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Pourquoi les couleurs apparaissent-elles différemment selon le moniteur ?

2017/05/19

On croit souvent à tort que tous les appareils électroniques affichent les mêmes couleurs et, particulièrement, les appareils de la même marque et du même modèle. Pourtant, la réalité est bien souvent différente. Vous êtes-vous déjà demandé quelle était la cause de ces écarts de couleur ?

On croit souvent à tort que tous les appareils électroniques affichent les mêmes couleurs et, particulièrement, les appareils de la même marque et du même modèle. Pourtant, la réalité est bien souvent différente. Ce phénomène peut s’expliquer au moyen d’une simple expérience : lorsqu’on affiche la même image sur deux moniteurs côte à côte, la probabilité que les deux images n’apparaissent pas de la même façon est de 95 % et vous vous retrouverez sûrement dans une situation semblable à celle illustrée à la Figure 1. Il n’est pas nécessaire que les moniteurs soient de la même marque et du même modèle, mais pour les besoins de la photo nous avons utilisé quatre moniteurs identiques.

Différentes couleurs sur des appareils similaires

Figure 1 : Différentes couleurs sur le même type d’appareil

Un autre scénario permettant d’observer ce phénomène est lorsque vous vous rendez dans un magasin pour acheter une nouvelle télévision. La plupart des gens se rendent dans une grande enseigne spécialisée dans l’électronique et choisissent une des télévisions qui y sont présentées. Ensuite, ils se tournent vers le modèle qui présente la qualité d’image (ou le prix) qui leur convient le mieux. Nous pouvons facilement montrer quel affichage a été amélioré par quel fabricant pour obtenir un rendu qui selon eux correspond à une qualité d’image optimale. Ce même principe peut être appliqué aux moniteurs, projecteurs et imprimantes ainsi qu’à bien d’autres appareils. Cependant, même si l’image provient d’une seule source (l’émission diffusée dans un magasin comme la vidéo affichée sur votre écran de télévision), vous êtes-vous demandé pourquoi l’image a l’air différente ?

Outre les ajustements par le fabricant ou le magasin des paramètres de couleur, on peut citer deux raisons principales expliquant le fait que les couleurs reproduites sur divers appareils ont l’air différentes : la première raison est que le procédé de synthèse des couleurs de chaque appareil diffère et la seconde raison est que les différences sont principalement causées par les aléas de la production de masse.

Figure 2 : (a) Utilisation de lumière de couleur RGB pour synthétiser les couleurs. / (b) Utilisation de colorants CMY pour synthétiser les couleurs.

Dans un premier temps, nous parlerons du procédé de synthèse des couleurs. Il y a deux façons de synthétiser les couleurs. L’une est d’utiliser de la lumière de couleur et l’autre est d’utiliser des colorants. La Figure 2a donne un exemple de l’utilisation de lumières rouge, verte et bleue pour synthétiser les couleurs et la Figure 2b des colorants cyan, magenta et jaune. Dans la Figure 2a, lorsque vous superposez la lumière rouge, verte et bleue, vous obtenez de la lumière blanche. Lorsque vous superposez la lumière rouge et verte, vous obtenez du jaune, tandis qu’en superposant la lumière bleue et rouge, vous obtenez du magenta.

Lorsque l’on mentionne ces modèles de couleur, on se réfère souvent au cyan, au magenta et au jaune (Figure 2b) en tant que « couleurs primaires » et au rouge, au vert et au bleu (Figure 2a) en tant que « couleurs secondaires ». Les couleurs étant obtenues en ôtant le substrat réfléchissant blanc au moyen de lumière filtrée, cette méthode de synthèse des couleurs est appelée « synthèse soustractive des couleurs ». À l’inverse, lorsque le blanc est obtenu en superposant du rouge, du vert et du bleu, on appelle cette méthode la « synthèse additive des couleurs ».

La différence étant que si nous souhaitons utiliser des colorants ou des encres pour créer des couleurs par la « synthèse additive des couleurs », nous devons appliquer les colorants ou encres sur un substrat, tels qu’une feuille de papier ou une toile. Il faut donc considérer le blanc de la Figure 2b comme cette feuille de papier ou cette toile. Sur ces supports, si on mélange des colorants cyan et magenta, vous verrez apparaître du bleu, tandis que si on mélange des colorants jaunes et magenta, vous verrez apparaître du rouge. En théorie, lorsque l’on mélange les trois colorants cyan, magenta et jaune, on obtient du noir.

Figure 3 : Procédé de synthèse additive

Figure 4 : Procédé de synthèse soustractive

Lorsque les images sont reproduites numériquement, comme lorsqu’elles sont diffusées sur des moniteurs ou des projecteurs, la méthode de « synthèse additive des couleurs » est souvent employée, comme illustré à la Figure 3. Pour la reproduction de documents papier, comme lors de l’impression d’une image au moyen d’une imprimante, la méthode de « synthèse soustractive des couleurs » est employée, comme illustré à la Figure 4. Comme vous avez pu le constater, les couleurs secondaires des procédés de synthèse de couleurs additive et soustractive sont d’exacts opposés. La même logique s’applique à la création du blanc et du noir pour les deux procédés. Par conséquent, on peut s’attendre à ce que les couleurs diffusées sur les moniteurs ou les projecteurs soient différentes des couleurs imprimées sur papier en raison de leurs différents procédés de synthèse des couleurs.

La seconde raison pour laquelle nous voyons des différences entre les couleurs en fonction de l’appareil est causée par les aléas de la production de masse. Plusieurs procédés sont employés pour produire ces couleurs. Nous l’illustrerons à la Figure 5 en prenant exemple sur un moniteur de production courante.

Figure 5 : Principaux composants d’un écran LCD

La Figure 5 montre les composants principaux à l’intérieur d’un écran. Au moins 10 couches différentes de composants sont nécessaires à la fabrication d’un écran. Vous trouverez ci-dessous une liste des principaux composants ayant un effet sur les couleurs :

1. Rétro-éclairage

2. Polariseur

3. Substrat TFT

4. Cristal liquide (LC)

5. Série de filtres couleur

6. Substrat de filtres couleur

On peut s’attendre à de légères variations dans les méthodes de production de masse pour chaque couche de composants en raison des processus matériels et de fabrication. L’écart par composant est de 5 % en moyenne, pour qu’il puisse être produit rapidement et à un prix raisonnable. Considérons que l’on renforce l’écart de contrôle qualité à 2 % pour chaque composant. Sur 10 couches de composants, l’écart d’un écran à l’autre peut facilement monter de 15 % à 20 %. Par conséquent, si l’usine utilise les écrans immédiatement sans ajustements ni étalonnages, les couleurs d’une unité à l’autre seront très différentes. C’est généralement le cas pour les moniteurs, les projecteurs, les télévisions et même les imprimantes.

Grâce à cet article, nous en avons appris plus sur les trois facteurs responsables des variations de couleurs sur différents appareils. Le premier facteur est que chaque fabricant possède ses propres préférences concernant l’équilibre des couleurs. Le deuxième facteur est que le procédé fondamental de synthèse des couleurs peut varier en fonction du support. Le troisième facteur est l’écart créé par la production de masse. Maintenant que nous avons établi des réponses concrètes à ce phénomène, nous allons exposer dans l’article suivant ce que nous pouvons faire pour obtenir un rendu de couleur identique sur différents appareils.

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