée sur un diagramme de chromaticité tel que le CIE 1931, la gamme d’un appareil ou d’une norme apparaît comme une forme géométrique—souvent un triangle pour les écrans RVB—montrant la palette de couleurs réalisables. Par exemple, la gamme d’un moniteur RVB est représentée par le triangle formé par ses couleurs primaires à l’intérieur de la limite des couleurs visibles par l’humain.

Comprendre la gamme de couleurs est crucial pour toute personne travaillant avec des images : cela garantit que l’intention créative n’est pas perdue lors du passage entre appareils, aide les consommateurs à choisir la technologie adaptée et constitue la base de la gestion des couleurs et de la standardisation des flux de travail. Des normes internationales comme sRGB et Adobe RGB définissent des gammes afin de garantir des résultats cohérents entre appareils et supports.

Explication technique : la science et la mesure de la gamme de couleurs

Le concept de gamme en colorimétrie

En colorimétrie, la gamme définit la frontière précise des couleurs qu’un appareil ou un procédé peut reproduire. Le terme « gamme » vient de la musique et, en science des couleurs, décrit toute l’étendue des couleurs disponibles pour un système. Alors que le système visuel humain peut percevoir une grande variété de couleurs, tous les appareils sont limités par leurs matériaux et leur conception.

La gamme d’un appareil n’est pas universelle—les capteurs d’appareil photo, les moniteurs et les imprimantes ont chacun des gammes uniques. Lorsque les couleurs sont transférées d’une gamme à une autre (par exemple, d’un appareil photo à une imprimante), certaines peuvent se retrouver hors de la plage du dispositif de destination et doivent être approximées via un processus appelé « mappage de la gamme ». Ceci est central dans les flux de gestion des couleurs.

Les gammes sont généralement décrites dans des espaces colorimétriques tridimensionnels (CIE XYZ, CIE Lab*, RVB ou CMJN). Les diagrammes de chromaticité, comme le CIE 1931, tracent ces plages, les gammes des appareils formant des polygones ou des formes irrégulières à l’intérieur du spectre visible. Maîtriser les principes de la gamme permet une reproduction efficace des couleurs et un bon calibrage des appareils.

Espaces colorimétriques et gammes de couleurs

Un espace colorimétrique organise les couleurs en valeurs numériques et définit sa propre gamme. Parmi les exemples figurent sRGB, Adobe RGB et ProPhoto RGB. Chaque espace colorimétrique est construit autour de couleurs primaires spécifiques. L’aire formée par ces primaires sur un diagramme de chromaticité est sa gamme.

Les espaces colorimétriques sont choisis selon les applications :

• sRGB est utilisé pour le web et les appareils grand public, offrant une large compatibilité mais une vivacité limitée.
• Adobe RGB étend la gamme pour les flux d’impression, surtout dans les verts et les cyans.
• ProPhoto RGB englobe encore plus de couleurs, dont beaucoup ne peuvent pas être affichées ou imprimées directement.

Choisir le bon espace colorimétrique garantit que les images conservent leur apparence prévue sur différents supports et appareils.

Visualisation des gammes de couleurs : diagrammes de chromaticité

Les diagrammes de chromaticité représentent graphiquement les couleurs visibles à l’œil humain. Le diagramme CIE 1931 x,y est courant, les gammes des appareils étant tracées comme des triangles (pour les appareils RVB) ou des formes complexes (pour les imprimantes).

Toute couleur située hors du polygone d’un appareil est dite « hors gamme » et ne peut pas être reproduite. Comparer les gammes des appareils sur ces diagrammes met en évidence les recouvrements et limitations, expliquant pourquoi certaines couleurs sont perdues ou modifiées lors de la conversion entre appareils.

D’autres espaces, comme CIE Lab*, sont utilisés pour des visualisations plus perceptuellement uniformes, mais le principe reste le même : ces diagrammes sont essentiels pour la spécification des appareils et la gestion des flux colorimétriques.

Gamme des appareils versus vision humaine

La vision humaine englobe une gamme bien plus large que tout appareil artificiel. Les limites sont déterminées par la sensibilité spectrale de nos cônes rétiniens, telle que cartographiée par la CIE.

• Écrans : Leur gamme est définie par les propriétés de leurs primaires rouges, vertes et bleues. Les écrans avancés (comme les points quantiques ou l’OLED) peuvent approcher les gammes DCI-P3 ou Adobe RGB mais restent inférieurs à la vision humaine.
• Imprimantes : Utilisant le CMJN, la gamme des imprimantes est irrégulière et généralement plus petite, en particulier pour les bleus et verts saturés. L’ajout d’encres supplémentaires peut aider mais ne comble pas l’écart avec les écrans ou la vision humaine.

