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         Octobre 1999

LA GESTION DE LA COULEUR
Lionel Chagas (EFPG)
IV - La gestion de la couleur en PAO
(Première partie)
1. Objectifs

Les objectifs de la gestion de la couleur sont de permettre la conservation et la reproduction la plus fidèle possible de l’information couleur, tout au long d’une chaîne de traitement faisant appel à différents matériels.

Par exemple un document à scanner possède ses propres caractéristiques couleurs. Si l'on veut reproduire fidèlement ses couleurs il faut tout d’abord caractériser le scanner (connaître sa capacité à reproduire les couleurs, ce qui englobe plusieurs aspects sur lesquels nous reviendrons plus loin) et dans un deuxième temps compenser les erreurs introduites.

De la même façon pour chaque étape, dans le traitement du document, il faudra caractériser le matériel puis compenser les distorsions engendrées.

Dans le traitement complet d’informations destinées à être imprimées les matériels suivants peuvent apparaître et perturber l’information couleur :

  Scanner   Imageuse   CTP
Écran d’ordinateur Épreuve couleur analogique Presses numériques
Imprimante couleur Copie film-plaque Presses offset...

En outre la compression des données numériques est susceptible également de modifier l’information couleur.

2. Principe

Le principe consiste, par l’intermédiaire de la caractérisation des périphériques, de déterminer la façon dont le périphérique modifie les couleurs afin de compenser cette distorsion.

La caractérisation d’un périphérique permet :
   d’établir quelle est la gamme des couleurs reproductibles par ce dernier ;
d’établir une relation entre un espace de couleur indépendant (défini par la CIE), espace XYZ ou L*a*b*, et l’espace de couleur du périphérique (RVBscan s’il s’agit d’un scanner, RVBécran s’il s’agit d’un écran, CMJNoffset s’il s’agit d’une presse offset etc.).

Cette caractérisation permet la création d’un profil (fichier numérique contenant les informations ci-dessus et permettant de compenser la distorsion de l’information couleur générée par le périphérique).

miniatureFigure 5 : espace de couleur d'un périphérique dans le diagramme CIE

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3. Procédure de travail

Il faut tout d’abord mettre sous tension le périphérique considéré et attendre qu’il atteigne sa température de fonctionnement.

Avant d’utiliser le périphérique il faut l’étalonner tel que c’est préconisé par le fabricant.

Une image de référence (mire), contenant des échantillons de couleurs bien définis, est traitée par l’un des quelconques périphériques. Cette image de référence est une image comportant des pavés de couleur. Plus il y a de pavés de couleur et plus la caractérisation sera précise. Les coordonnées colorimétriques, dans un espace de couleur indépendant XYZ, L*a*b* ou autres, des différentes plages de la forme test sont connues. L’utilisation d’un périphérique va modifier les couleurs de chaque plage. Les coordonnées colorimétriques de chaque pavé modifié sont relevées à l’aide d’un spectrophotomètre pour un document imprimé, d’un chromamètre pour la représentation sur écran.

Les deux séries de valeurs permettent d’établir la relation sortie = f(entrée) et donc un profil.
Des images de référence très utilisées sont celles de la série IT8 :
   IT8 7/1 caractérisation des périphériques d’entrée (couleurs transmissives) ;
IT8 7/2 caractérisation des périphériques d’entrée (couleurs réflexives) ;
IT8 7/3 caractérisation des périphériques d’impression.

Lors de la numérisation de l’image de référence il faut désactiver toutes les options de détramage, de netteté et de courbe tonale.

Une fois le profil généré il suffit de le sélectionner, les applications de traitement de l’image permettent cette sélection (Photoshop, Xpress, PageMaker…). La sélection du profil entraîne automatiquement les corrections colorimétriques.

4. Caractérisation des périphériques

Les moyens de convertir les données d’un système de couleur à un autre sont à la base de la gestion de la couleur. Il existe plusieurs méthodes : celle utilisant des transformations linéaires, celle utilisant des transformations non-linéaires, celle utilisant une modélisation de l’impression et de l’engraissement du point de trame, celle utilisant des tables de correspondances entre données de deux systèmes de couleur et utilisant une interpolation pour la détermination des points intermédiaires [5, 6, 7].

4.1. Transformations linéaires

La méthode la plus simple consiste à utiliser une série d’équations linéaires permettant de transformer un système de couleur dépendant d’un périphérique en un système de couleur indépendant et inversement.

Passage du système RVB au système XYZ :
Formule 12
En sens inverse :
formule 13
Passage du système XYZ au système CMJ :
Formule 14      avec :     Formule 15

XB YB ZB et XN YN ZN sont les coordonnées colorimétriques du blanc papier et du noir imprimé sur le papier dans l’espace XYZ. L’espace CMJ étant non linéaire, ce type de conversion donne de mauvais résultats.

4.2. Transformations non linéaires

Il est possible d’utiliser des modèles polynomiaux (polynômes du 2e ou du 4e ordre généralement) pour décrire la correspondance entre deux systèmes de couleur. Cela peut se faire dans le cas d’une conversion directe des données lues par le scanner (exprimées en RVB) en données CMJ ou CMJN et également dans le cas de la conversion des données d’un espace de couleur indépendant en données CMJ ou CMJN (cela tient à la non linéarité de l’espace CMJ).

Matrice du second ordre : une relation entre les coefficients virtuels d’absorption et l’espace de couleur XYZ est décrite ci-dessous.

formule 16
4.3. Algorithmes de modélisation des pigments

Plusieurs entreprises ont développé des modèles mathématiques de prédiction des couleurs. Ces modèles sont souvent établis à partir des travaux de Yule et de Neugebauer.

On peut en trichromie faire apparaitre 8 couleurs du fait de la superposition des encres de base :

   le cyan,
le magenta,
le jaune,
le cyan + le magenta,
le cyan + le jaune,
le magenta + le jaune,
le cyan + le magenta + le jaune,
le blanc (papier).
Les aires Pi occupées par chacune des huit couleurs sont données par les équations :
Formule 17
formule 18
formule 19
formule 20
formule 21
formule 22
formule 23
formule 24

Le calcul des aires ac, am, aj se fait ensuite à partir des valeurs des composantes trichromatiques X, Y, Z :

formule 25
A partir des valeurs des facteurs de réflectance diffuse Rl à diverses longueurs d’onde :
formule 26
miniatureFigure 6 : les huit couleurs reconstituées par des points de trame cmj

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4.4. LookUp Table et interpolation

Cette méthode nécessite un grand nombre de mesures. Elle nécessite une image de référence possédant plusieurs centaines de pavés de couleur. Les valeurs colorimétriques d’entrée et de sortie permettent de créer une table de correspondances. Une fois fait toute couleur peut être déduite par interpolation. La grande majorité des logiciels de gestion de la couleur utilisent cette dernière méthode.

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