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Qu’est-ce que le sRGB ?

juillet 2007, par Daniel Metz

 

Le profil sRGB tient une place à part dans le petit monde des profils RVB, car il a été érigé en standard officiel des images numériques. Sa raison d’être est la représentativité de l’espace colorimétrique d’un écran grand public.

Alors que le RVB est ce qu’on nomme un modèle colorimétrique (une famille d’espaces colorimétriques fondée sur le même principe), le sRGB est un espace colorimétrique bien défini, un profil couleur si vous préférez. Ce n’est pas le profil couleur correspondant à un appareil ou d’un matériel en particulier, mais un profil virtuel représentatif d’une moyenne du parc des écrans actuels.

Fig. 1. Le triangle sRGB semble contenir peu de couleurs par rapport à l’ensemble des couleurs visibles. Mais plus les couleurs se trouvent proches des limites du visible, plus elles sont rares dans la nature.

D’où vient le sRGB

En 1995, lorsque Microsoft et Hewlett-Packard proposent de standardiser l’affichage des images sur un profil qu’ils nomment sRGB. La gestion des couleurs n’était pas encore effective à cette époque et les profils couleur n’existent pas encore. Pour créer le sRGB, on emprunte dans la réserve des normes de télévision qui proposent un grand nombre d’espaces colorimétriques RVB.

Les normes de la télévision couleur ont sans cesse évolué depuis les années 1950. Les premières proposaient des saturations assez fortes sur les trois primaires au détriment de la luminance. En 1990, l’aboutissement de cette évolution est la Télévision Haute Définition (TV HD) qui s’appuie sur la norme REC 709. Cette nouvelle norme préfère privilégier la répartition des luminances au détriment de la saturation. La norme TV HD va servir de base au sRGB.

En 1998, l’IEC (International Electrotechnical Commission) normalise officiellement le sRGB indépendamment des normes vidéo sous le nom de sRGB IEC61966-2.1. Elle détaille le calcul du gamma, la fonction de transfert sRGB (fonction inverse gamma), les transformations colorimétriques et les conditions d’observation.

Le standard sRGB

Le standard sRGB propose que tous les écrans informatiques adoptent ce profil colorimétrique et propose en amont de produire des images adaptées à cette norme.

La norme est relativement bien suivie, la plupart des écrans actuels essayent de s’en rapprocher. Mais ce n’est pas toujours évident, car un grand nombre de dalles entrée de gamme n’ont pas un gamut suffisant pour reproduire entièrement le sRGB. Les appareils photo numériques offrent le sRGB comme profil par défaut et les tirages photo numériques se font presque exclusivement depuis cet espace sRGB. Pour toutes ces raisons, on considère que tout fichier image qui ne possède pas un profil couleur intégré est à priori à visualiser sous le profil sRGB.

Les composantes chromatiques du sRGB

Une couleur primaire s’affiche à l’écran lorsque son canal est à 100 % et que les deux autres sont à 0 %. Cela correspond à la notation RVB des couleurs telle que vous la connaissez et qui n’apporte malheureusement pas d’indication sur la couleur réelle. Dans les profils couleurs, les couleurs réelles sont définies par leurs coordonnées x et y sur une échelle de référence appelée diagramme de chromaticité CIE. Dans le sRGB, le rouge est positionné à x, y [ 0,64, 0,33], le vert à x, y [0,30, 0,60] et le bleu à x, y [ 0,15, 0,06]. Ces trois positions forment le triangle des couleurs chromatiques quelque soit la luminosité. Seules les couleurs contenues à l’intérieur du triangle sont visibles sur un écran sRGB.

