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          Révision : 13 décembre 1999
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Jean-Claude Sohm (CERIG / EFPG)
(17 novembre 1999 ; révisé le 13 décembre 1999)
 

Les couleurs affichées par le moniteur d'un Macintosh sont systématiquement plus claires que celles affichées par le moniteur d'un PC ; cette différence provient principalement d'un réglage différent de la correction du gamma sur les deux plates-formes. Le coefficient gamma caractérise la non-linéarité des moniteurs utilisant un tube cathodique ; c'est le canon à électrons qui est responsable de ce comportement, et non les luminophores.
   D'autres facteurs jouent un rôle dans l'affichage de la couleur : le réglage de la luminosité et du contraste, l'espace chromatique du moniteur, et les conditions de son emploi.
   La gestion de la couleur s'avère plus difficile sur le web qu'en PAO, parce que Internet est un système distribué et faiblement couplé. Aucune des deux solutions proposées (enregistrement de données chromatiques avec l'image, espace chromatique standard sRVB) ne fonctionne dans les éditeurs de pages web et les navigateurs actuels.
 

Introduction

En savoir plus sur...

Placez le moniteur d'un Mac et celui d'un PC côte à côte. Choisissez une page web qui contienne des images. Affichez-la sur les deux machines, et comparez : sur le moniteur du Mac, les couleurs sont systématiquement plus claires. Recommencez l'expérience avec d'autres micro-ordinateurs, vous obtiendrez pratiquement toujours le même résultat. La différence d'affichage ne réside pas dans le matériel : depuis plusieurs années, le Mac et le PC sont dotés de moniteurs interchangeables. Elle provient avant tout du  réglage d'origine du gamma par voie logicielle ("gamma correction" en anglais). De quoi s'agit-il ?
 


Définition du gamma

Pour afficher texte et image, votre moniteur utilise un écran cathodique, comme votre récepteur de télévision (l'écran d'un ordinateur portable utilise des cristaux liquides, et le présent texte ne lui est pas applicable). Les lois de la physique font que ce dispositif n'a pas une courbe de réponse linéaire : l'intensité de la lumière émise n'est pas proportionnelle au signal de tension que la carte graphique transmet au moniteur. Ce ne sont pas les luminophores qui sont en cause (car on les utilise dans la partie linéaire de leur caractéristique), mais les canons à électrons (il y en a trois, un par couleur de base). Le fonctionnement intrinsèque de ces dispositifs fait que le signal de sortie (l'intensité de la lumière émise par un luminophore) et le signal d'entrée (la tension électrique fournie par la carte graphique) sont reliés par une relation du type puissance :

     Signal de sortie = (Signal d'entrée)gamma (1)

Le nom "gamma" de l'exposant a été emprunté par l'informatique au domaine de la photographie, où la sensibilité d'un film photographique suit une loi du même type.

Dans l'application pratique de la formule (1), le signal d'entrée et le signal de sortie sont exprimés en valeur relative, c'est à dire qu'ils varient entre zéro et un. Cette formule s'applique aux trois couleurs de base (le rouge, le vert et le bleu), si bien que l'on doit attribuer une valeur de gamma à chacune d'elles. En pratique, ces trois valeurs de gamma sont proches les unes des autres, si bien que l'on caractérise souvent un moniteur à l'aide d'une valeur moyenne que l'on appelle le gamma. A un moniteur monochrome, qui ne comporte qu'un seul canon à électrons et un seul type de luminophore, correspond une valeur unique du gamma -- mais ce type de moniteur est en voie de disparition complète.

courbe gamma (2,5 Ko)
Fig. 1 : courbe de réponse du
moniteur (couleur de base)

La figure 1 ci-contre représente la courbe de réponse, pour l'une des couleurs de base (le rouge par exemple), d'un moniteur dont le gamma (rouge) vaut 2,2. L'origine de la courbe (point N) correspond au noir : le signal d'entrée est nul (R=V=B=0), et les luminophores n'émettent aucune lumière. L'autre extrémité de la courbe (point C) correspond à la couleur de base rouge saturé : le signal d'entrée rouge est maximum (R=255, V=B=0), les luminophores rouges émettent à puissance maximale, tandis que les luminophores verts et bleus sont éteints. Un point intermédiaire représente un ton rouge plus ou moins foncé -- ton qui peut être considéré comme un mélange de la couleur de base (rouge saturé) et de noir.

Si la réponse du moniteur dans le rouge était linéaire, elle serait représentée par la droite NC. Comme le coefficient gamma est supérieur à l'unité, la courbe de réponse du moniteur dans le rouge est située sous la droite NC : la couleur affichée par le moniteur est donc plus sombre (l'écran émet moins de lumière) que celle qui serait affichée par un dispositif linéaire. A titre d'exemple, un signal relatif d'entrée valant 0,5 génère un signal relatif de sortie valant 0,22 seulement (pour un gamma de 2,2). Cette situation correspond au point A de la figure 1.

