CIE L*a*b*

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Principe de l'espace L*a*b*

CIE L*a*b*, souvent abrégé CIE LAB, est un espace de couleur pour la caractérisation des couleurs de surface. Trois grandeurs caractérisent les couleurs. La clarté L* dérive de la luminance de la surface. Les deux paramètres a* et b* expriment l'écart de la couleur par rapport à celle d'une surface grise de même clarté, comme la chrominance de la vidéo. L'existence 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.

couleurs d'écran dans l'espace L*a*b* vu du dessus

La Commission internationale de l'éclairage (CIE) a donné les premièrs systèmes colorimétriques à la fin des années 1920. L' espace CIE XYZ définit en 1931 des relations linéaires entre le tableau d'analyse spectrale du rayonnement coloré et les trois grandeurs décrivant la perception de la couleur. Cette simplicité a l'inconvénient de ne pas représenter l'écart de couleurs perçu par la vision humaine. Une même distance entre deux points dans cet espace peut se rapporter à des couleurs presque identiques dans une zone, alors qu'elles sont bien plus différentes dans une autre. Pour permettre une représentation utile des écarts de couleur, qui permette, par exemple, de définir une tolérance pour tout une gamme, la CIE a défini en 1976 deux espaces non-linéaires de description des couleurs, CIE L*u*v* pour la caractérisation des lumières des éclairages et écrans, et L*a*b*.

L'asterisque après les symboles L*, a*, b* évite la confusion avec les paramètres du modèle Hunter Lab développé progressivement à partir de 1948. Bien que basés sur les mêmes principes, les deux espaces donnent des résultats numériques très différents[a].

Généralités[modifier | modifier le code]

Spectrophotomètre pour mesurer la couleur d'une surface dans l'espace CIE 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 vert (−300) → rouge (+299).
  • La composante b* représente une gamme de 600 niveaux sur un axe bleu (−300) → jaune (+299).

Les couleurs existant réellement forment dans cet espace un volume en forme de cornet, dont la pointe inférieure est noire et le haut de la calotte est blanc. Sur les flancs, les couleurs optimales forment la limite théorique pour les couleurs non fluorescentes. L'échelle des gris occupe l'axe central (a*=0, b*=0), du noir au point blanc défini pour l'espace, généralement l'illuminant lumière du jour D65.

Les grandeurs du modèle L*a*b* sont des grandeurs perceptuelles, définies par la psychologie. La clarté est une notion intuitive, et, avec la différence rouge-vert qu'indique a* et la différence entre bleu et jaune qu'indique b*, elle ressemble au traitement de base du système visuel.

Il suffit alors de quelques représentations de tranches horizontales dans ce modèle pour situer les couleurs par rapport à l'ensemble des possibles.

On utilise parfois les coordonnées polaires dans le plan (a*, b*) pour représenter la chrominance par une teinte et une saturation[réf. souhaitée]. La définition CIE réserve cependant cette représentation au modèle CIE L*u*v* destiné aux couleurs de lumières et d'écrans.

Cet espace vise à représenter la perception des différences de couleurs. Les relations non-linéaires entre L* et la luminance, et entre a* et b* et les coordonnées dans l'espace CIE XYZ ont pour but d'imiter la réponse 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*[réf. souhaitée]).

Si deux points de l'espace L*a*b* sont à la même distance[b], la différence de couleur, ou le contraste, si l'on préfère, est identique.

Passage de l'espace CIE XYZ à l'espace CIE L*a*b*[modifier | modifier le code]

Ici Xn, Yn et Zn sont les composantes du blanc de référence (l'indice n signifie normalisé).

Passage de l'espace CIE L*a*b* à l'espace CIE XYZ[modifier | modifier le code]

Espace de couleur CIE LUV sur lequel est reporté les axes a* b* et les températures de couleurs

CIE L*a*b* et l'informatique[modifier | modifier le code]

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L'espace L*a*b* est prévu pour les couleurs de surface, et non pour les couleurs d'écran. Sa définition de couleurs peut servir en préparation d'impression ou de fabrication d'objets colorés ; les profils colorimétriques des terminaux permettent d'assurer que les écarts de couleurs perçus sur l'un se retrouveront sur l'autre.

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 l'espace 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.

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 spécifiques basés sur modèle. En pratique toutefois, ce modèle est adapté en fonction des périphériques et des supports d'impression (Adobe RGB, sRGB, ColorMatch, Pantone, etc.).

Annexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

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

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Dans Hunter Lab, la luminosité est proportionnelle à la racine carrée de la luminance relative, dans CIE L*a*b, à la racine cubique.
  2. La distance entre deux points de coordonnées L, a, b et L', a', b' est la racine carrée de la différence entre leurs coordonnées . Il est inutile d'extraire la racine carrée pour vérifier l'égalité.