Pour Adobe, la colorimétrie a toujours été une priorité de développement au coeur des outils de la créative suite. Dans cette perspective, l’éditeur suit au plus près les travaux de normalisation mondiaux et n’hésite pas Adobe a intégrer dans ses équipes les plus grands noms de la science colorimétrique…
Pour aborder plus efficacement les workflows colorimétriques, l’industrie cinématographique a développé via l’AMPAS (Academy of Motion Picture Arts and sciences) le système de gestion des couleurs Academy Color Encoding System dont l’acronyme ACES est devenu célèbre. Les principaux éditeurs de logiciels d’étalonnage ont été les premiers à intégrer cette solution avant de développer leurs propres systèmes de « color management ».
Historique
Jusqu’aux années 2010, les normes vidéo évoluaient relativement lentement et étaient, une fois définies, adoptées pour de nombreuses années. La recommandation Rec. 601, standardisé par l’ITU et officiellement publiée en 1982, est la norme de la définition standard qui a été suivie par la norme de la haute définition, la Rec. 709, publiée pour la première fois en 1990 et mise à jour plusieurs fois depuis. Ces deux normes définissent plusieurs critères du signal vidéo, notamment concernant la colorimétrie et la gestion de la luminosité de l’image.
En définition standard, la recommandation définit principalement la résolution, le modèle colorimétrique Y, Cb, Cr (qui sépare la luminance et la chrominance) et l’espace colorimétrique, c’est-à-dire les valeurs des primaires RVB et du point blanc.
À cette époque, les moniteurs et téléviseurs étaient des écrans cathodiques qui présentaient une courbe de réponse en « gamma » bien adaptée pour la vidéo. La norme n’inclut pas la réponse de l’écran (son gamma) qui est d’environ 2,5. Une correction de gamma nécessaire dans les caméras pour obtenir une image fidèle à la scène filmée était utilisée par les fabricants pour leurs caméras à capteurs CCD puis CMOS.
Aux débuts de la vidéo, même les capteurs des caméras étaient à tube. La norme Rec. 709 a, dans un premier temps, en plus de l’évolution des paramètres du signal, explicité la correction de gamma (uniquement l’OETF concernant la caméra), puis une nouvelle recommandation Rec. 1886 standardisée par l’IUT en mars 2011 a été rédigée pour préciser le traitement du signal dans les écrans de diffusion haute définition.
OETF, EOTF et OOTF
Par souci de précision scientifique, nous allons décrire les termes qui définissent la réponse de l’écran et celle de la caméra. OETF est l’acronyme d’Opto-Electronic Transfer Function ou fonction de transfert optoélectronique.
Il s’agit de la courbe de réponse de la caméra. EOTF signifie Electro-Optical Transfer Function (fonction de transfert électro-optique) et représente la courbe de conversion du signal vidéo en lumière visible sur les écrans. Ce qui est parfois moins connu, c’est que pour adapter le rendu de l’image diffusée aux conditions de diffusion (éclairage ambiant, etc.) la réponse conjointe de l’OETF et de l’EOTF n’est pas linéaire : le résultat est l’OOTF (Opto-Optical Transfer Function ou fonction de transfert opto-optique).
Pendant longtemps, les caméras vidéo se contentaient donc de « corriger » la réponse en gamma des écrans. Il n’y avait à l’époque pas forcément nécessité de faire autrement, notamment parce que les caméras disposaient d’une dynamique (écart possible lors de la captation entre les hautes et les basses lumières) très limitée.
Le log et le gamut d’analyse élargi
Dans les années 2010, les caméras filmant en « log » ont progressivement commencé à se généraliser et avec elles autant de questions et de problèmes pour les gérer correctement. Cette période correspond à l’arrivée des caméras à grands capteurs qui ont largement agrandi la plage dynamique captée. La norme Rec. 709 limitant la possibilité d’enregistrer cette large étendue de luminance, les premières solutions intégrées aux caméras ont rapidement consisté à compresser les hautes lumières à partir d’un certain seuil.
