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La chaîne d’impression

06/12/2013 | Yvon Dargery

La qualité finale du document imprimé résulte d’une succession d’opérations dépendantes les unes des autres : la chaîne verra donc se succéder l’affichage de l’image à l’écran sous le logiciel de correction/retouche ou de visualisation, le logiciel qui pilotera l’impression, le pilote de l’imprimante, le triangle d’impression (imprimante, papier et encres). Chaque étape peut apporter son cortège de problèmes.

On mesure mal l’exploit technique qui a permis d’imprimer de façon presque banale des photos en couleur chez soi. Le cliché est capturé par l’appareil en synthèse colorée additive : chaque élément coloré est alors constitué de trois couleurs : rouge, vert, bleu. On parle de système RVB. La superposition des trois couleurs en intensité maximum crée le blanc : rouge + vert + bleu = blanc. C’est le modèle des appareils émettant de la lumière comme les écrans ou plus simplement le modèle naturel : sous l’action de la lumière solaire on voit en couleurs, en l’absence de lumière tout est noir ! Dans la réalité de la prise de vue comme de la vision par la rétine, chaque point n’est pas une superposition de trois points colorés, mais leur juxtaposition : regarder un écran de télévision avec une loupe permet de vérifier le phénomène. C’est notre oeil qui « rassemble » les trois points d’intensité différente pour reconstituer un message coloré nuancé qui est transmis à notre cerveau. L’oeil le fait d’autant mieux qu’il en a l’habitude puisque la rétine est dotée de récepteurs sensibles au rouge, au vert ou au bleu, les cellules à cônes réagissent chacune à l’intensité de lumière qui la frappe dans le canal coloré ou elle est spécialisée. C’est la chaîne de transmission qui va combiner ces informations en multiplexant les signaux de chaque cellule pour apporter au cerveau la teinte finale perçue et son intensité. La complexité de ce système explique par ailleurs que chaque individu n’ait pas la même perception des couleurs d’où des anomalies de vision comme les formes diverses de daltonisme.

Canaux RVB d’une image
Un test simple permet de mesurer l’équilibre de couleurs d’une zone neutre (blanche ou noire d’une image). Sous Photoshop on ouvre l’onglet « Infos » et en positionnant le curseur sur une zone neutre, clairement banche ou noire, on lit les données RVB du pixel. La même expérience peut être faite avec le logiciel gratuit XnView en validant le menu « Affichage »/« Voir informations de couleur » puis en positionnant le curseur sur une zone neutre. On lit alors les valeurs R V et B exactes (celles du fichier). Si, à l’oeil,elles apparaissent trop chaudes (jaunâtres) ou trop froides (verdâtres) alors que les données RVB sont équilibrées, c’est qu’il y a un problème d’affichage. En général, ce test instructif n’est pas suffisant et surtout pas assez précis, c’est la perception globale de la photo imprimée qui donne l’impression de dérive.

L’imprimante, à l’inverse, travaille en synthèse soustractive : sans message, le papier étant blanc, c’est l’absence des trois couleurs qui donne le blanc alors que la superposition des trois couleurs en intensité maximum crée le noir. Cyan + magenta + jaune = noir. C’est le modèle historique de la photographie argentique papier en couleur puis de l’impression en couleur, on parle de système CMJ.

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Dans le système soustractif, c’est l’absence des trois composantes qui donne le blanc alors que leur addition donne le noir. Les couleurs rouge, vert et bleu sont obtenues par le mélange de deux des couleurs de base.

Le système CMJN (N pour Noir) est plus spécifique des imprimeurs ou des travaux en bureautique puisque théoriquement les trois couleurs permettent de restituer toutes les valeurs y compris un noir parfait, c’est ce que faisaient assez bien les films argentiques qui ne comprenaient pas de couche noire. L’ajout par des fabricants de noir photo voire de rouge, bleu ou vert ne fait que traduire la difficulté de l’opération de restitution imprimée fidèle des couleurs.

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Dans le système additif, c’est l’addition de rouge, vert et bleu qui crée le blanc. Cyan, magenta et jaune sont créés en additionnant deux couleurs de base.

