Le modèle CIELAB

Du CIE XYZ au CIELAB

Le modèle CIELAB (CIE LAB), adopté par la CIE en 1976, est une alternative au modèle XYZ. Il représente le même espace de couleurs, mais utilise un modèle de représentation différent. Comme le CIE XYZ, il modélise la vision humaine et il est indépendant d'un quelquonque matériel.

Le modèle CIELAB s'appuie sur la théorie des opposants en s’inspirant de l’ancien modèle Lab (1942) de Richard Hunter. Afin de ne pas le confondre avec son prédécesseur, il est noté avec des astérisques soit L*a*b*. Mais aujourdh’ui il est simplement appelé CIELAB ou CIE LAB., le nom officiel étant « 1976 CIE L*a*b*» Si nous ne discutez pas avec des experts en colorimétrie, mais avec des photographes ou des infographistes, vous pouvez vous permettre dire simplement Lab, vous serez compris !

C’est dans les années 60 qu’on s’est rendu compte que la théorie des opposants correspondait à la réception des couleurs au niveau du cerveau qui oppose le noir au blanc, le bleu au jaune et le rouge au vert. Le CIELAB s'appuie sur cette théorie et se distingue de ce fait du modèle XYZ.

Adoption de la luminosité

Une différence majeure entre le XYZ et le Lab est le remplacement de la grandeur Luminance (Y), grandeur objective directement dérivée de l'intensité lumineuse par une grandeur plus subjective, la luminosité (L*) qui correspond à la sensibilité de l'œil pour l'intensité lumineuse.On passe donc d'une grandeur linéaire (Y) à une grandeur non linéaire (L*) qui permet de se rapprocher de la vision humaine et qui rend ce modèle perceptuellement uniforme.

Fig. 1. La luminosté L du modèle lab caractérise la sensibilité de l'œil à la luminance.

Description du Modèle

Dans le modèle CIELAB, les informations de chromaticité s'appuient sur deux axes de couleurs perpendiculaires. L’axe jaune / bleu et l'axe vert / rouge. L’opposition des couleurs est matérialisée par un point neutre central qui prend la valeur 0. Dans ce système les valeurs de chromaticité s’étalent entre -300 et +299 sur a et sur b, soit 600 échantillons.
Dans Photoshop les valeurs indiquées sont fonction de la profondeur de couleur choisie : -128/+127 lorsqu' on a choisi la définition 8 bits et -12451/ +10899 en 16 bits. Contrairement au modèle XYZ, le CIELAB sépare sans ambiguité les informations de luminosité sur l’axe L, et les informations de couleurs sur un plan défini par les deux axes a et b.

Fig.1. La luminosité se répartit sur l'axe vertical. Les couleurs les plus saturées ne sont pas rassemblées sur le plan de chromaticité situé sur l'équateur.

Un modèle de référence

Le CIELAB comme le XYZ est un modèle indispensable à la gestion de la couleur car il va servir de référence colorimétrique dans les profils, autrement dit, une notation en Lab correspond toujours à une couleur unique et absolue. Photoshop l'utilise comme moteur interne pour la gestion des couleurs. Cela signifie que toute conversion d'un espace colorimétrique à un autre transite obligatoirement par le modèle Lab. Notons aussi qu'un mode Lab est disponible dans photoshop et qu'on peut y éditer les images.

Les défauts du CIELAB

Ce modèle est loin d'être parfait. Bien qu'il est été créé à l'origine pour fournir un modèle uniforme, il est loin de l'être totalement. les écarts les plus visibles se situant dans la région des bleus saturés. Lorsque Thomas knoll a mis en place le CIELAB comme moteur interne dans Photoshop, il s'est tout de suite rendu compte que les bleus saturés présentaient une dérive vers le violet lors des conversions induisant une perte de saturation comme la classique conversion RVB vers CMJN. Alors que même une conversion parfaite comme sait le faire le modèle XYZ, donne une illusion subjective de bleu violacé avec la perte de saturation, le défaut du modèle CIELAB n'a fait qu'empirer les choses en la rendant visible de façon critique. Ce problème a été provisoirement contourné par l'ajout de patchs dans les CMM (Moteur de gestion de la couleur).

La luminosité L* bien que proche de la réponse logarithmique de l'œil à la luminance, n'est qu'une grossière approximation de la véritable distribution tonale que l'œil est capable d'adopter.

La gestion de la couleur n'est nullement dépendante du CIELAB et elle pourra très bien, si nécessaire, choisir un autre modèle colorimétrique plus performant et peut être spécialement adapté à l'informatique de la couleur dans l'avenir.