En 2015, une simple demande concernant la couleur d'une robe spécifique avait suscité un intérêt généralisé pour la façon dont nous percevions les couleurs. Le fait est que la capacité de percevoir la couleur est complexe et non exacte.
Ce que nous voyons vraiment
Nos yeux ne voient pas les objets réels, ce que vous voyez réellement est la lumière réfléchie par les objets. La couleur que vos yeux voient est le résultat de la longueur d'onde de la lumière réfléchie ou absorbée par l'objet. Cependant, il est peu probable que la couleur que vous voyez soit totalement correcte.
Facteurs influant sur la perception de la couleur
La perception des couleurs dans le monde réel est affectée par plusieurs facteurs:
- Propriétés physiques d'un objet: Les longueurs d'onde de la lumière qu'un objet réfléchit ou absorbe naturellement en raison de sa composition physique.
- Moment de la journée: L'objet est vu à la lumière du matin, de l'après-midi ou de la nuit.
- Emplacement: L'objet est vu à la lumière extérieure (journée ensoleillée ou nuageuse) ou artificielle à l'intérieur (et type de lumière intérieure).
- Perception de la couleur: Variations naturelles dans la manière dont chaque paire d'yeux humain perçoit les longueurs d'onde de la couleur.
- Daltonisme: Variations non naturelles dans la façon dont certaines personnes perçoivent les longueurs d'onde de couleur.
Outre la perception des couleurs dans le monde réel, les facteurs suivants doivent également être pris en compte: photo, impression et vidéo:
- L'instrument utilisé pour capturer l'image: Les capacités d'une caméra pour détecter les longueurs d'onde de couleur en combinaison avec l'heure et le lieu.
- Le périphérique d'affichage utilisé pour reproduire l'image: TV, Projecteur vidéo, Imprimer reproduire des images en utilisant différentes méthodes.
- Calibrage de l’affichage ou de l’imprimante: Si vous affichez une image imprimée ou un périphérique d'affichage vidéo, la norme utilisée pour calibrer ce périphérique en vue de la reproduction des couleurs affecte ce que vous voyez.
Bien qu'il existe des similitudes et des différences dans la perception des couleurs en ce qui concerne les applications photo, impression et vidéo, concentrons-nous sur le côté vidéo de l'équation.
Capture de couleur
- Tout d'abord, vous devez "capturer" l'image. Une caméra vidéo doit voir la lumière se refléter sur les objets et passer à travers une lentille. La lumière entrante est constituée de toutes les couleurs réfléchies par le ou les objets cibles. Cette lumière pénètre dans l'objectif et frappe une puce (dans le passé, avant les puces, la lumière devait passer à travers un tube à vide spécialement construit).
- Une fois que la lumière atterrit sur la puce, la puce utilise un processus qui convertit la lumière en impulsions électriques analogiques ou en codes numériques (1, 0). Ce signal converti est ensuite envoyé à un appareil récepteur (dans ce cas un téléviseur ou un vidéoprojecteur) qui reconvertira l’impulsion électrique entrante (analogique) ou le code numérique en une image affichée ou projetée sur un écran.Cependant, voici où ça devient difficile. Lorsque la caméra reçoit la lumière réfléchie par un objet à un moment donné, le dispositif d’affichage doit présenter avec précision la couleur du résultat capturé.
Étant donné que ni le périphérique de capture ni le périphérique d'affichage ne peuvent reproduire toutes les couleurs reflétées par les objets du monde réel, les deux périphériques doivent "deviner" en fonction de normes de couleur "artificielles" spécifiques, qui reposent sur une couleur de base modèle. Dans les applications vidéo, le modèle à trois couleurs est représenté par le rouge, le vert et le bleu. Différentes combinaisons des trois couleurs primaires dans différents rapports sont utilisées pour recréer les niveaux de gris et toutes les nuances de couleurs que nous voyons dans la nature.
Affichage de la couleur via un téléviseur ou un projecteur vidéo
Comme il n’existe aucune exactitude définitive quant à la façon dont les humains perçoivent les couleurs dans le monde naturel, il existe des limitations pour capturer des couleurs précises à l’aide d’une caméra. Comment cela se concilie-t-il à la maison lorsque vous regardez la télévision ou un vidéoprojecteur?
La réponse est double: le type de technologie utilisée qui permet à un projecteur de télévision / vidéo d'afficher des images et des couleurs et d'ajuster avec précision leur capacité à afficher des couleurs aussi précises que possible dans le respect d'un standard de couleur prédéfini.
Voici un bref aperçu des technologies d’affichage vidéo utilisées pour afficher des images en noir et blanc et en couleur.
