Colorimétrie (3 de 6)

À l'origine, en 1931, lors de l'adoption de l'Observateur de Référence Colorimétrique par des représentants des principaux pays industriels, le système de la CIE comprenait :

a) Tables de sensibilité spectrales; b) Trois illuminants, sources de lumière normalisé; c) Méthode de calculs des grandeurs XYZ.

Au début, les seules quantités colorimétriques qui intéressaient l'industrie étaient l'évaluation de XYZ.

Pour calculer XYZ, à partir desquels on en arrive à juger de l'identité entre deux stimulus colorés, la CIE proposa trois sources de lumières normalisées, appelés illuminants.

Le premier de ces illuminants s'appelle l'illuminant A et représente la répartition spectrale d'énergie d'une lampe au filament de tungstène. Le tungstène est un métal très résistant à la chaleur. Lorsqu'on le chauffe, en y faisant passer un courant électrique, il rougeoie et émet de la lumière de façon caractéristique. C'est une source de lumière d'apparence jaunâtre puisqu'il est déficient en bleu et en vert. Mais il est encore très apprécié dans l'éclairage domestique et même les musées, malgré la popularité des DEL.

Le second de ces illuminants s'appelle B. Il est fabriqué à partir d'une source de lumière tungstène que l'on fait passer à travers un filtre liquide qui altère sa coloration naturelle. Sa lumière obtenue s'apparente le plus à celle de la lumière solaire directe à midi, l'été.

Le troisième de ces illuminants s'appelle C et est aussi dérivé de l'illuminant A. Il est la représentation de la lumière du jour lorsqu'on regarde vers le nord. C'est essentiellement un éclairage froid, puisque la lumière solaire directe en est absente, formé uniquement du ciel.

L'illuminant A s'apparente à une source de lumière équivalente à 2856K. L'illuminant B = 4874K et l'illuminant C = 6774K.

En 1967, la CIE introduisit la série d'illuminant D, D pour Daylight. Ces sources de lumières furent issues d'études statistiques sur la lumière du jour dans l'hémisphère nord, menés par quelques laboratoires dans les années '60 et '70. Il comprend principalement D50, D65 et D90. Mais en fait, à partir des formules publiées, on peut calculer l'illuminant pour toutes sources de lumières du jour entre 4000K et 25000K.

Applications

En ce qui concerne la gestion de couleur dans la Suite Creative, tout ce qui nous intéresse de retenir de ces développements historiques intéressants est l'importance et la signification de D50, autour de laquelle tout le système ICC est construit et qui est la référence de blanc interne d'Adobe.

Calcul de XYZ

Pourquoi XYZ? Parce que certaines classes de profils, comme certains types de profils écran et les profils d'espaces couleur, comme sRGB ou AdobeRGB, utilisent abondamment les valeurs XYZ dans les calculs de conversion de couleur, même si, à la fin, tout doit se ramener à CIE Lab pour affichage dans la palette Info.

Prenons le cas d'une situation d'observation typique, une feuille de papier. Il faut alors considérer trois quantités dans le calcul des valeurs XYZ de l'apparence du blanc :

A) La source de lumière (qui éclaire le papier); B) La feuille de papier elle-même; C) La sensibilité de l'Observateur Standard.

Je ne vais pas démontrer ce calcul dans ces pages mais il n'est pas très difficile à réaliser. (Je faisais à chaque fois monter une feuille Excel à mes étudiants, pour leur faire comprendre le calcul).

Alors, une fois calculées les grandeurs XYZ, eh bien, on peut en faire toutes sortes de grandeurs dérivées, comme la chromaticité xy ou Lab ou Lch et quelques autres, selon les besoins.

Dans le calcul XYZ, il est clair que, si on change la source de lumière, tout en conservant la même surface et le même Observateur Standard, que les valeurs XYZ vont changer. C'est interrelié.

De même, si on modifie la surface observée, par exemple, si on vous présente une feuille de papier gris, il est clair qu'à éclairage égal et à Observateur égal, les valeurs XYZ vont aussi changer.

XYZ représente la sensation colorée

Un spectrophotomètre est un instrument de mesure capable d'évaluer n'importe quelle surface dans le système de la CIE, selon l'illuminant désiré et l'Observateur Standard désiré, 1931/2 ou 1964/10. Ces appareils de mesure sont dotés de microprocesseurs qui leur confèrent toutes la puissance de calcul voulue, permettant l'évaluation simultané de CIE XYZ, CIE xy, CIE Lab, CIE Lch, et quelques autres, selon le type d'industrie.

Spectrophotomètre par réflection
Spectrophotomètre par réflection

Dans les arts graphiques, on rencontre surtout ce type d'appareils chez les imprimeurs qui se respectent.