L'effet de la formule (1) peut être mis en évidence expérimentalement en comparant une image homogène et une image tramée. Comme le montre la figure 1, deux couleurs sont indépendantes du gamma : le noir (R=V=B=0), qui correspond au point N, et la couleur de base saturée (rouge : R=255,V=B=0) qui correspond au point C. Si nous constituons une zone tramée en alternant des carrés rouges et noirs, et si nous observons l'image d'assez loin pour qu'elle apparaisse homogène, nous réalisons un ton rouge dont l'aspect est indépendant du gamma de notre moniteur, et dont nous pouvons calculer les coordonnées colorimétriques équivalentes. La comparaison avec un aplat de mêmes coordonnées colorimétriques fera apparaître l'effet du gamma.

Il se peut que les réglages d'origine de votre micro-ordinateur, et en particulier celui du gamma, aient été modifiés au point que vous n'observiez pas les phénomènes annoncés dans le paragraphe suivant. Les logiciels de traitement des images sont de plus en plus répandus, et le réglage de leurs préférences peut conduire à modifier le gamma de la machine hôte. Si vous avez un doute sur la valeur du gamma de votre système, vous pouvez vous rendre directement au paragraphe concernant la mesure du gamma pour en avoir le cœur net.
 

Mise en évidence du gamma

découvrir le gamma (0,5 Ko)
Figure 2 : mise en
évidence du gamma

La figure 2 ci-contre comporte deux plages. Celle de gauche est constituée d'un damier de petits carrés alternativement rouges et noirs, de 2 pixels de côté. Si vous l'observez avec suffisamment de recul (1,5 m environ), elle apparaît homogène. Son ton correspond au mélange en proportions égales de noir et de blanc.

La plage de droite est homogène, et ses coordonnées colorimétriques (R=127, V=B=0) sont celles du rouge précédent. Vous observez probablement sur votre moniteur que cette plage apparaît plus sombre que la plage de gauche : ceci montre expérimentalement que le coefficient gamma (pour le rouge) de votre système informatique est supérieur à l'unité. Sur la plupart des machines, l'effet du gamma est important, et la figure 2 permet de le mettre facilement en évidence.

Des expériences similaires peuvent être effectuées en mélangeant une autre couleur de base (le vert ou le bleu) avec du noir, comme le montre le dossier du CERIG envisage de consacrer à ce sujet.


gamma ton sombre (0,6 Ko)
Fig. 3 : effet du gamma
sur les tons foncés

C'est environ en milieu de courbe que l'écart entre la droite NC et la courbe de réponse du moniteur (segment AA' de la figure 1) est le plus important. Un petit calcul mathématique montre que cet écart passe par un maximum pour une abscisse variant de 0,40 à 0,55 lorsque le gamma varie de 1,2 à 2,6. On est tenté d'en conclure qu'il faut choisir un signal d'entrée voisin de 0,5 pour mettre en évidence le gamma dans les meilleures conditions. En fait, ce raisonnement est approché parce qu'il ne tient pas compte des caractéristiques de l'œil. En pratique, un signal d'entrée de l'ordre de 0,25 donne d'aussi bons résultats, comme le montre la figure 3 ci-contre.

Sur cette figure, la plage de gauche est constituée de carrés jointifs de 2 pixels de côté. Un carré sur quatre est rouge, les autres sont noirs. Si vous regardez la figure avec un recul suffisant (2 m environ), la plage de gauche vous apparaît uniforme. Son ton est rouge foncé, à 75 % de noir.

La plage de droite est homogène, et ses coordonnées colorimétriques (R=63, V=B=0) sont celles du rouge foncé précédent. Si le gamma de votre machine est élevé, la plage de droite vous apparaît pratiquement noire, et le contraste entre les deux plages est important. On peut faire les mêmes observations en remplaçant le rouge par le vert ou par le bleu.


gamma et contraste (2,2 Ko)
Figure 4 : effet du gamma
sur le contraste
   

Le coefficient gamma étant plus grand que 1, la tangente à l'origine de la courbe représentative de la formule (1) est horizontale, comme le montre la figure 4. Il en résulte que plus on se rapproche de l'origine (c'est à dire plus le ton est foncé), plus le contraste est réduit. En effet, pour une même variation absolue du signal d'entrée, la variation absolue du signal de sortie est plus faible (figure 4).