Technologies émissives
- Tube cathodique - Un faisceau d'électrons provenant du cou d'un tube à image analyse des lignes de luminophores ligne par ligne afin de produire une image. Lorsque le faisceau frappe chaque luminophore, celui-ci est excité et produit l'image. La couleur est produite par les phosphores rouge, vert et bleu excités dans la combinaison appropriée pour produire une couleur spécifique.
- Plasma - Les phosphores sont éclairés par un gaz chargé surchauffé (semblable à une lampe fluorescente). Des combinaisons de phosphores rouge, vert et bleu (appelés pixels et sous-pixels) produisent la couleur désignée.
- OLED - La technologie OLED peut être mise en œuvre de deux manières pour les téléviseurs. L'une des options est WRGB, qui combine des sous-pixels auto-émetteurs OLED blancs avec des filtres de couleur Rouge, Vert et Bleu, tandis qu'une autre option consiste à utiliser des sous-pixels auto-émetteurs Rouge, Vert et Bleu sans filtres de couleur ajoutés.
Technologies transmissives
- LCD - Les pixels de l'écran LCD ne produisent pas leur propre lumière. Pour qu'un téléviseur LCD puisse afficher une image sur un écran de télévision, les pixels doivent être "rétro-éclairés". Au cours de ce processus, la lumière qui traverse les pixels est rapidement atténuée ou éclaircie, en fonction des besoins de l’image. Si les pixels sont suffisamment atténués, très peu de lumière passe à travers l'écran, ce qui rend l'écran plus sombre. La couleur est ajoutée au fur et à mesure que la lumière traverse la puce LCD, puis les filtres de couleur rouge, vert et bleu.
- 3LCD - Utilisé en projection vidéo, fonctionne de la même manière que les téléviseurs LCD, mais avec des puces dispersées à travers une source d'écran entière. La lumière blanche passe à travers trois puces LCD et un prisme, puis est projetée sur un écran.
La combinaison transmissive / émissive - LCD avec points quantiques
Pour les applications d’affichage télévisé et vidéo, un Quantum Dot est un nanocristal artificiel doté de propriétés émettrices de lumière spéciales, qui peut être utilisé pour améliorer les performances de luminosité et de couleur affichées sur des images fixes et vidéo sur un écran LCD.
Les points quantiques sont des nanoparticules aux propriétés émissives réglables qui peuvent absorber une lumière d'une couleur plus intense et émettre une lumière d'une autre couleur plus faible (un peu comme les luminophores sur un téléviseur à plasma). source (dans le cas d’un téléviseur LCD avec rétroéclairage à DEL bleue), chaque point quantique émet une couleur d’une longueur d’onde spécifique, qui est déterminée par sa taille.
Les points quantiques peuvent être intégrés à un téléviseur LCD de trois manières:
- Placé à l'intérieur d'un mince tube de verre (appelé Edge Optic) à l'intérieur de la structure de la source de lumière du téléviseur, entre une source de lumière DEL bleue et la plaque de guidage de la lumière (la structure qui diffuse la lumière sur l'écran) pour les voyants DEL allumés par la lumière / Téléviseurs LCD.
- Sur une "couche d'amélioration de film" placée entre une source de lumière LED bleue et la puce LCD et les filtres de couleur (pour les téléviseurs Full Array ou à éclairage direct à LED / LCD).
- Sur une puce, où les points quantiques sont intégrés directement sur une LED bleue pour une utilisation en configuration de bord ou à éclairage direct.
Pour chaque option, la lumière LED bleue atteint les points quantiques, qui sont ensuite excités de manière à émettre de la lumière rouge et verte (qui est également combinée avec le bleu provenant de la source de lumière LED). La lumière colorée passe ensuite à travers les puces de l'écran LCD, les filtres de couleur et sur l'écran pour l'affichage des images. La couche émissive Quantum Dot ajoutée permet au téléviseur LCD d'afficher une gamme de couleurs plus saturée et plus étendue que les téléviseurs LCD sans la couche Quantum Dot ajoutée.
Technologies réfléchissantes
- LCOS (également appelés D-ILA et SXRD)Le LCOS est une variante du 3LCD et est utilisé en projection vidéo. Au lieu de laisser passer la lumière à travers chacune des trois puces LCD, puis à travers les filtres de couleur et l'objectif, celle-ci repose sur une base réfléchissante. Ainsi, lorsqu'une source de lumière colorée passe à travers la puce, elle est automatiquement réfléchie et envoyée à travers l'objectif. à l'écran de projection.
- DLP (3-Puce) - Utilisé dans les projecteurs vidéo - La clé du DLP est le DMD (Digital Micro-mirror Device), dans lequel chaque puce est composée de minuscules miroirs inclinables. Cela signifie que chaque pixel d'une puce DMD est un miroir réfléchissant. L'image vidéo est affichée sur la puce DMD. Les micromiroirs sur la puce (chaque micromiroir représente un pixel) s’inclinent ensuite très rapidement à mesure que l’image se modifie. Ceci produit la base de niveaux de gris pour l'image.