Choix des primaires : le bon équilibre des luminances

Une gamme de couleur RVB est définie par ses trois primaires, mais aussi par le blanc qu’elles produisent. Le blanc est obtenu lorsque les trois canaux sont à 100 %. Le blanc sRGB est le D65, un blanc normalisé par la CIE. Le blanc D65 se positionne à x 0,31 et y = 0,33 sur le diagramme de chromaticité. C’est un blanc très légèrement bleuté, car la primaire la plus saturée est le bleu (voir fig.). Cet aspect flatteur du blanc est là pour masquer d’éventuelles insuffisances de luminance. la luminance du sRGB se répartit ainsi :

Y = 0,21 R + 0,72 V + 0,07 B

Pour obtenir ce blanc D65, les trois couleurs primaires sont choisies avec une teinte et une saturation précise, mais aussi avec une intensité bien déterminée. En fait, le plus important est l’intensité (la luminance) qui s’applique à chaque primaire car il faut trouver un équilibre des luminances qui ne s’éloigne pas trop de notre sensibilité visuelle à la luminance.

Fig. 2. Notre sensibilité visuelle voit le vert beaucoup plus lumineux que le rouge ou le bleu.

Fig. 3. La luminance des primaires sRGB tente de se rapprocher de notre perception.

Fig. 4. En contrepartie, la saturation du vert est défavorisée.

Quel est le vrai gamma du sRGB

Faisant référence aux écrans de télévision, la distribution tonale du profil sRGB n’est pas linéaire, mais transforme la luminance selon une courbe dénommée gamma de valeur 2,2 selon la formule Luminance = luminosité du sRGB 2,2. Ce gamma 2,2 est la valeur cible recherchée.

Mais inversement lorsqu’on veut convertir une image en RVB linéaire vers le profil sRGB, la fonction inverse gamma a besoin d’une petite adaptation pour éviter la complexité des calculs à proximité du noir. La courbe exponentielle d’inverse gamma 1/2,2 est remplacée dans la proximité du noir par un petit segment de droite (gamma 1) qui réduit la montée du bruit numérique et ensuite par une courbe de gamma 2,4 qui se superpose presque parfaitement à la courbe cible gamma 2,2 grâce à une légère rotation et un léger décalage vertical. La fonction gamma sRGB prend alors une forme qui lui est spécifique selon les valeurs de luminance.

Même si la courbe gamma du sRGB n’est qu’une approximation du gamma 2,2, il faut la considérer comme une courbe gamma 2,2. Il existe d’ailleurs une version simplifiée du profil sRGB (simplified-sRGB) qui se contente de la courbe classique de gamma 2,2.

Le sRGB comme tous les profils affectés d’un gamma de 2,2 exprime le gris moyen de 18 % par la valeur 118 en codage 8 bits. Cela veut dire que le gris positionné au milieu de l’échelle numérique (128 / 255) est légèrement plus clair que celui que le gris ressenti comme moyen.

Cela veut dire que le gris que nous ressentons comme moyen est légèrement plus foncé que le gris positionné au milieu de l’échelle numérique (128 / 255).

le gamut du srgb est-il trop petit ?

La saturation relativement faible de la primaire verte fait perdre une partie de la gamme de couleurs que savent reproduire les imprimantes ou autres systèmes d’impression. Heureusement, l’œil est moins sensible aux écarts de saturation sur les couleurs allant du jaune au vert. Par contre, il est beaucoup plus sensible aux écarts de saturation dans la région du bleu. Dans les teintes bleues/vertes les couleurs sombres et profondes sont particulièrement pénalisées par le petit gamut du sRGB. Le sRGB se heurte donc à une limitation dans la région bleu glacier/cyan/turquoise mais uniquement lorsqu’une image est destinée à l’impression. Toutes les applications demandant une certaine précision dans les couleurs utilisent des profils à plus large gamut (Adobe RGB, ECI-RGB, voire Prophoto-RGB). Ce type d’application exige la maîtrise de la gestion des profils couleur. Voir aussi l’article sur la différence entre sRGB et Adobe RGB.

Fig. 4. En RVB, c’est le mélange des couleurs primaires qui fait perdre la saturation. C’est souvent dans les couleurs sombres qu’on rencontre les plus fortes saturation.

La production d’image pour le grand public fonctionne très bien avec le sRGB car les nuances vraiment inutilisables qui se cantonnent dans la zone du cyan n’apparaissent pas très souvent dans le monde réel.

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