Comprendre ces différences est essentiel pour limiter la perte de couleurs et gérer les attentes dans les flux d’imagerie.

Normes de gamme de couleurs et diagrammes de chromaticité

Principales normes colorimétriques

Des normes internationales définissent des espaces colorimétriques et leurs gammes respectives pour une reproduction cohérente des couleurs :

• sRGB : La référence pour le web, les appareils grand public et les imprimantes de bureau. Elle couvre environ 35 % du spectre visible et ~72 % de la gamme NTSC.
• Adobe RGB (1998) : Utilisé en imagerie professionnelle et impression, il étend la plage des verts et cyans, couvrant environ 50 % du spectre visible et presque toute la NTSC.
• NTSC : La norme originale de télévision couleur en Amérique du Nord ; sa gamme est plus large que celle de sRGB ou Adobe RGB, mais rarement atteinte par les appareils.
• DCI-P3 : La norme pour le cinéma numérique et de nombreux écrans HDR, mettant l’accent sur les rouges et verts, idéale pour la vidéo.
• EBU : Utilisée en diffusion européenne, similaire à sRGB mais optimisée pour les conditions de diffusion.

Les diagrammes de chromaticité comparent visuellement ces gammes, mettant en évidence les recouvrements et différences entre normes—essentiel pour le choix des appareils et la conception des flux de travail.

Référence de diagramme

Sur le diagramme CIE 1931 x,y, le spectre visible forme une forme de fer à cheval. Le triangle sRGB se trouve à l’intérieur du plus grand triangle Adobe RGB, tous deux bien plus petits que l’ensemble de la surface visible. Le triangle DCI-P3 est d’une taille similaire à Adobe RGB mais déplacé vers les rouges et verts pour le cinéma. Ces diagrammes guident la spécification des appareils et aident à comprendre les indications de couverture (comme « 99 % Adobe RGB »).

Implications pour les appareils : différences de gamme entre écrans et imprimantes

Écrans RVB (moniteurs, projecteurs, téléviseurs)

Les écrans RVB mélangent la lumière rouge, verte et bleue pour créer la couleur. La chromaticité et l’intensité de ces primaires, ainsi que la technologie d’affichage, déterminent la gamme de l’appareil.

• LCD CCFL/LED blanc : Généralement limitée à sRGB.
• LCD à points quantiques et OLED : Atteignent jusqu’à 100 % DCI-P3 ou Adobe RGB, produisant des images éclatantes et réalistes.

Un calibrage précis et une gestion des couleurs sont essentiels pour garantir des résultats cohérents, surtout avec des écrans à large gamme.

Imprimantes CMJN

Les imprimantes utilisent le mélange soustractif avec des encres cyan, magenta, jaune et noir. La gamme imprimable est plus petite et de forme différente de celle des écrans, avec une carence marquée en verts et bleus saturés. Certaines imprimantes avancées ajoutent des couleurs (orange, violet…) pour élargir la gamme, mais des limites subsistent.

Lors de la conversion du RVB vers le CMJN, les couleurs hors gamme sont mappées à la couleur reproductible la plus proche, ce qui entraîne souvent une perte de vivacité. L’épreuvage écran et les profils ICC personnalisés aident à anticiper et gérer ces changements.

Couleurs hors gamme

Les couleurs hors gamme sont présentes dans la source mais non reproductibles par l’appareil de destination. Les systèmes de gestion des couleurs les traitent par « écrêtage » (mappage à la couleur la plus proche) ou compression de la plage colorée, ce qui peut affecter les détails ou la vivacité. Un flux de travail rigoureux et une prévisualisation permettent de limiter les surprises.

Résumé

La gamme de couleurs est la base de la gestion des couleurs et de la reproduction fidèle en flux numériques et impression. Comprendre les différences entre les normes (sRGB, Adobe RGB, DCI-P3), les limites des appareils, ainsi que l’importance du profilage colorimétrique et du mappage de la gamme est essentiel pour toute personne travaillant avec l’image, la vidéo ou l’impression. Les diagrammes de chromaticité offrent un outil visuel pour comparer les gammes et faire des choix éclairés en matière de technologie et de workflow.

Que vous soyez photographe, designer, imprimeur ou fabricant d’écrans, maîtriser les concepts de gamme de couleurs garantit que votre travail s’affiche comme prévu sur tous les supports.