Formation colorimétrique

Il m’arrive souvent de faire des formations internes sur la colorimétrie à l’image. Cette page est un aide mémoire, synthétique.

Avant propos

Le but est de fournir une cartographies des différents éléments qui entrent en ligne de compte quand on parle de colorimétrie. Rien de ce qui est dit peut être considéré comme solide, mais plutôt une abstration choisi pour permettre aux graphistes de comprendre ce qu’ils voient et ce qu’ils ont dans leur images. Les atomes ne sont pas des billes.

Si un scientifique vous dit que j’ai tord, c’est qu’il a raison.

Le rayonnement électromagnétique.

• Classé en différents domaines: Rayon gamma/Rayon X/Ultraviolet/Visible/Infrarouge/Térahertz ou submillimétrique/Micro-ondes/Ondes radio
• Spectre optique = Domaines Ultraviolet/Visible/Infrarouge.

Il y a plusieurs choses qui peuvent créer un REM : * Rayonnement ionisant (cations+, anions-). * Rayonnement synchroton. * Rayonnement continu de freinage. * Rayonnement thermique. * Rayonnement du corp noir.

Ce sont les deux derniers qui vont nous interesser.

Chaleur -> Agitation des atomes -> REM (Rayonnement thermique) -> Peuvent atteindre le spectre visible : * Énergie thermique

• Tout ce qui n’est pas au zéro absolue emmet de la chaleur (votre corp).
• Les réactions chimiques emmetent de la chaleur (combustion pour le feu et l’ampoule, réaction nucléaire pour le soleil, ou électrique pour une DEL, votre corp qui brule ses calories faire fonctionner vos muscles).
• Donc tout emmet un REM.
• Exemple du fer:
• Froid il emmet un rayonnement IR (>700nm).
• Chauffé il commence à devenir visuellement rouge (entre 400nm et 700 nm).
• Si on augmente encore la température, il devient jaune -> blanc -> bleu.)
• Soleil :
• Absorbtion par l’eau de mer
• The Solar Spectrum
• Color of the sun VS D65
• Raies de Fraunhofer :
  • 45 ans plus tard: On découvre que les lignes correspondent à celles identifiée lorsqu’on chauffe certains éléments chimiques.
  • Spectral line
  • Absorption spectrum
  • Cumulative absorption spectrum Hubble telescope
• Atmosphere opacité électromagnétique

Le fonctionnement de l’œil humain.

• Macula : Environs 5.5 mm. Concentre les cones.
• Fovéa : Au centre de la macula. Cones sérrés. Acuité visuelle maximum. Concentration du crystalin.
• Batonnets :
• 95 % des photorécepteurs.
• Grosse densité sur les bords de l’œil, nulle au niveau du fovéa.
• Rhodopsine : Protéine des photorecepteurs de la lumière.
• Très sensible. Maladie génétique, que des batonnets dans la fovéa, pas de cones -> lunettes de soleil tout le temps.
• Cones :
• 5 % des photorécepteurs.
• Principalement concentrés au centre de la fovéa.
• 3 types de cones : Bleu (S), Vert (M), Rouge (L). La Mante de mer dispose de 16 cônes.
• Iodopsines : Protéine des photorecepteurs des couleurs.
• La saturation de 3 types de cones est perçu comme blanc.
• Réponse les photorecepteurs
• Approximativemnt logarithmique : Plus le photorecepteurs se raproche de son niveau de saturation, plus la quantité d’energie pour le saturer augmente (réponse non linéaire).
• Permet de supporter les hautes lumières sans être éblouie (notion importante, plus tard, pour la question du HDR).
• Analyse du cerveau meilleur sur le plateau, c-à-d. dans les basses lumières.
• L’Iris
• Composé de deux muscles (sphincter et dilateur).
• Réflexe physiologique lié à la lumière.
• Ajuste la « dynamique ».
• Rôle très important dans les questions de luminosité ambiante.

Cerveau et perception

• Machine à ajuster constament son référenciel. Objectif : Interpreter ce qu’il voit pour se donner le moyen de réagir.
• Très bête : Illusion d’optique, Échiquier d’Adelson.
• La température d’une source de lumière (mesure en Kelvin) est différente suivant la nature du phénomène physique entraînant son rayonnement, mais malgré ces différences cette lumière devient un référentiel que notre cerveau utilise naturellement pour interpréter le rayonnement diffus d’une matière (c.à.d, sa couleur).

Fonctionnement des moniteurs.

• CRT: Courbe de réponse gamma 2.5.
• 0.5 gamma 2.5 -> 0.1767. 0.5 gamma 2.2 -> 0.2176.
• L’utilisateur compense (image, UI, etc).
• Les données sont donc générée avec des très haute valeur. Mise brute en rendu: Rebonds saturés.
• Quand on imprime, c’est moche.
• HP et Microsoft font un standard : sRGB.
• Ce n’est plus le cas pour les LEDs, mais il faut bien un truc par défaut (les logiciels ont été fait pour sRGB).
• Niveau de luminance de l’écran.

sRGB

Importance de la terminologie et incertitudes entourant sRGB.

• Primaire.
• Fonction de transfert. EOTF/OETF.
• Point blanc.
• Condition d’observation.

ACES

• Pensé pour le stockage.
• Très mauvais espace de travail.
• Créé des artefacts en rendu (color * color = shift chromatique): Concernant l’agnosticisme des espaces colorimétriques des moteurs de rendu.
• Création de ACEScg. AP1 vs AP0. http://duikerresearch.com/2015/09/acescg-a-common-color-encoding-for-visual-effects-applications/

https://chrisbrejon.com/cg-cinematography/chapter-1-5-academy-color-encoding-system-aces/

https://www.fevrierdorian.com/carnet/pages/notes-concernant-aces.html

https://jo.dreggn.org/path-tracing-in-production/2017/talk-jo/

HDR

Espace colorimétrique sRGB (primaire/fonction de transfert/point blanc). Espace colorimétrique ACES.

Dernière mise à jour : jeu. 30 novembre 2023