PARTIE I - CHAPITRE IV L’INSTRUMENTATION POUR LA MESURE DES COULEURS
KleoColor provides training in modern color management techniques and procedures. Training the user from the basics of color and its concepts to providing indepth knowledge on color management
Comment mesurer une couleur ?
La mesure des couleurs a été pendant longtemps délaissée par les représentants de la chaîne graphique. Les qualités d’observation subjectives du chromiste prenaient une part prépondérante dans le résultat final. Actuellement, les moyens de mesure colorimétrique sont accessibles à tous et permettent aux non-initiés une utilisation facilitée. La qualité du travail, et surtout la fiabilité tout au long de la chaîne graphique, en sont les principaux intérêts techniques. Il y a plusieurs moyens pour mesurer la couleur. Le niveau de qualité voulu est en relation directe avec le type de travail à réaliser et le type d’appareil de mesure à choisir.
Il est bien évident que l’instrumentation de mesure des couleurs permet une communication clarifiée et plus efficace entre les différents maillons de la chaîne graphique. Globalement, il faut distinguer quatre types d’appareils de mesure, que sont les densitomètres, les colorimètres (et spectrocolorimètres), les spectrophotomètres et les spectroradiomètres. Nous allons aborder les principales propriétés de chacun de ces produits tout en essayant de mettre en avant leurs aspects qualitatifs afin de clarifier ce à quoi ils sont destinés. Ces outils ont pour principal rôle de déchiffrer une couleur en lui administrant des valeurs numériques. Les densitomètres Le densitomètre est un instrument qui est utilisé depuis de nombreuses années dans l’industrie graphique et photographique. Son rôle consiste à mesurer l’opacité d’un film ou l’absorption de la lumière incidente par un objet réfléchissant. La densité des films ainsi que celle des encres d’impression ou des pigments sont ainsi mesurées précisément. Il existe donc les densitomètres dits par transmission et ceux par réflexion.
Le densitomètre
mesure la lumière reflétée par la surface, proportionnellement à la lumière envoyée par la lampe de l’instrument. Cette mesure de réflection est converti vers une échelle logarithmique. La formule est D = -logR (D = densité est R = réflection). Un densitomètre ne peut pas donner d’information colorimètrique. Il donne une information sur la valeur d’opacité.
Les colorimètres
Généralités sur les colorimètres
Le colorimètre est un instrument de mesure de la couleur dont le principe est basé sur les valeurs tristimulus XYZ. Les données numériques fournies par un colorimètre sont en adéquation avec les normes définies par la C.I.E. (Cf. chapitre précédent sur les bases de la colorimétrie).
La sensibilité d’un colorimètre est donc basée sur celle de l’oeil humain. Cependant les paramètres pouvant influencer la vision des couleurs (source lumineuse, méthodes de mesure, etc.) restent stables d’une mesure à une autre, contrairement à la vision par l’oeil. Les résultats obtenus sont donc plus précis. Ainsi, la visualisation des mesures peut s’effectuer dans un des espaces colorimétriques décrits précédemment (espaces Yxy, L*a*b*, L*C*h, etc.). Les différences non observables
à l’oeil nu peuvent être détectées par le colorimètre, précisément calculées et déterminées par la notion connue de ?E*ab ou autres formulations d’écarts de couleurs.
Principe de fonctionnement d’un colorimètreUn colorimètre est constitué d’un capteur associé à des filtres et d’un microprocesseur. Le système de détection (assimilé à la rétine de l’oeil humain) est composé de trois filtres interférentiels (parfois plus) associé à un capteur. Les propriétés de ces filtres doivent être proches de celles des pics de la courbe spectrale de l’oeil humain. La réponse trichromatique de l’oeil est ainsi simulée, dans le cas d’une mesure ayant été effectuée sous une source lumineuse de type lumière du jour. Le métamérisme des couleurs (phénomène évoqué dans le chapitre précédent) ne peut ainsi être mis en évidence du fait que la mesure est effectuée sous un seul illuminant. Les sources lumineuses employées sont soit
de type xénon, soit des lampes halogènes-tungstène. Dans le cas des colorimètres servant à calibrer les moniteurs, des filtres spécifiquement adaptés aux phosphores sont intégrés à l’appareil de mesure.
