rendu des couleurs

Le rendu des couleurs d'une source lumineuse désigne sa capacité à restituer fidèlement les couleurs de divers objets (c'est-à-dire à produire un métamérisme d'éclairage ) par rapport à une source de lumière idéale ou naturelle. Les sources lumineuses à bon rendu des couleurs sont recherchées dans les applications exigeant une grande précision des couleurs, telles que les soins néonatals et la restauration d'œuvres d'art . La Commission internationale de l'éclairage (CIE) le définit comme suit :

Effet d'un éclairage sur l' apparence colorée des objets par comparaison consciente ou inconsciente avec leur apparence colorée sous un éclairage de référence.

Indice de rendu des couleurs (IRC), CIE 1974. Bien que reconnu comme imparfait, il reste largement utilisé pour l'éclairage grand public. Mis à jour en 1999, il est cependant rarement appliqué.

Indice de cohérence de l'éclairage télévisuel (TLCI), EBU 2012. Traite de la réponse spectrale des caméras et des écrans, qui peut donner des résultats significativement différents avec un éclairage LED à IRC élevé .

Indice de similarité spectrale (SSI), AMPAS 2016 (révisé en 2020). Cet indice abandonne la notion d'échantillons de couleur utilisée dans l'IRC et le TLCI pour étudier directement la forme du spectre. En l'absence d'échantillons de couleur, le SSI ne mesure pas le rendu des couleurs, mais il est inclus ici car il est souvent utilisé pour indiquer la qualité potentielle de rendu des couleurs d'une source lumineuse de test par rapport à une source de référence. Publié sous la référence SMPTE 2122.

IES TM-30 , 2015 (révisé en 2020). Métrique apparentée à l'IRC, intégrant une transformation des couleurs mise à jour, un plus grand nombre d'échantillons (99) et une évaluation de facteurs d'« agrément » supplémentaires tels que l'étendue du gamut et le décalage de teinte. Recourt toujours à la participation humaine. Approuvée par la CIE en 2015 pour remplacer l'IRC.

Arrière-plan

Les chercheurs ont utilisé la lumière du jour comme référence pour comparer le rendu des couleurs des lampes électriques. En 1948, la lumière du jour était décrite comme la source d'éclairage idéale pour un bon rendu des couleurs car « elle (la lumière du jour) présente (1) une grande variété de couleurs, (2) permet de distinguer facilement les nuances de couleurs les plus subtiles et (3) les couleurs des objets qui nous entourent paraissent manifestement naturelles ».

Vers le milieu du XXe siècle, les coloristes se sont intéressés à l’évaluation de la capacité des lumières artificielles à reproduire fidèlement les couleurs. Les chercheurs européens ont tenté de décrire les sources lumineuses en mesurant la distribution spectrale de puissance (DSP) dans des bandes spectrales « représentatives », tandis que leurs homologues nord-américains ont étudié l’ effet colorimétrique des sources lumineuses sur des objets de référence.

Balance

Indice de rendu des couleurs

à la spectrophotométrie . Huit échantillons de teintes différentes sont éclairés alternativement par deux sources lumineuses, et leur apparence colorée est comparée. En l'absence de modèle d'apparence des couleurs à l'époque, il a été décidé de fonder l'évaluation sur les différences de couleur dans un espace colorimétrique approprié, le CIEUVW . La différence résiduelle de chromaticité est corrigée par une transformation d'adaptation chromatique avant la comparaison avec l'illuminant de référence. Chaque différence de couleur est convertie en un sous-score, dont la moyenne des huit est calculée pour obtenir le score final _Ra .

indice de cohérence de l'éclairage télévisuel

Dès 1971, des chercheurs de la BBC ont conçu un équivalent de l'IRC pour les téléviseurs . À cette époque, la nature relativement large bande des sources lumineuses impliquait que l'IRC approximait encore le rendu des couleurs pour les caméras de télévision, une hypothèse rapidement invalidée par l'avènement de l'éclairage LED . En conséquence, l' Union européenne de radiodiffusion a réintroduit le concept d'indice de cohérence de l'éclairage télévisuel (TLCI) en 2012, suivi d'un facteur d'adaptation des luminaires télévisuels (TLMF) en 2013 pour les éclairages mixtes