Ce raisonnement présente un défaut : il ne tient pas compte du fait que l'œil est sensible à une variation relative d'intensité plutôt qu'à une variation absolue. Or, dans les teintes sombres, une même variation absolue d'intensité conduit à une variation relative plus forte : l'effet est inverse de celui du gamma. Ce dernier l'emporte cependant, comme le montre la figure 5 ci-dessous.


échelle rouge (0,96 Ko)
Figure 5 : effet du gamma sur le
contraste dans les tons foncés

La figure 5 contient 17 plages, allant du noir (à gauche) au rouge saturé (à droite). La gradation est régulière : la coordonnée R varie de 16 unités lorsqu'on passe d'une plage à la suivante. Si le gamma de votre machine est élevé, vous constaterez que les plages claires se distinguent bien les unes des autres, mais qu'il n'en est pas de même des plages les plus sombres. C'est ainsi que les choses vont se présenter si vous utilisez un PC. Il y a une bonne chance, par contre, pour que toutes les plages sombres soient distinctes si vous utilisez un Mac,  mais il peut alors être difficile de distinguer les plages les plus claires. Des observations similaires peuvent être effectuées dans le vert et dans le bleu.

La conséquence est que l'on distingue moins bien les détails dans les zones sombres que dans les zones claires. Les infographistes qui travaillent pour le web savent qu'il ne faut pas mettre d'information à faible contraste dans les zones sombres. Une telle information risque en effet d'être un peu près illisible, tout au moins pour les internautes qui utilisent un PC. Si l'information est importante (ex : élément de navigation), l'effet peut être désastreux.
 

Mesure du gamma

La comparaison entre une plage tramée et une plage homogène, qui nous a permis de mettre en évidence les effets du gamma, nous fournit également une méthode approchée, mais simple d'utilisation, pour mesurer le gamma de l'écran d'un moniteur (figure 6 ci-dessous). Il faut s'éloigner suffisamment du moniteur (1 m environ,) afin que les zones tramées apparaissent homogènes, éviter toute lumière parasite sur l'écran, régler la luminosité à une valeur moyenne, et déterminer le rectangle pour lequel la plage du haut présente à peu près le même ton que celle du bas.

mesurer le gamma (3 Ko)
texte
Figure 6 : mesure approchée du gamma (rouge)

Un tel diagramme est généralement tracé pour un ton moyen (50 % de noir). Cette valeur résulte d'un compromis entre le fait que dans les tons foncés l'écran manque de contraste, et le fait que le gamma a peu d'effet sur les tons clairs. Un diagramme analogue à celui de la figure 6 peut être tracé pour le vert et pour le bleu. Les trois valeurs de gamma relatives aux trois couleurs de base ne différent généralement que de 0,1 à 0,2 unités. C'est la raison pour laquelle on parle généralement du gamma de l'ordinateur, et on effectue la mesure du gamma dans l'échelle des gris.

On notera enfin que le diagramme utilise des carrés de 2x2 pixels, afin de réduire les erreurs dues au pitch de l'écran, alors que des carrés de 1 pixel de côté paraîtraient plus indiqués pour que les zones supérieures de la figure 6 apparaissent homogènes. Il est fort possible, en effet, que la résolution de votre système soit réglée de telle sorte que la dimension du pixel ne soit guère supérieure à la distance ("pitch") entre groupes rouge-vert-bleu de luminophores. Dans ces conditions, un carré d'un pixel de coté ne peut pas être affiché correctement. L'expérience montre alors que l'image est assombrie, et que la valeur de gamma ainsi mesurée est inférieure à la valeur réelle.

Considérons par exemple le cas d'un écran de 17" (43 cm) de diagonale nominale. A une diagonale utile de 40 cm correspond une largeur utile de 32 cm (les 4/5). Si le moniteur fonctionne en 1024 x 768, un pixel occupe 0,31 mm de large. Si le pas (pitch) de l'écran vaut 0,25 mm, le pixel est à peine plus grand que le pas, et le moniteur ne peut pas dessiner correctement un damier dont le carré élémentaire mesure 1x1 pixel. Pour un damier dont le carré élémentaire mesure 2x2 pixels, la situation est déjà meilleure. Pour un damier dont le carré élémentaire mesure 3x3 pixels, la situation parait satisfaisante : ce carré est représenté par 4x4 groupes de luminophores RVB. Mais il faut se mettre à une distance importante (plusieurs mètres) du moniteur pour avoir l'impression d'une zone homogène.

pitch et gamma (1 Ko)
Fig. 7 : pitch de l'écran
et mesure du gamma

La figure 7 illustre le problème que nous venons de soulever. Cette figure contient trois plages, constituées chacune d'un damier de carrés alternativement blancs et noirs. Ces carrés ont un pixel de côté dans la plage de gauche, deux pixels de côté dans la plage du milieu, et trois pixels de côté dans la plage de droite. Si vous observez la figure 8 à l'aide d'une loupe, vous voyez comment se présente le motif en damier qui occupe chacune des trois plages. Celui de gauche n'est probablement pas discernable.

