COLORIMÉTRIE

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L'espace CIELAB (1976) ou L*a*b*

L'espace CIELAB est le plus utilisé en colorimétrie moderne car il est très bien adapté aux mesures de colorants ou de pigments, ainsi qu'aux estimations de mélanges. Il a pour origine les travaux effectués, à la fin des années 1930, par Elliott Q. Adams et Dorothy Nickerson sur la vision des couleurs. Il utilise un système à coordonnées de couleurs opposées fondé sur les recherches d'Ewald Hering (1878) concernant l'interprétation des informations entre l'œil et le cerveau. L'argument de base est qu'une couleur ne peut être ni rouge et verte à la fois, ni bleue et jaune à la fois, mais elle peut être à la fois rouge et jaune (orange) ou rouge et bleue (pourpre, magenta). Le rougissement ou le verdissement est exprimé par la valeur d'une coordonnée a*, positive si rouge et négative si vert. Le jaunissement ou le bleuissement est, quant à lui, représenté par une coordonnée b*, positive si jaune et négative si bleu.

L'espace colorimétrique CIELAB s'inscrit dans une sphère légèrement aplatie (fig. 1). L'axe vertical L*, correspond à la clarté ou luminosité, suivant une échelle psychométrique allant de 0 à 100. La valeur 100, localisée en haut de l'axe, représente le blanc ou la réflexion totale ; la valeur 0, en bas, le noir ou l'absorption totale. L'axe L* correspond donc à l'échelle des neutres (absence de couleurs). Dans chaque plan horizontal de la sphère, qui représente une valeur donnée de clarté L*, deux axes orthonormés servent à positionner les coordonnées de chromaticité : l'axe — a*/+a* pour le vert et le rouge, et l'axe — b*/+b* pour le bleu et le jaune. La teinte et la saturation d'une couleur donnée seront déterminées par les coordonnées cartésiennes a*, b*.

Colorimétrie : l'espace couleur CIELAB 1976

Dessin : Colorimétrie : l'espace couleur CIELAB 1976

Défini en 1976, cet espace colorimétrique CIELAB peut être assimilé à une sphère légèrement aplatie aux sommets (en a). L'axe vertical L* correspond à la clarté ou luminosité, suivant une échelle psychométrique allant de 0 à 100 (0 pour le noir où l'absorption est totale, et 100... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Calculs des coordonnées L*a*b*

Les cordonnées L*a*b* d'une couleur sont calculées à partir de ses composantes X, Y, Z (angle d'observation de 20, CIE1931) ou X10Y10Z10 (angle d'observation de 100, C.I.E. 1964), selon les formules suivantes :

L* = 116 (Y/Yn)1/3 — 16

a*= 500 [( X/Xn)1/3 — (Y/Yn)1/3]

b* = 500 [(Y/Yn)1/3 — (Z/Zn)1/3]

X, Y et Z sont les composantes correspondant à l'échantillon couleur mesuré et Xn, Yn et Zn celles qui sont obtenues par la mesure d'un diffuseur idéal par réflexion sous l'illuminant utilisé.

Comme les échelles psychométriques en racines cubiques ne sont pas rigoureusement exactes selon toute la dynamique des valeurs, les équations de transformations sont différentes si les rapports X/Xn, Y/Yn et Z/Zn sont inférieurs à 0,008856. Dans ces cas :

(X/Xn)1/3 est remplacé par 7,787 (X/Xn)1/3 + 16/116

(Y/Yn) 1/3 est remplacé par 7,787 (Y/Yn)1/3 + 16/116

(Z/Zn)1/3 est remplacé par 7,787 (Z/Zn)1/3 +16/116

Cordonnées L*C*h*

Dans le diagramme CIELAB, les coordonnées chromatiques orthonormées a* et b* peuvent être remplacées par des coordonnées polaires, l'échelle de clarté L* restant la même.

La saturation métrique, alors appelée C* (pour chroma), est alors définie par la formule suivante :

C* = (a*2 + b*2)1/2.

La teinte, alors nommée h* (hue en anglais), est définie par l'angle trigonométrique :

h* = arctan (b*/a*).

Plus le point représentatif est éloigné du centre, plus la saturation est importante et inversement. Suivant la position angulaire trigonométrique du point, la teinte évolue. Certains utilisateurs préfèrent employer les coordonnées polaires L*C*h* plutôt que les coordonnées cartésiennes L*a*b* car elles correspondent exactement aux trois attributs de la couleur et permettent de se reporter facilement à d'autres systèmes comme, par exemple, l'échelle des couleurs de Munsell.

Différence de couleur ΔE*ab

À la fin des années 1970, puisque les espaces de type CIELAB semblaient réellement psychométriquement uniformes, les formules alors proposées pour quantifier la différence entre un échantillon et une couleur de référence furent assez simples. En effet, dans un espace uniforme, le lieu géométrique correspondant à un écart constant autour d'un point représentatif d'une couleur de référence est une sphère ayant pour centre ce point. Dans la pratique, l'écart total (ΔE*ab) entre l'échantillon mesuré (e) et la couleur de référence (réf.) était calculé dans l'espace en utilisant le théorème de Pythagore, à partir des différences de luminosité [ΔL* = L*(e) — L*(réf.)] et de chromaticité [Δa*= a*(e) — a*(réf.) et Δb*= b*(e) — b*(réf.)].

On peut ainsi déterminer l'écart de couleur Δ ab, en projection sur un même plan horizontal de chromaticité, ou, plus généralement, l'écart total ΔE [...]

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Colorimétrie : l'espace couleur CIELAB 1976

Colorimétrie : l'espace couleur CIELAB 1976
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Colorimétrie : le système CMC

Colorimétrie : le système CMC
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Spectrocolorimètre

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Écrit par :

  • : professeur honoraire de sensitométrie, École nationale supérieure Louis-Lumière, Noisy-le-Grand

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Pour citer l’article

Bernard LEBLANC, « COLORIMÉTRIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/colorimetrie/