- Dans un vidéoprojecteur DLP à 3 puces, trois sources de lumière sont utilisées (ou une lumière blanche passe à travers trois prismes). La lumière colorée réfléchit alors sur trois puces DLP (elles sont toutes en niveaux de gris, mais reçoivent chacune une lumière de couleur différente). Le degré d'inclinaison de chaque micromiroir par rapport à la source de lumière de couleur à un moment donné détermine les couleurs de l'image. La lumière réfléchie est ensuite transmise à travers l’objectif du projecteur.
Combinaison réfléchissante / transmissive
- DLP (1-puce) - Utilisé dans les vidéoprojecteurs - Dans cet agencement, une seule source de lumière blanche est réfléchie par une seule puce DLP DMD. Ensuite, la couleur est ajoutée au fur et à mesure que la lumière réfléchie passe à travers une roue chromatique à haute vitesse, à travers l'objectif et ensuite vers l'écran.
Pour de plus amples explications techniques sur DLP, consultez notre article associé: Notions de base sur les vidéoprojecteurs DLP.
Affichage de la couleur - Normes d'étalonnage
Ainsi, maintenant que l’électronique et la mécanique ont été définies pour l’affichage d’une image couleur sur votre écran de télévision ou sur votre écran de projection vidéo, vous devez maintenant déterminer comment ces appareils peuvent reproduire la couleur aussi précisément que possible, malgré les limites techniques.
C’est là que l’application de normes de couleur dans l’espace de couleur visible devient importante.
Parmi les normes d'étalonnage des couleurs pour les téléviseurs et les vidéoprojecteurs actuellement utilisées, citons:
- NTSC - Norme de base pour la couleur analogique (États-Unis).
- Rec.601 - Amélioration par rapport à la norme de base NTSC.
- Rec.709 - À utiliser avec les téléviseurs haute définition et les vidéoprojecteurs HD.
- Rec.2020 - Destiné à être utilisé avec les téléviseurs et les vidéoprojecteurs 4K Ultra HD.
- sRGB - Pour utiliser principalement dans les moniteurs de PC pour afficher des graphiques.
À l'aide d'une combinaison de matériel (colorimètre) et de logiciels (généralement via un ordinateur portable), une personne peut adapter les capacités de reproduction des couleurs d'un projecteur de télévision ou vidéo à l'une des normes susmentionnées (en fonction des spécifications de couleur du téléviseur) via des ajustements fournis dans le vidé / paramètres d’affichage, ou menu de service du téléviseur ou du projecteur vidéo.
Voici des exemples d’outils d’étalonnage vidéo (couleur) de base que vous pouvez utiliser sans l'aide d'un technicien: disques de test, tels que Digital Video Essentials, disques de test DVD et WOW Disney WOW (World of Wonder), Spears et Munsil. HD Benchmark, le disque de calibrage THX et l’application de réglage THX Home Theater pour les téléphones / tablettes compatibles iOS et Android.
Le système de calibration des couleurs Datacolor Spyder est un exemple d’outil de calibration vidéo de base utilisant un colorimètre et un logiciel PC.
Calman de SpectraCal est un exemple d’outil d’étalonnage plus complet.
La raison pour laquelle les outils ci-dessus sont importants, c’est que, tout comme les conditions d’éclairage intérieur et extérieur affectent notre capacité à voir les couleurs dans le monde réel, ces mêmes facteurs entrent également en ligne de compte pour déterminer l’aspect des couleurs sur votre téléviseur ou votre téléviseur. écran de projection vidéo, en tenant compte de la capacité de votre téléviseur ou de votre vidéoprojecteur.
Les réglages d’étalonnage incluent non seulement des éléments tels que la luminosité, le contraste, la saturation des couleurs et le contrôle de la teinte, mais également d’autres ajustements nécessaires, tels que la température des couleurs, la balance des blancs et le gamma.
Le résultat final
La perception des couleurs dans le monde réel et dans les environnements de télévision implique des processus compliqués, ainsi que d'autres facteurs externes. La perception des couleurs est davantage un jeu de devinettes qu'une science précise.L’œil humain est le meilleur outil dont nous disposons. Même si, en photographie, en film et en vidéo, des couleurs précises peuvent être associées à une norme de couleur spécifique, la couleur que vous voyez sur une photo imprimée, un téléviseur ou un écran de projection vidéo, même si elles répondent à 100% à une spécification de normes de couleur spécifique, mais ne peuvent toujours pas être identiques à ce qu'elles pourraient être dans des conditions réelles.