Prenez suffisamment de recul (2 m environ), de telle sorte que les trois plages apparaissent homogènes lorsque vous les examinez. Si les trois plages ont des tons différentes, la figure 6 (qui est basée sur des carrés de 2 pixels de côté) ne peut pas être valablement utilisée pour mesurer le gamma de votre écran. Il y a peu de chances pour que vous vous trouviez dans une telle situation.

Si les deux plages les plus à droite ont à peu de choses près le même ton -- ce qui constitue la situation la plus courante -- vous pouvez utiliser la figure 7 pour mesurer le gamma de votre machine. Même conclusion, a fortiori, si les trois plages apparaissent identiques.

Vous noterez que, lorsque les plages n'ont pas toutes le même aspect, la teinte est d'autant plus foncée que la zone se trouve plus à gauche.

Une mesure plus précise du gamma d'un moniteur peut être effectuée à l'aide d'un chromamètre. Il peut être alors nécessaire de tenir compte de la luminosité résiduelle de l'écran, qui joue un rôle non négligeable pour les faibles signaux d'entrée, et donc de modifier la formule (1). On peut utiliser une formule semi-empirique du type :

      Signal de sortie = [(Signal d'entrée + e) / (1 + e)]g (2)

On peut mesurer le gamma pour les trois couleurs de base (rouge, vert, bleu), mais on se contente le plus souvent d'effectuer des mesures dans l'espace des gris.

On trouve sur le marché des moniteurs équipés d'un chromamètre et d'un dispositif de correction automatique, mais leur coût (de l'ordre de 50 KF) en restreint l'usage aux ateliers de photogravure les mieux équipés.
 

Résultats

Lorsqu'on modélise le canon à électrons, les lois de la physique conduisent à une valeur de gamma égale à 5/2. Les valeurs mesurées avant toute correction logicielle varient de 2,3 à 2,6. Si l'on en croit la littérature, le gamma des micro-ordinateurs est préréglé à 1,8 pour le Mac et à 2,2 pour le PC, grâce à un dispositif incorporé à la carte graphique. En pratique, les valeurs mesurées sont extrêmement variables. Un test effectué au Cerig a donné les résultats suivants : 1,8 - 2,2 et 2,6 pour les trois PC que nous possédons (la valeur la plus élevée correspondant à la machine la plus ancienne), et toutes les valeurs possibles et imaginables entre 1 et 1,6 pour notre unique Mac... en fonction des réglages effectués par le dernier utilisateur de la machine. La dispersion des valeurs observées sur PC est quelque peu surprenante, mais il reste vrai que le Mac présente en moyenne un gamma inférieur à celui du PC, ce qui explique effectivement que les images du web y apparaissent plus claires.

On peut se demander pourquoi les concepteurs d'ordinateurs n'appliquent pas une correction qui ramène systématiquement le gamma du moniteur à l'unité. Cela tient au fait que l'œil n'est pas lui non plus un dispositif linéaire : on peut considérer qu'il suit (très approximativement) une loi de type puissance, mais avec un exposant inférieur à l'unité. Pour obtenir une perception uniforme des teintes, il ne faut pas que le gamma du moniteur soit trop faible.

Pour le préréglage des machines, des choix différents ont été effectués sur les deux plates-formes, parce que les motivations n'étaient pas les mêmes. Le choix d'Apple aurait été déterminé par le désir d'obtenir à l'écran une image qui se rapproche le plus possible de celle obtenue par impression (en particulier grâce à une Laserwriter). Le choix de la plate-forme PC serait destiné à fournir une image plus contrastée et plus plaisante à regarder.

Ces choix, somme toute, seraient le pendant de ceux qui ont été effectués en photographie. On sait dans ce domaine que pour obtenir une bonne diapositive, il faut 0,3 à 0,5 unité de gamma de plus que pour un tirage sur papier. Les spécialistes de la vidéo et du cinéma (qui appliquent à leur chaîne graphique un gamma global de 1,14 au lieu de 1) connaissent bien ce problème : il est lié à un comportement spécifique de l'œil, qui saisit moins bien les contrastes lorsque l'image est générée par émission que lorsqu'elle est générée par diffusion. L'effet proviendrait, au moins partiellement, du fait que l'image émissive se détache sur un fond sombre, alors que l'image diffusive baigne forcément dans un environnement aussi clair qu'elle. Le rôle du fond sur la perception du contraste est mis en évidence par la figure 8 ci-dessous.

effet surround (1,6 Ko)
Figure 8 : effet de l'environnement sur la vision du contraste

Dans cette figure, deux carrés gris (de coordonnées respectives R=V=B=102 et R=V=B=153) sont présentés sur fond noir (à gauche) et sur fond gris clair (à droite). On constate immédiatement que la différence de teinte entre ces deux carrés apparaît plus grande sur le fond clair que sur le fond sombre.
 