Les deux modèles sont liés puisque magenta + jaune = rouge ; magenta + cyan = bleu ; cyan + jaune = vert et que les trois couleurs soustractives ont été crées à partir des couleurs additives : cyan = vert + bleu ; magenta = bleu + rouge et jaune = rouge + vert. Dans tous les cas, l’élément coloré est mesuré par une valeur de 0 à 255 pour chaque canal. En RVB, par exemple, le rouge parfait sera noté 255,0,0 et le noir parfait 255,255,255.
Dans un système comme dans l’autre, un point noir, blanc ou gris intermédiaire est donné par une quantité égale des trois éléments colorés : en photo, le gris est obtenu en général par des couleurs et non par du noir atténué. Là encore, les points de couleur de base ne sont pas superposés, mais juxtaposés et c’est l’oeil qui les rassemble pour donner le message coloré cohérent. Bien sûr, plus les points sont petits et plus le document imprimé est réaliste.
Dans les deux systèmes, c’est la source émissive qui détermine la couleur perçue : lampe ou LED blanches pour les vidéoprojecteurs, LED ou tube cathodique pour les écrans, soleil pour la vision. La couleur rendue est due à des filtres ou à l’absorption pour la vision naturelle : une pomme rouge nous parait rouge parce que sa surface absorbe le vert et le bleu du spectre solaire et ne réfléchit que le rouge. La qualité de la source lumineuse est donc un élément majeur de la vision des couleurs : les systèmes ont été conçus pour une source blanche normalisée : si la lampe du vidéoprojecteur a dérivé dans le rouge, l’affichage coloré est altéré de même que regarder une photo papier sous une lumière rouge ou bleue ne donnera pas la bonne impression. Cette caractéristique de la source lumineuse est bien connue des photographes qui règlent la balance des blancs de leurs appareils.
Le stade précédant l’impression est un stade RVB, c’est lors du transfert d’informations vers l’imprimante que le changement de système est effectué par le pilote à l’aide d’une table de couleurs. La table de couleur est une table de transposition qui transforme une information RVB en informations CMJ et dira par exemple qu’un pixel en 18 rouge, 25 vert et 45 bleu donnera 15 cyan, 30 magenta et 34 jaune à l’impression. Cette transposition ne peut se faire qu’en connaissant les caractéristiques colorées précises de chaque encre dont les couleurs exactes dépendent du fabricant, mais doivent rester constantes (imprimer une zone en vert exact fait appel au cyan et au jaune dans des proportions précises qui varient d’un fabricant à l’autre).

Profondeur de couleur
La quantité relative de chacune des trois composantes colorées, qu’elles soient RVB ou CMJ, donne les dégradés de couleur, chaque canal étant codé de 0 (absence) à 255 (intensité maximum). Le codage en intensité de chaque canal est donc de 2 puissance 8 soit 256. Puisqu’il y a 3 canaux, il en résulte 256 puissance 3 possibilités soit un peu plus de 16 millions de couleurs. On parle alors d’un codage en 24 bits : 8 rouge, 8 vert et 8 bleu (ou 8 cyan, 8 magenta et 8 jaune) soit 3x8=24 bits et bien 2 puissance 24 soit 16 millions de couleurs ou plus exactement de teintes. En impression noir et blanc, dans la réalité en niveaux de gris, chacun des canaux étant équilibré, si on utilise un codage en 8 bits on aura 256 niveaux de gris (8 puissance 2) et 65 000 niveaux de gris si on utilise un codage en 16 bits (2 puissance 16) ce qui est le plus courant en photo monochrome de qualité (portrait). Les Raw enregistrent les couleurs sur 12 ou 14 bits par canal donnant des fichiers plus lourds, mais plus précis.

Il y a autant de tables que de types de papiers, ceux-ci réagissant différemment et expliquent la liste parfois imposante des papiers possibles dans le pilote et donc leur nom précis. Le problème auquel on va se heurter est dû au fait que le fabricant d’imprimantes a créé les tables de couleurs pour les papiers de sa marque et pour les encres spécifiques de son imprimante. Tout est à refaire si l’on utilise un papier d’une autre marque et a fortiori une encre compatible. C’est donc en grande partie la table de couleur et le savoir-faire du fabricant qui détermine la fidélité des couleurs rendue par une imprimante.

Voir la bonne couleur

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Sous Photoshop, il est facile d’analyser les valeurs RVB de chaque point, ici le quasi-équilibre proche de 255 de chaque canal indique une zone blanche, sans dérive perceptible.

Si théoriquement le logiciel d’impression (intégré au logiciel de visualisation ou de retouche) n’influe pas sur la qualité d’impression, il n’en est pas de même de son complément indispensable : l’écran. Ce dernier se comporte pour le photographe comme le reflet privilégié de l’image et c’est lui qui offrira le dernier regard validant avant la sortie du papier imprimé. On a donc naturellement tendance à considérer que la mauvaise dominante rouge de la photo sortie de l’imprimante est due à cette dernière alors que l’aspect à l’écran semblait parfait. L’imprimante n’est peut-être pas fautive : le système d’affichage peut en effet avoir une dérive bleue et l’utilisateur va la compenser sur le logiciel de retouche afin qu’elle paraisse correcte. Ce qui se traduira par une sortie papier rougeâtre alors que l’imprimante n’a fait qu’imprimer ce qu’on lui a demandé. On peut aussi envisager un problème avec la carte graphique ou l’écran. Quoi qu’il en soit, l’essentiel est d’avoir un bon rendu de couleur pour chaque périphérique concerné.

