CIE Lab

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Clarté à 25 %
Clarté à 75 %

CIE Lab (plus précisément L*a*b*) est un modèle colorimétrique de représentation des couleurs de surface adopté en 1976 par la Commission internationale de l'éclairage (CIE), en même temps que le modèle L*u*v* pour les couleurs de lumière. Fondé sur les évaluations du système CIE XYZ, il en abandonne la linéarité afin de figurer plus fidèlement les écarts entre les couleurs perçues par la vision humaine.

Dans ce modèle, trois grandeurs caractérisent les couleurs, la clarté L*, qui dérive de la luminance (Y) de l'évaluation XYZ, et deux paramètres a* et b*, qui expriment l'écart de la couleur par rapport à celle d'une surface grise de même clarté, comme la chrominance de la vidéo. La définition d'une surface grise, non colorée, achromatique, implique d'indiquer explicitement la composition de la lumière qui éclaire la surface colorée. Cet illuminant est souvent la lumière du jour normalisée D65.

CIE L*a*b* est une version modifiée du modèle Hunter Lab développé progressivement à partir de 1948. L'asterisque après les paramètres sert à éviter la confusion entre les deux. Bien que basés sur les même principes, les deux systèmes donnent des résultats numériques très différents.

Généralités[modifier | modifier le code]

Spectrophotomètre pour mesurer la couleur d'une surface dans le système L*a*b*.
  • La composante L* est la clarté, qui va de 0 (noir) à 100 (blanc).
  • La composante a* représente une gamme de 600 niveaux sur un axe rouge (+299 valeur positive) → vert (-300 valeur négative) en passant par le gris (0).
  • La composante b* représente une gamme de 600 niveaux sur un axe jaune (+299 valeur positive) → bleu (-300 valeur négative) en passant par le gris (0).

Les composantes a* et b* sont le plus souvent notées par une valeur de +127 à -128 comportant ainsi 256 niveaux permettant d'être codé en 8 bits en base hexadécimal pour être corrélé avec le système RVB informatique (ou +10899 / -12451 en 16 bits).

À noter aussi que dans la représentation sphérique les couleurs les plus saturées ne se trouvent pas nécessairement rassemblées sur le plan de chromaticité équatorial.

Le modèle de couleur L*a*b*, tout comme le modèle XYZ, est un modèle théorique basé sur la perception, indépendant du matériel. Les représentations visuelles du gamut de ces modèles sont imprécises, par exemple parce que l'écran d'ordinateur ne peut pas représenter toutes nuances des couleurs vives. Mais elles permettent de comprendre le concept.

Une caractéristique utile de ce modèle tridimensionnel est que la clarté est une notion intuitive. Il suffit alors de quelques représentations de tranches horizontales dans ce modèle pour visualiser le concept du gamut complet.

D'autre part, les composantes a* et b* ressemblent au traitement de base du système visuel qui analyse l'image par contraste entre rouge et vert, et entre bleu et jaune.

On transforme parfois ce système en un système perceptuel en utilisant les coordonnées polaires dans le plan (a*, b*) pour représenter la chrominance par une teinte et une saturation.

Une chose importante à se rappeler dans ce modèle est le fait qu'il est par définition paramétré correctement. Il n'y a donc pas besoin d'espaces colorimétriques spécifiques basés sur modèle. En pratique toutefois, ce modèle est adapté en fonction des périphériques et des supports d'impression (Adobe 1998, sRGB, ColorMatch, Pantone, etc.).

Ce système vise à uniformiser la perception des différences de couleurs. Les relations non-linéaires pour L*, a* et b* ont pour but d'imiter la réponse logarithmique de l'œil (dans l'espace L*a*b l'œil détecte 1 point de variation de a* ou b* pour 5 points de L*).
Les informations de couleurs se réfèrent à la chromaticité nécessaire comparée au point blanc du système.

Conversions CIE XYZ vers CIE L*a*b* (CIELAB)[modifier | modifier le code]

\begin{align}
  L^\star &= 116 f(Y/Y_n) - 16,\\
  a^\star &= 500 \left[f(X/X_n) - f(Y/Y_n)\right],\\
  b^\star &= 200 \left[f(Y/Y_n) - f(Z/Z_n)\right],
\end{align} \mathrm o \mathrm \grave{u}~f(t) = \begin{cases} 
  t^{1/3} & \mbox{si } t > (\frac{6}{29})^3, \\
  \frac13 \left( \frac{29}{6} \right)^2 t + \frac{4}{29} & \mbox{sinon}.
\end{cases}

Ici X_n, Y_n et Z_n sont les composantes du blanc de référence (blanc décrit dans l'espace XYZ, n pour neutre).

Conversions CIE L*a*b* (CIELAB) vers CIE XYZ[modifier | modifier le code]

La transformation inverse est :

Y = Y_n \cdot f^{-1}\left(\frac{L^*+16}{116}\right), \mathrm o \mathrm \grave{u}~f^{-1}(t) = \begin{cases} 
  t^3 & \mbox{si } t > \tfrac{6}{29}, \\
3\left(\tfrac{6}{29}\right)^2\left(t - \tfrac{4}{29}\right) & \mbox{sinon}.
\end{cases}
X =  X_n \cdot f^{-1}\left(\frac{L^*+16}{116} + \frac{a^*}{500}\right),
Z =  Z_n \cdot f^{-1}\left(\frac{L^*+16}{116} - \frac{b^*}{200}\right),
Espace de couleur CIE LUV sur lequel est reporté les axes a* b* et les températures de couleurs

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Robert Sève, Science de la couleur : Aspects physiques et perceptifs, Marseille, Chalagam,‎ 2009, p. 139-146

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]