Système CIELAB

11.2 Système CIELAB 165

On a donc réussi, grâce au système CIE 1931, à caractériser la couleur bleue de la

voiture (voire figure 11.6). Il est également possible de déterminer la longueur d’onde dominante de la couleur complémentaire à l’aide du point C’.

 

Figure 11.6 – Caractérisation de la couleur bleue de la voiture

 

11.1.6 Insuffisances du système CIE 1931

Le système CIE 1931 possède encore quelques défauts :

• C’est un espace non homogène : une trop grande importance est accordée au vert

par rapport au bleu et au rouge.

• C’est un espace non euclidien, c’est-à-dire que la distance entre deux couleurs du

diagramme de chromaticité xy n’est pas perçu de la même façon que le système visuel humain (la distance ne correspond pas aux écarts de couleurs réellement observés).

Le système CIELAB fut créé pour résoudre ces difficultés.

 

11.2 Système CIELAB

En 1976, la CIE introduit le système CIELAB. Son but : obtenir un espace des couleurs uniforme et euclidien. Dans ce type d’espace, la distance entre deux points correspond à la différence de couleur réellement perçue par l’œil humain.

Le principal intérêt de l’espace CIELAB réside dans la possibilité de mesurer des

écarts colorimétriques. Cela est capital dans l’industrie, tant pour le contrôle qualité

(acceptabilité d’un échantillon, ou d’un lot par rapport à une référence), que pour le

contretypage de teinte (conformité par rapport au standard à contretyper).

 

11.2.1 Construction de l’espace CIELAB

La construction de l’espace CIELAB a été réalisée par transformation de l’espace CIE 1931 pour se rapprocher des atlas de couleurs (tel que l’atlas de Munsell). Ces derniers ont eux-même été construits de manière à être uniformes en écarts de couleurs.

La figure 11.7 donne une représentation de cet espace.

166 Chapitre 11. Mesurer la couleur

 

Figure 11.7 – L’espace CIELAB

Le repérage dans l’espace CIELAB peut se faire en coordonnées rectangulaires

L*a*b* 1 :

• Axe L* = clarté. Cet axe est gradué de 0 (noir) à 100 (blanc), et correspond à

l’échelle des gris.

• Axe a* = canal rouge-vert. Cet axe est gradué de -100 (vert) à 100 (rouge), 0

correspondant au gris.

• Axe b* = canal jaune-bleu. Cet axe est gradué de -100 (bleu) à 100 (jaune), 0

correspondant au gris.

La figure 11.8 représente un plan de chromaticité, c’est-à-dire un ensemble de couleurs

de même clarté dans le plan (a*,b*).

 

Figure 11.8 – Le plan de chromaticité (a*,b*)

Il est également possible de se repérer en coordonnées cylindriques (L*c*h), comme

indiqué figure 11.9. Ce système de repérage a l’avantage de correspondre au classement

1. Les astérisques indiquent que l’on travaille dans un espace normalisé, celui de la CIE. En effet, il

existe d’autres espaces similaires, utilisant les coordonnées Lab, comme le système Lab Hunter, créé en 1942.

11.2 Système CIELAB 167

naturel des couleurs :

• Axe L* = clarté.

• Axe c* = saturation (Chroma).

• Angle h = nuance (Hue).

 

Figure 11.9 – Coordonnées cylindriques L*c*h

Exercice 11.2 — Passage des coordonnées rectangulaires aux coordonnées cylindriques.

Déterminer les expressions de c* et h en fonction de a* et b*.

 

11.2.2 Utilisation de l’espace CIELAB

Ecarts colorimétriques

Prenons l’exemple de deux objets, dont les couleurs correspondent aux coordonnées suivantes :

  * * L = 50 L = 70   1 2  

Objet * * 1 : a 1 = 60 Objet 2 : a 2 = 40 (11.7)

 *  b = 0  *  = 20 1 b 2

La différence de couleur perçue entre ces deux objets correspond à la distance entre les deux points correspondants. On la note ∆E, et on peut facilement calculer sa valeur :

q

∆ * * 2 * * 2 * 2 * E = ( − ) − L ) − ) L + ( a a + ( b b

2 1 2 1 2 1

= p 2 2 2 (11.8) (70 − 50) + (40 − 60) + (20 − 0) = 35

Nous pouvons généraliser cela comme suit :

q

∆ * 2 * 2 * 2 E = ( ∆ L ) + ( ∆ a ) + ( ∆ b ) (11.9) 168 Chapitre 11. Mesurer la couleur

En coordonnées cylindriques, on définit l’ * écart de teinte ∆ H tel que :

R

q

∆ * 2 * 2 * 2 E = ( ∆ L ) + ( ∆ c ) + ( ∆ H ) (11.10)

 

Acceptabilité

L’acceptabilité correspond aux déviations supportables d’un échantillon donné par

rapport à une référence appelée standard. Par exemple, si un écart ∆E = 1 peut tout à fait être toléré pour une peinture murale, les exigences des clients sont beaucoup plus strictes dans l’automobile (de l’ordre de ∆E = 0.3).

Théoriquement l’espace des couleurs acceptables, une fois la tolérance fixée, corres-

pond à une sphère centrée sur le standard, et de rayon la tolérance. En réalité, des

travaux menés par David Mac Adam 2 (1910-1998) en 1942 ont permis de montrer que l’on ne perçoit pas autant une différence de saturation qu’une différence de nuance ou de luminosité. Il a déterminé un graphique connu sous le nom d’ellipses de Mc Adam

(voir figure 11.10) qui met en évidence les points suivants :

• Les ellipsoïdes possèdent une orientation suivant le classement naturel des couleurs

(L*c* h).

• La taille de ces ellipsoïdes dépend du positionnement absolu du point de couleur

dans l ’espace.

 

Figure 11.10 – Ellipses de Mac Adam (1942)

 

11.2.3 Système CMC

Défini en 1988, le système CMC (Color Mesurement Comittee) utilise l’espace CIE-

LAB en perfectionnant l’évaluation des différences de couleur. Des études ont été menées pour rendre le calcul des écarts colorimétriques plus conforme à l’appréciation visuelle. Les sphères de tolérance de l’espace CIELAB sont ainsi remplacées par les ellipsoïdes semblables à ceux de Mac Adam. Le système affecte les coordonnées cylindriques (l*,c*,h) de coefficients variables selon les zones de couleurs et les applications. Par exemple, les ellipsoïdes sont plus étroits et plus allongés verticalement dans la zone des oranges, alors qu’ils sont plus larges et plus ronds dans la zone des verts. Les tolérances en teinte et en saturation deviennent plus faibles lorsque la clarté augmente ou diminue.

2. Mac Adam était un opticien colorimétriste, longtemps affilié au laboratoire de recherche de Kodak,

puis président de la CIE.