Le profil coloré

Le même rouge parfait codé 255, 0,0 ou toute autre couleur aura un rendu légèrement différent sur deux écrans apparemment identiques. Cette différence peut paraitre infime, mais reportée sur l’ensemble des pixels, donner une impression trop « chaude » ou trop « froide » de l’image affichée. Le rôle du profil ICC est de transformer le 255,0,0 en une autre valeur, peut-être 254,3,2 pour un écran donné afin d’afficher le rouge parfait compte tenu de ses caractéristiques précises. Ce travail est effectué à l’intérieur du système d’exploitation et de restitution à l’écran. Pour Windows, les profils ICC (nommés xxxx.icc) sont stockés dans le répertoire Windows/System32/spool/drivers/color. Ils sont accessibles par l’utilisateur à travers le menu « Démarrer/Panneau de configuration/gestion des couleurs ». Windows va utiliser le profil par défaut correspondant au type de périphérique jusqu’à ce qu’un profil spécifique soit créé.
Des profils par défaut permettent de limiter les dégâts, mais pas de réaliser un travail parfait. Des outils spécifiques existent pour créer des profils personnalisés comme nous le verrons dans un prochain chapitre.

ICC et Lab
Le profil ICC est lié à un périphérique, il y a autant de profils possibles que de périphériques sur le marché, théoriquement deux écrans de même marque et modèle peuvent avoir des profils ICC différents. Le profil ICC est destiné à caractériser la dérive colorée d’un périphérique afin qu’elle soit compensée à l’observation. Au contraire, la valeur Lab d’une couleur est une valeur absolue : elle caractérise l’intensité (valeur L) ainsi que la position sur une ligne du rouge au vert (valeur a) et enfin la position sur une ligne du jaune au bleu (valeur b). Pour être précis, la valeur L va de 0 (pour le noir) à 100 (pour le blanc), alors que la valeur a va de -120 à +120 (négative pour le vert et positive pour le rouge), et que la valeur b va de -120 (pour le bleu) à +120 (pour le jaune). La valeur Lab est donc la valeur absolue d’une teinte : c’est elle qui sera transmise à l’imprimeur pour caractériser telle ou telle zone qu’il sera facile de vérifier.

Les limites de l’oeil

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Un document imprimé est fait de la juxtaposition de points : cyan, magenta et jaune.
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Un écran n’affiche que des points rouges, verts et bleus. Leur intensité relative détermine la teinte du triangle RVB.

L’oeil est trop parfait ou trop imparfait selon le type de jugement. La chaîne vision/interprétation corrige les anomalies et retouche en temps réel les images pour que nous ayons la vision attendue. Si ce phénomène est mis à profit par les systèmes d’affichage pour combiner des points rouges, verts et bleus et nous donner l’impression d’une teinte combinée ou associer les points cyan, magenta, jaune, pour faire de même avec l’épreuve imprimée, il devient gênant dès lors qu’il est nécessaire de mesurer la couleur de façon objective. Il existe des couleurs de référence pour notre cerveau telles que le bleu du ciel, le jaune d’un citron : globalement, le cerveau interprètera la colorimétrie attendue de l’image observée et un périphérique déréglé sera compensé par notre oeil qui « corrigera » les dérives nous empêchant de reconnaître qu’il ne donne pas les informations correctes entrainant une impression erronée. Dans un système technologique, seul un appareil de mesure de couleur pourra objectiver l’affichage coloré d‘un écran.

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  • Je commence à peine la lecture de cet article que déjà un commentaire me "descend" dans les doigts : superbe synthèse que je vais étudier à tête reposée ! Bravo et merci !

    Mais une question "éclabousse" alors mon clavier : ne serait-il pas possible de pouvoir télécharger ce texte en PDF par exemple ?

  • Il est très facile de copier cet article au demeurant très bien écrit, merci à LMDLP de l’avoir fait !
    Il suffit de griser le texte avec la souris, puis un copier/coller sur une page Word et ça roule !

  • Merci pour cet article bien documenté et assez exhaustif.
    Il manque à mon avis 2 choses :
    - La partie papier est à peine effleurée en dernière page.
    - Le coût de l’impression n’est pas abordé d’un point de vue quantitatif : il faudrait donner des exemples de coût à la page A4/A3 imprimée, en tenant compte :
    1) du prix d’achat de l’imprimante,
    2) du prix (prohibitif) des cartouches,
    3) de la possibilité ou pas de changer la cartouche de récupération (recyclage) d’encre,
    4) de la durée de vie de l’imprimante (obsolescence programmée comprise).

    Par exemple chez EPSON, pour quelqu’un qui fait beaucoup de tirages A3/A3+, il est préférable d’investir dans une 3880 (A2) plutôt qu’un modèle A3 ; l’encre revient quasiment 2 fois moins cher et la cartouche de recyclage peut être changée par l’utilisateur.

  • A propos de la remarque de Philippe C, l’article disponible en PDF sur le site Internet est un extrait d’un gros dossier de 40 pages paru dans LMDP N°49 . Le dossier original traite donc des questions que vous vous posez : techno de papiers, d’encres, coût de possession des imprimantes selon la consommation ...
    Pour les curieux, le numéro est disponible à la revue.

  • Merci pour cette précision ... il me reste plus qu’à aller voir le numéro chez le marchand de journaux :-)