Pour calculer un TLCI, on effectue d'abord une mesure complète de la distribution spectrale de puissance (DSP) de la source lumineuse. À partir de cette DSP, on détermine la température de couleur corrélée (TCC), qui sert d'illuminant de référence. Sous l'illuminant de test et l'illuminant de référence, une image du ColorChecker est simulée à l'aide des réflectivités connues et des courbes colorimétriques d'une caméra et d'un écran HDTV moyens. Les différences sont calculées en CIEDE2000. Avec le TLMF, la référence n'est pas spécifiée par une TCC, mais directement par l'utilisateur.

Indice de similarité spectrale

L'indice de similarité spectrale (SSI) de 2016 est une échelle qui s'affranchit de la comparaison d'échantillons de couleur, en comparant directement les distributions spectrales de puissance (DSP) d'une source lumineuse à une référence. Ses concepteurs affirment que les différences entre les caméras impliquent que le TLCI ne peut décrire que les caméras de télévision à trois capteurs, et non les sensibilités spectrales plus variées des caméras de cinéma numérique à capteur unique, des appareils photo numériques ou des films. (En théorie, les filtres colorés introduisent également des variations difficiles à capturer par le TLCI.)

L'indice SSI est calculé en prenant deux distributions spectrales de puissance (DSP) intégrées et normalisées dans des intervalles de 5 nm, de 375 à 675 nm, et en déterminant la différence relative pondérée entre elles. Cette différence relative pondérée est convoluée, et l'amplitude du résultat est convertie en une valeur sur 100 points. Un SSI faible signale seulement d'éventuels problèmes de rendu des couleurs, mais ne confirme ni leur présence ni n'indique les erreurs susceptibles de se produire.

TM-30

La norme TM-30 est la mesure recommandée par la CIE (en 2021) pour le rendu des couleurs tel que perçu par l'humain. Elle génère un grand nombre de données, notamment un indice de fidélité global (R _f ), un indice de gamut global (R _g ) pour les variations de chrominance , un graphique de la forme du gamut et des valeurs détaillées pour la chrominance, la teinte et la fidélité des couleurs pour chacune des 16 gammes de teintes, ainsi que des scores de fidélité des couleurs pour chacune des 99 couleurs de l'échantillon. Elle utilise l' espace colorimétrique CAM02-UCS . L'indice R _f a été adopté par la CIE sous la référence CIE 224:2017 « indice de fidélité des couleurs » (CFI).

Comme d'autres échelles plus récentes, la TM-30 est calculée à partir d'un SPD (dont le nom se rapporte à un autre SPD de même CCT). La particularité de la TM-30 est qu'elle va au-delà de la fidélité (précision de la reproduction des couleurs) pour décrire d'autres aspects du rendu des couleurs. Ces informations supplémentaires permettent, par exemple, de privilégier la vivacité des tons chair au détriment de la fidélité, selon un critère de conception donné. Trois intentions de conception de référence et leurs niveaux de priorité sont définis dans l'annexe E de la TM-30.

Autres échelles

Avant que les échelles susmentionnées ne soient conçues pour remplacer l'ICR, plusieurs autres mesures ont été proposées. Aucune d'entre elles n'a cependant connu une large utilisation :

R96 _a , 1999: Une révision de l'IRC pour tenir compte de l'obsolescence/perte des échantillons de couleur originaux et de certaines améliorations en colorimétrie. Utilise les échantillons ColorChecker, CIELAB et CIECAT94.
Échelle de qualité des couleurs , 2005: Remplacement proposé par le NIST pour CRI R _a . Utilise des échantillons plus saturés, CIELAB et CMCCAT2002 . Modifications du système de notation.
Indice de surface de gamme, 2010: Une mesure de l'étendue de la gamme . Son utilisation conjointe avec une mesure de fidélité (telle que l'IC) permet de mieux prédire les préférences que l'utilisation de l'une ou l'autre seule.

valeurs typiques

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