Effets du gamma

La différence de gamma entre la plate-forme Apple et la plate-forme PC n'est pas sans conséquence. La majorité des sites web professionnels sont conçus par des infographistes qui ont "grandi et vécu avec le Mac" lorsqu'ils évoluaient dans le domaine de la PAO, et qui restent fidèles à leur plate-forme lorsqu'ils travaillent pour le web. Les internautes, par contre, utilisent majoritairement (80 % ou plus) un PC pour parcourir le web. Il résulte de cette situation paradoxale que les couleurs qu'ils voient sont plus sombres que celles qui ont été choisies par les concepteurs du site. Dans le cas inverse (nettement plus rare), ce sont les internautes utilisateurs de Mac qui voient des couleurs plus claires que celles que voudrait leur faire contempler un concepteur de site web travaillant sur PC. De toutes façons, il n'y a pas deux machines ayant exactement le même gamma, ce qui fait que, sur le web, un internaute ne voit jamais une image avec les couleurs qu'elle avait lors de sa création.

Dans la majorité des cas, cette modification des couleurs choisies par le créateur n'a pas d'effet dramatique. Les concepteurs sérieux possèdent tous des micro-ordinateurs des deux plates-formes, et ils essayent de régler les couleurs à une "valeur moyenne" comprise entre ce qu'affichent Mac et PC. Ils veillent surtout à ce que leurs images soient bien contrastées, de telle sorte que le "message graphique" qu'ils dispensent soit effectivement compris, même s'il n'est pas transmis de manière fidèle. Après tout, le problème est un peu le même pour l'image télévisée, et personne ne s'en plaint (il est vrai que le message télévisé est souvent si inepte qu'une mauvaise reproduction des couleurs n'a plus la moindre importance).

Il est des cas, cependant, où la politique prudente des concepteurs de sites web n'est plus suffisante :

   le commerce électronique. La couleur de l'objet acheté peut avoir une importance déterminante : c'est particulièrement le cas pour les vêtements, les rouges à lèvres, les bijoux, etc. Un bon conseil : n'achetez pas en ligne si la couleur de l'objet choisi vous tient à cœur !
  les sites artistiques : exposition de tableaux, de photographies, de cyberart, etc...
 
gamma_ton rouge(0,5 Ko)
Fig. 9 : effet du gamma
sur un ton rouge

Parmi les méfaits d'un gamma trop élevé on cite souvent le mauvais rendu des teintes chair, qui tirent désagréablement vers le rouge sur les photographies représentant des personnes, et l'aspect trop sombre des photos en noir et blanc.

A titre d'exemple, la figure 9 ci-contre montre l'effet du gamma sur la teinte rouge.

La plage de gauche a été obtenue en tramant du rouge et du blanc en proportions égales. Si vous l'observez avec un recul suffisant (1 m environ), elle apparaît d'un couleur rose homogène -- le rose obtenu en mélangeant du blanc et du rouge en proportions égales.

La plage de droite a pour coordonnées colorimétriques R=255, V=127 et B=127, ce qui correspond au mélange de rouge saturé (R=255, V=B=0) et de blanc (R=V=B=255) en proportions égales. Comme vous le constatez probablement, la plage de droite est nettement plus foncée que celle de gauche. Dans l'affirmative, vous noterez à quel point un gamma élevé modifie les couleurs, transformant dans le cas présent une teinte rose en un rouge moyen.

  

Contraste et luminosité

S'il est le principal facteur de disparité dans la reproduction des couleurs, le gamma n'entre pas seul en jeu. En particulier, chaque utilisateur de micro-ordinateur peut régler la luminosité et le contraste de son moniteur à sa convenance. Ces réglages ne changent pas la valeur du gamma, mais ils modifient l'affichage des couleurs, et ils ont un effet particulièrement dévastateur sur l'échelle des gris.

Voici à quoi correspondent ces deux réglages :

    le contraste joue sur les deux teintes extrêmes, le blanc et le noir. Lorsque le contraste est réglé au minimum, le blanc et le noir affichés par le moniteur se rejoignent presque dans l'échelle des gris. Lorsque le contraste est réglé au maximum, la situation est inversée : le blanc est très blanc, et le noir bien noir. L'élargissement de l'espace des gris affichés par le moniteur a effectivement pour effet de renforcer le contraste ;
  la luminosité (brightness) joue surtout sur la qualité du blanc. Plus la luminosité est élevée, moins le blanc affiché par le moniteur contient de gris. Ceci dit, un écran "blanc" est rarement aussi blanc qu'une feuille de papier. Attention :  régler la luminosité trop près du maximum peut dégrader la qualité du noir sur certains moniteurs.

