C'est surtout lorsque l'on parle d'écran que l'on utilise la notion de gamma. Si malheureusement son contenu reste assez flou, il est important maintenant de se pencher sur ce vocable pour mieux comprendre l'oeil et la vision humaine et ainsi décider en connaissance de cause du gamma de l'écran à choisir : 1,8 ou 2,2 ?

Le gamma

La notion de gamma - d'un oeil, d'un écran ou d'un scanner - est une notion qui revient régulièrement dans le vocabulaire de la gestion des couleurs, notamment au moment du calibrage de l'écran. C'est tout simplement une courbe mathématique (une fonction) qui permet de connaître le lien - la corrélation - qu'il y a entre un signal émis et la réponse d'un capteur, par exemple notre oeil. Cette fonction s'écrit sous la forme :

signal de sortie = signal d'entrée ^gamma

(Le signal de sortie est égal au signal d'entrée puissance gamma)

En effet, notre oeil a cette particularité singulière de ne pas avoir la même sensibilité (ici en quantité) en faible lumière et en haute lumière. Un même écarrt de luminosité (par exemple 10 lumens) sera perçu dans un environnement sombre mais pas ou à peine dans un environnement plus clair. L'oeil est beaucoup plus sensible aux faibles différences de luminosité dans les faibles lumières que dans les hautes.

Sa réponse n'est donc pas linéaire.

Enfin il faut également noter que cette non linéarité est différente selon les environnements lumineux, donc "son gamma" diffère selon les ambiances lumineuses comme le montrent les figures ci-dessous.

Pour s'adapter à cette caractéristique de l'oeil, on applique un gamma aux signaux que doit, par exemple, afficher un écran, ou à la réponse d'une pellicule photo. Ainsi le gamma d'une diapositive sera différent du gamma d'une pellicule négative puisque l'une sera projetée dans le noir et l'autre sera tirée pour être vue à la lumière, donc dans des ambiances lumineuses différentes. L'oeil possède un gamma qui, selon les ambiances, se situe autour de 2 à 3 et il a été choisi 2,2 comme moyenne pour les écrans, comme les écrans en environnement Windows, ce qui n'est bien évidemment pas un hasard.

La dynamique de l'oeil

Pourquoi ? La raison en est fort simple. Pour s'adapter à des environnements lumineux différents tout en continuant à voir quelque chose sans saturer ses cellules nerveuses, l'oeil possède un appendice indispensable : l'iris. Celui-ci peut s'ouvrir (lentement) et se fermer (presque instantanément) quand la variation de lumière est trop importante - quand on sort d'une pièce où l'on est resté assez longtemps en plein été, par exemple. Dans ces conditions, l'iris mesure environ un milimètre de diamètre et laisse donc passer peu de lumière alors que la nuit, après un bon quart d'heure d'adaptation, l'iris complètement ouvert mesure sept milimètres de diamètre. Or pour un diamètre d'iris donné ( de 1 à 7 mm), l'oeil est capable de voir environ 14-16 diaphragmes équivalent photo et cela, donc, sur 27 diaphgrammes d'amplitude. L'amplitude absolue de l'oeil est donc de 27 diaphs mais, grâce à l'iris, à chaque moment de seulement 14 diaphs. Rappelons que les meilleurs appareil photo numérique aujourd'hui sont capables de photographier 8-9 diaphs maxi !

Courbes de gamma

Ainsi, si j'envoie vers mon oeil un signal lumineux situé exactement entre 0 et 255 donc à 128, (niveaux mini et maxi qu'il peut voir), il aura la sensation de voir un gris plutôt foncé autour de 0,2 sur une échelle de 0 à 1 et non 0,5 comme on pourrait le penser. On applique donc cette correction aux signaux que l'on envoie aux cartes graphiques pour s'adapter à cette particularité de l'oeil.
Seuls les fichiers bruts - RAW - des APN possèdent un gamma de 1 car leurs capteurs possèdent une réponse linéaire à la lumière qu'ils recoivent (courbe grise). Cela est important à savoir si l'on photographie en RAW comme nous le verrons plus loin.

Contrôle du gamma de son écran

 

Lorsque l'on s'approche de l'écran, on peut voir que les échantillons du haut sont en fait un damier de carrés noirs et gris identiques dans chaque colonne alors qu'en bas on voit une plage de gris uniforme de densité variable. Si vous vous éloignez siffisamment de votre écran - environ un mètre - vous constatez que la partie haute, à damier, devient également uniforme. A cette distance d'observation, il suffit de repérer la colonne - donc le gamma - qui semble la plus homogène et qui ne permet plus de distinguer la partie haute de la partie basse.

 

Je développerai à chaque fois que cela sera nécessaire ce point important et notamment dans une prochaine partie consacrée aux APN et à Caméra Raw de Photoshop.

 

Suite... Les espaces colorimétriques

 

En savoir plus... - Vous pourrez en savoir plus en lisant les pages Web d'Ivan Lammerant sur la couleur. Non seulement c'est très intéressant mais en plus vous y trouverez de très nombreux liens pour poursuivre vos recherches. - J'ai trouvé sur Internet ce très intéressant cours sur l'oeil présenté sous la forme d'un fichier Pdf, très facile à consulter : la perception des couleurs par l'oeil. Haiba Lekhal et Per Einar Ellesfen.