Les spectrocolorimètres
Les spectrocolorimètres possèdent, quant à eux, plus de détecteurs que dans le cas d’un colorimètre standard (par exemple 40 pour le spectrocolorimètre Minolta CM-2002), pour mesurer la réflectance spectrale d’un objet pour chaque longeur d’onde. Le microprocesseur de l’appareil calcule par intégration les valeurs tristimulus à partir des données de réflectance spectrale. Il peut ainsi analyser le spectre plus précisément sur un groupe de longueurs d’ondes. Nous obtenons dans ce cas une courbe spectrale plus précise.
Les spectrophotomètres
Généralités
Un spectrophotomètre analyse longueur d’onde par longueur d’onde (soit avec un intervalle de longueurs d’ondes de quelques nanomètres) l’énergie lumineuse en réflexion ou en transmission d’un objet. Nous obtenons, après mesure, une courbe spectrale de l’échantillon sur un intervalle de longueur d’onde correspondant au spectre visible (en général entre 380-780 nm). Le spectrophotomètre permet de calculer les valeurs XYZ de l’échantillon pour un illuminant donné, et en fonction du type d’observation choisi (2° ou 10°). Fort de cette possibilité, il peut ainsi déterminer précisément le métamérisme des couleurs, chose rendue impossible avec l’emploi d’un colorimètre.
Observation 2° et 10°
Les appareils de mesure tels que les spectrophotomètres Xénon ou Spectro Table de Qubyx ont la possibilité de réaliser les mesures sous un angle de 2° ou 10°. Ces angles de mesure découlent d’une norme définie par la Commission Internationale de l’Eclairage, en 1931. Celle-ci est basée sur les propriétés de sensibilité de l’oeil pour les couleurs. Il a été établi que cette sensibilité varie en fonction de l’angle sous lequel la couleur est observée. En 1931, la norme sur l’observateur standard 2° est mise en place par la CIE, suivie en 1964 par celle sur l’observateur standard supplémentaire 10°.
Si maintenant nous comparons les champs de vision 2° et 10°, à une distance de lecture de 50 cm, nous aurons:-pour le champ de vision 2° un cercle de 1,7 cm de
diamètre.
-pour le champ de vision 10° un cercle de 8,8 cm de
diamètre.
Dans son principe de fonctionnement, le spectrophotomètre diffère d’un colorimètre notamment en ce qui concerne son système de détection. La source lumineuse est du même type pour les deux sortes d’appareils. La lampe à Xénon est actuellement très utilisée car elle
Figure 9 : Spectrophotomètre Xenon QUBYX
Le spectrophotomètre Xenon de Qubyx permet d’effectuer des mesures tous les 5 nm, sur une plage étendue de 380 à 750nm. Il est piloté par le logiciel Kléo Print Pro qui utilise les espaces couleurs classiques CIE Yxy, CIELAB, CIELUV, CIELCH, etc. Les illuminants présents sont les suivants : A, C, E, D50, D55, D65, D75. Il peut, de plus, mesurer une source de lumière (ex. moniteur).
Le spectrophotomètre possède un système dispersif et sélectif de la lumière, que l’on apelle monochromateur. Il existe deux types de monochromateurs : les filtres interférentiels progressifs et les réseaux de diffraction. La géométrie d’illumination et de lecture est en adéquation avec les normes de la C.I.E. En effet, dans chacun des logiciels pilotant un spectrophotomètre, un nombre important d’illuminants est stocké en mémoire, dans le but d’enrichir les types de mesure. Quand les mesures sont effectuées tous les 3 , 5 ou 10 nm, le logiciel interprète les résultats et reconstruit la courbe spectrale de l’échantillon mesuré. Certain spectrophotomètre ont en plus un filtre UV, car les rayons UV émis par des particules blanchissantes du papier peuvent fausser les mesures.
Le spectrophotomètre SpectroTable de Qubyx mesure à l’aide d’un réseau de diffraction (grille) associé à une barette de diodes, sur un intervalle de longueurs d’ondes allant de 380 à 780 nm. L’intervalle de mesure est de 3 nm, et l’appareil permet l’analyse en transmission et en réflexion. Les spectroradiomètres Un spectroradiomètre permet de mesurer la distribution spectrale d’une source de lumière. Il utilise lui aussi le sytème de diffraction de la lumière. Ce système de mesure de la lumière est très onéreux(utilisable pour mesurer des écrans, et autres sources primaires). Son utilité est essentiellement réservée à la recherche et la conception.