L'effet du réglage du contraste et de la luminosité apparaît clairement sur la page web que vous pouvez ouvrir en cliquant ici. La fenêtre qui s'ouvre contient deux grandes plages, une noire à droite et une blanche à gauche. Faites largement varier le contraste et la luminosité de votre moniteur, observez ce qui se passe, et tirez-en les conclusions relatives à votre matériel.

Le réglage du moniteur est un point très sensible pour les artistes et les photographes qui exposent sur le web (galeries virtuelles) des images en noir et blanc, car de telles images utilisent en général la totalité de l'échelle des gris, et les teintes grises sont très sensibles au réglage de la luminosité. Par exemple, en modifiant cette dernière, on peut faire varier la teinte de la plage ci-contre (définie comme un gris à 25 % de noir) du gris clair au gris foncé. La couleur, par contre, est moins sensible que le gris au réglage de la luminosité, comme vous pourrez le constater en cliquant ici. C'est la raison pour laquelle les concepteurs de site font beaucoup appel à la couleur (ainsi qu'au blanc et au noir), et très peu au gris.

Quelques concepteurs de sites affichent sur leur page d'accueil une échelle discontinue semblable à celle de la figure 5, et invitent l'internaute à régler la luminosité et le contraste de son moniteur de telle sorte que toutes les plages se distinguent les unes des autres. Pour un PC, il faut le plus souvent mettre les deux réglages (contraste et luminosité) à fond. Bien entendu, il ne faut pas laisser en permanence la machine réglée de la sorte : il faut bien vite ramener la luminosité à une valeur raisonnable, 80 % par exemple. On a toujours intérêt, par contre, a conserver une valeur élevée du contraste, de façon à bénéficier d'un espace des gris aussi étendu que possible.
 

Autres facteurs

 Le réglage du gamma, celui du contraste et celui de la luminosité, ne sont pas les seuls facteurs qui modifient l'affichage des couleurs. Jouent également un rôle :

    Le moniteur. Il suffit, pour s'en persuader, de regarder dans une grande surface vendant de la micro-informatique plusieurs machines voisines affichant la même image (on peut faire la même remarque pour les récepteurs de télévision). Bien qu'il ne reste plus beaucoup de constructeurs de tubes cathodiques dans le monde, tous n'utilisent pas les mêmes luminophores. Tous les moniteurs n'ont donc pas le même espace chromatique ;
  Le navigateur. Celui de Netscape et celui de Microsoft ne traitent pas toujours les images de la même façon, et la version Mac d'Internet Explorer utilise la technique du tramage d'une manière différente de la version PC ;
  La carte graphique. Cette dernière n'a pas toujours une mémoire suffisante pour afficher les images en "millions de couleurs" (codage de la couleur sur 3 octets) à la résolution choisie par l'internaute. En "milliers de couleurs" (codage de la couleur sur 2 octets), l'affichage des images peut donner naissance à la formation des bandes disgracieuses ;
  L'ambiance. On ne porte pas toujours assez d'attention aux facteurs troublant l'observation correcte de l'écran, tels que lumière ambiante trop vive, reflets, éclairage direct de l'écran, etc.
échelle des gris (2,8 Ko)
Figure 10 : échelle linéaire des gris

Dans l'affichage de la couleur, le couple machine + navigateur joue parfois un rôle surprenant. Ainsi, la figure 10 ci-contre représente un dégradé régulier du noir (R=V=B=0) au blanc (R=V=B=255), par paliers d'un pixel de large et d'une unité RVB de gris. Sur les PC que nous utilisons au Cerig, le dégradé s'affiche correctement, quel que soit le navigateur utilisé. Sur notre Mac par contre, le dégradé s'affiche correctement dans Internet Explorer, mais avec des bandes verticales dans le navigateur de Netscape : pourquoi ?

La réponse est toute trouvée : notre Mac travaille en "milliers de couleurs", et non en "millions de couleurs", quand on le fait fonctionner à la résolution de 1024x768, parce que sa carte graphique manque de mémoire. La couleur est alors codée sur 2 octets, soit 16 bits, soit encore 5 bits pour chaque coordonnée chromatique. Dans ces conditions, l'échelle des gris R=V=B=0 à 255) comporte 25 = 32 teintes. Le dégradé de la figure 10 s'affiche donc avec 32 bandes verticales (plus une pour le noir). Ces bandes ont toutes la même largeur,  parce que le dégradé est linéaire. Cette largeur vaut 256 / 32 = 8 pixels, soit environ 2 à 3 mm. (sur un écran de 17" exploité à la résolution de 1024x768, un pixel mesure environ 1/3 de mm). Ces bandes verticales n'apparaissent pas, ou presque pas, lorsqu'on utilise Internet Explorer sur le même Mac, parce que le navigateur de Microsoft supplée au manque de teintes en utilisant la technique du tramage, mieux que ne le fait son concurrent.

