L’image numérique 2 – Les couleurs

Dans la première partie, nous avons traité de la taille d’une image, mais que serait une image sans la couleur ?

L’œil humain est composé de cônes et de bâtonnets, qui perçoivent respectivement les couleurs primaires (rouge, vert et bleu) et la luminosité. Nous pouvons percevoir des couleurs allant du rouge au violet.
spectre

Nous distinguerons deux systèmes différents de représentation, le fonctionnement d’un écran et celui d’une imprimante. L’écran fonctionne en mélangeant pour chaque pixel 3 lumières de couleurs différentes (rouge vert et bleu, choix basé sur l’œil) qui s’éclaircissent ou s’assombrissent. C’est la synthèse additive. Sur un papier, le fonctionnement est « contraire », la base est blanche et le mélange des encres assombrit le résultat en absorbant la lumière, c’est la synthèse soustractive.

La synthèse additive (RVB)

lumiereC’est le principe du mélange de lumières de différentes couleurs. Les couleurs primaires sont le rouge, le vert et le bleu (RVB, ou RGB – Red Green Blue).

Une personne dotée d’une bonne acuité visuelle perçoit entre 150 et 200 nuances différentes de la même teinte, et un contraste de 1:10000 environ entre une journée très ensoleillée et une nuit de pleine lune. Pour coder une image RVB, on utilise des pixels dont la couleur est codée grâce à 3 valeurs de 1 octet : les couleurs primaires. Pourquoi 1 octet par couleur ? Parce que 1 octet = 8 bits soit 256 valeurs (7 auraient été insuffisants car 128 valeurs différentes d’une même teinte sont discernables).

On parle dans ce cas d’image 24bits (3×8) ou « couleurs vraies » (TrueColor) car le nombre total de couleurs dépasse les 16 millions. C’est le cas pour les appareils photo les plus répandus. Le format d’image le plus répandu – JPEG – est de ce type.

Sur certaines images on ajoute également un octet supplémentaire par pixel pour la transparence (images 32bits). On peut citer le format PNG ou JPEG2000 par exemple.

La synthèse soustractive (CMJN)

encreC’est le principe des encres sur du papier. Dans ce système, les couleurs primaires sont le cyan, le magenta et le jaune, auxquelles on ajoute le noir, qui est plus facile à obtenir (CMJN, ou CMYK – Cyan Magenta Yellow Black). Chaque pixel est donc caractérisé par 4 valeurs de 1 à 100, par exemple pour obtenir du bleu primaire, on mélangera cyan, magenta et pas de jaune, et éventuellement du noir pour l’assombrir. Les images dans ce mode ne peuvent être directement affichées, et sont converties en RVB pour la visualisation.

Avant d’envoyer une photo (ou tout autre document) à un imprimeur, il est préférable de la passer dans ce mode.

Les images en niveaux de gris

Ce sont les images abusivement appelées « en noir et blanc », chaque pixel est codé sur un octet, de 0 pour le noir à 255 pour le blanc. Elles sont moins volumineuses (elles prennent moins de place sur un disque, et se chargent plus vite sur internet).

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Exemples d’images en niveaux de gris, il faut fréquemment changer les contrastes par rapport à la couleur pour obtenir un résultat harmonieux.

Les images en couleur indexées

Toujours dans le but de prendre moins de place, on peut créer des images auxquelles on attache une palette de couleurs et chaque pixel désigne une couleur dans cette palette. Ces images possèdent des couleurs moins variées (entre 2 et 256), et sont adaptées pour des dessins ou des logos, mais rarement pour des photos. C’est ici que nous trouverons les vraies images « en noir et blanc », avec une palette de deux couleurs, noir et blanc.

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Images en 64 couleurs indexées, la seconde utilise le tramage.

Cas particulier : le RAW et le HDR

Nous l’avons vu un peu plus haut, l’œuil humain perçoit un contraste maximal de 1:10000 environ, une image RVB – ainsi qu’un écran ou un appareil photo sortant une image jpg – ne peuvent transcrire que 1:256 (un octet), certaines images peuvent être codées en RAW (quelquefois appelé « négatif numérique ») ou en HDR (High Dynamic Range) pour gagner en dynamique (différence entre les zones claires et sombres). Par contre, on ne peut les visualiser directement, il faut les convertir.

Le RAW est directement produit par certains appareils, le HDR est le résultat de l’assemblage de plusieurs photos prises à des expositions différentes. Ces formats feront l’objet d’articles futurs. Le codage d’un pixel peut alors monter à 12 (4096 valeurs), voire 16 (65536 valeurs) bits par couleur, entrainant une taille très important, mais une dynamique très supérieure.

régie HDR, un autre essai (3) Auch

Exemples de HDR, avec rendu réaliste ou non…

Dans les images ci-dessus, il est impossible de rendre en une seule prise de vue la différence entre les zones claires et les zones sombres. Le HDR fera l’objet d’un article à part entière.

A suivre

pixelstats trackingpixel

Commentaire 1 à L’image numérique 2 – Les couleurs

  1. Great articles!
    I’m really looking forward to seeing the next ones!