échelle des gris (6,6 Ko)
Fig. 11 : identique à la figure 10, mais
avec ajout de bruit

Les infographistes soigneux disposent d'astuces (et de logiciels) pour lutter contre le phénomène des bandes. Lorsqu'ils créent des dégradés, ils ne les étalent pas sur une trop longue distance, et évitent de mettre en jeu un trop petit nombre de couleurs -- de manière à réduire la largeur des bandes à un très petit nombre de pixels, si bien que l'œil ne les distingue pratiquement plus. Rajouter du bruit à l'image constitue une autre technique, qui est illustrée sur la figure 11 ci-contre. L'image présente un aspect moins net, mais il ne se formera pas de bandes si vous l'affichez en "milliers de couleurs".

Bien entendu, l'aspect des images est pire sur une machine capable d'afficher seulement 256 couleurs. Surfer sur le web avec un engin aussi sous-développé constitue une entreprise quasi désespérée. L'astuce du "cube de Netscape" constitue un palliatif valable pour les couleurs des polices et celles des aplats, mais il ne faut pas espérer voir les autres images s'afficher correctement -- même si le navigateur les trame "intelligemment". La plupart des concepteurs de sites font aujourd'hui l'hypothèse que la machine de l'internaute est capable d'afficher au moins 32 K couleurs.

En ce qui concerne l'ambiance, on peut dire qu'il est rare qu'un moniteur soit utilisé dans les meilleures conditions, qu'il s'agisse du milieu professionnel ou du grand public. Pour connaître les conditions d'emploi idéales, vous pouvez consulter l'exposé du Cerig sur la gestion de la couleur en PAO, au paragraphe intitulé "Étalonnage du moniteur".
 

Gestion de la couleur sur le web

La gestion de la couleur sur le web ("web color management") consiste à faire en sorte qu'une image s'affiche sur la machine de chaque internaute à peu près comme elle se présentait sur la machine de son créateur. C'est un problème difficile à résoudre, parce que les images sont créées et observées sur des machines distinctes, distantes, et sans relation entre elles. Deux types de solution sont actuellement envisagées pour résoudre ce problème :

    définir l'espace chromatique moyen des machines utilisées par les internautes, et demander aux créateurs de concevoir leurs images pour cet espace-type ;
  enregistrer dans le fichier de chaque image des données chromatiques caractérisant la machine créatrice, afin que le navigateur -- qui connaît les données correspondantes pour la machine réceptrice -- gère le mieux possible l'affichage de l'image. La solution minimale consiste à enregistrer seulement le gamma, la solution maximale à enregistrer le profil ICC complet.

La première solution consiste à supposer que la majorité des machines utilisées par les internautes présentent des propriétés d'affichage voisines, à définir quantitativement la moyenne correspondante, et à inviter les créateurs à concevoir leurs images pour cette moyenne. Ainsi, le standard sRVB admet 2,2 comme valeur moyenne du gamma, ce qui exclut d'emblée le Mac (10 à 20 % des internautes), et bon nombre de PC (à commencer par le mien, dont le gamma vaut environ 1,8...). Le standard sRVB suppose également que tous les moniteurs utilisent des luminophores conformes aux normes de la télévision à haute définition, ce qui est loin d'être le cas. Bref, il y a trop de différences d'affichage entre les machines pour le standard sRVB résolve le problème de la gestion de la couleur sur le web. Ce standard a peu d'adeptes, et il ne soulève aucun enthousiasme chez les concepteurs de sites web. On notera cependant que la version 5 du logiciel de traitement d'image Photoshop est réglée par défaut sur le sRVB (voir dans "Fichier/Couleurs/Réglages RVB...").

La seconde solution consiste à enregistrer dans le fichier de chaque image certaines caractéristiques chromatiques de la machine qui a servi à la créer. Le navigateur de l'internaute, qui dispose des mêmes informations relatives au système sur lequel il se trouve implanté, peut alors afficher l'image de telle sorte qu'elle soit la plus proche possible de modèle original. Au minimum, il faut enregistrer la valeur du gamma ; au maximum, on peut enregistrer le profil ICC complet. Cette dernière solution est irréaliste, parce qu'un tel profil (qui peut atteindre 750 Ko) est trop volumineux. Les projets les plus raisonnables envisagent l'enregistrement des paramètres suivants :

   la valeur du coefficient gamma pour les trois couleurs de base (rouge, vert, bleu) ;
  le point blanc, c'est à dire les coordonnées chromatiques CIE du blanc nominal du moniteur (obtenu pour R=V=B=255) ;
  les coordonnées chromatiques CIE des couleurs de base.

L'idée est excellente, mais la nécessité de disposer des valeurs correspondantes la rend difficile à mettre en œuvre. On voit mal l'internaute s'acheter un chromamètre, et se lancer dans une série de mesures. Les constructeurs fournissent rarement ce genre d'information lorsqu'ils vendent une machine. De plus, le risque existe que l'utilisateur ait fait joujou avec un utilitaire quelconque (ou avec les préférences d'un logiciel de traitement d'images), et que la valeur réelle du gamma ne soit plus celle d'origine. Par ailleurs, le réglage manuel de la luminosité modifie le point blanc réel du moniteur.

Deuxième obstacle, les formats d'image actuellement utilisés sur le web (GIF et JPEG) ne permettent pas l'enregistrement des paramètres précités. Le format PNG, certes, le permet : au niveau des spécifications, il peut tout faire, y compris enregistrer un profil ICC, ou préciser qu'une image est au standard sRVB. Mais le format PNG n'a pas, pour l'instant, réussi à s'implanter sur web. Dans sa version récente, le format TIFF permet l'enregistrement du gamma, mais il n'est pas envisagé d'utiliser ce format sur le web.

Dernier obstacle : les logiciels de traitement d'images qui implémentent le format PNG ne permettent pas l'enregistrement des paramètres précités dans le fichier de l'image. Enfin, les navigateurs actuels ne sont pas conçus pour utiliser ces informations.
 

Et pour terminer... l'affichage des caractères

Il existe une différence supplémentaire entre plates-formes, qui a son importance pour les utilisateurs du web : sur Mac, le texte s'affiche en caractères plus petits que sur PC. Il en résulte que l'aspect du texte (les titres en particulier), et surtout l'équilibre entre le texte et les images, ne sont pas les mêmes quand on observe une page web sur un Mac ou sur un PC -- toutes choses égales par ailleurs. Il peut en résulter des effets très laids, en particulier quand on fait "couler" du texte autour d'une image ou d'un tableau. L'internaute, certes, peut modifier l'affichage du texte dans les préférences (options) de son navigateur, mais rares sont ceux qui utilisent cette possibilité. De plus, ils peuvent en user dans un sens qui aggrave la situation.

Pour afficher du texte, l'OS du Mac applique la règle "un point = un pixel". Exemple : la lettre A majuscule d'une police de corps 12 est haute de neuf points (dans de nombreuses polices). Sur l'écran d'un Mac, et en particulier dans un navigateur, sa hauteur est de neuf pixels. Sur l'écran d'un PC, sa hauteur est de 12 pixels -- à moins que l'utilisateur n'ait modifié la taille des polices dans les options de Windows.

Pour caractériser ce phénomène, on dit souvent que le Mac affiche le texte à la dpi de 72, et le PC de 96. C'est un abus de langage D'abord, on ne doit pas parler de "dots" (points) pour l'écran d'un moniteur, mais de pixels. Ensuite, la taille des pixels, et donc leur nombre par pouce linéaire, dépendent de la diagonale réelle de l'écran, et de la résolution utilisée. Soit par exemple un écran dont la diagonale nominale vaut 17" et la diagonale réelle 16", et qui est exploité à la résolution de 1024x768. Sa "dpi" vaut : (5 x 1024) / (16 x 4) = 80. La dpi d'un moniteur n'est jamais égale à 72, mais elle ne s' écarte généralement pas beaucoup de cette valeur.

Pour conserver l'équilibre entre le texte et les images quels que soient plates-formes et réglages, les concepteurs font de plus en plus usage du format vectoriel Flash, de l'éditeur Macromedia. Le procédé est efficace, mais il n'est pas exempt de défauts. Les pages "flashées" ne sont pas indexées par les navigateurs, elles sont ignorées des internautes qui ne possèdent pas le "reader" Flash, et leur temps de chargement est plus long.
 

Conclusion

La gestion de la couleur sur le web, on en parle beaucoup... mais tout reste à faire, ou presque. La situation est donc très différente de celle qui prévaut en PAO, où une seconde génération de logiciels donne maintenant satisfaction. Pour le web, qui est un système distribué et faiblement couplé, le problème est techniquement plus complexe. Mais la principale difficulté consiste à mette tous les intéressés d'accord sur un même standard, et à faire en sorte que les éditeurs de navigateurs veuillent bien l'implémenter correctement.

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