Pour optimiser la richesse dynamique et colorimétrique des capteurs, de nouvelles électroniques et une méthode d’interprétation des données issues des pixels a fait son apparition. Des courbes de réponses sous forme d’OETF sont sélectionnables sur de nombreuses caméras, ce sont des courbes logarithmiques.
On parle alors de tournage en log. En complément des courbes de luminance, l’enregistrement du signal avec des primaires d’analyse élargit est également proposé. Les gamuts sont les espaces colorimétriques des différents appareils, que ce soit le gamut du signal enregistré par les caméras ou celui des écrans. En plus d’être une recommandation, Rec. 709 décrit un gamut légèrement élargi par rapport au Rec. 601, mais sensiblement moins large que le gamut utilisé pour le cinéma : le DCI-P3, lui-même moins grand que le très (trop ?) large Rec. 2020 initialement prévu pour l’UHD.
Fonctions de transfert et gamut pour les caméras et les écrans
Les fonctions de transfert pour la luminance et les gamuts concernent les signaux enregistrés sur les caméras, ainsi que les écrans ou projecteurs de diffusion. Nous avons évoqué les différents gamuts de diffusion à la fin du paragraphe précédent.
Concernant la dynamique, on travaille encore majoritairement en SDR (standard dynamic range), mais les nouvelles normes à haute dynamique (HDR) se développent progressivement et nous consacrons régulièrement des articles à ces évolutions.
Deux courbes de transferts sont principalement utilisées en diffusion, les courbes HLG pour Hybrid Log Gamma et PQ pour perceptual quantizer. La norme Rec. 2100 définit les « gamma » et gamuts des formats UHD, 4K et 8K, les courbes PQ (SMPTE ST2084) et HLG (ARIB STD B67) sont autorisées et le gamut est celui du Rec. 2020.
Pourquoi un système de gestion des couleurs ?
Les images dites log, ci-dessus expliquées, sont l’objet de nombreuses discussions. Si elles sont affichées telle quelle, par exemple sur un écran calibré selon la norme Rec. 1886, elles paraissent fades, délavées et désaturées.
Jusqu’à récemment, les logiciels de montage étaient uniquement configurés pour afficher et traiter des images dans un profil unique, souvent le Rec. 709. Pour « développer » les images log, on a d’abord utilisé des Lut (look up table) qui sont en fait des tables de translations 1D ou 3D (à une ou trois dimensions).
Les éditeurs de logiciels dédiés à l’étalonnage ont été les premiers à exploiter les solutions de color management pour développer les images de manière algorithmique, c’est-à-dire via des opérations mathématiques développées dans le code du logiciel. Un des systèmes de Color management est l’ACES qui cohabite aujourd’hui avec les solutions propriétaires des éditeurs.
Nouveau color management d’Adobe Premiere Pro
Adobe a intégré à ses équipes un grand nom de la colorimétrie : Alexis van Hurkman, une sommité parmi les étalonneurs maîtrisant l’art et la théorie de la colorimétrie. En tant que Product Manager of Color at Adobe, il dirige l’intégration d’une solution de gestion colorimétrique (color management) simple et redoutablement efficace.
Les réglages dédiés sont disponibles dans les menus préférences et réglages projet d’Adobe Premiere Pro ; ils sont également centralisés dans un onglet de la fenêtre Couleur Lumetri du logiciel. La gestion de la colorimétrie des écrans nécessite une accélération GPU (carte ou puces graphiques dédiées). Les normes de diffusion SDR Rec. 709 ou HDR Rec. 2100 (PQ ou HLG) sont sélectionnables.
Les réglages du projet Adobe Premiere permettent de gérer plusieurs paramètres de colorimétrie tels que la luminosité maximale des infographies SDR importées dans un projet HDR, la reconnaissance et le développement automatique des images RAW et log (lorsque les métadonnées sont correctement renseignées), et le comportement des effets « prêts pour la gestion colorimétrique » (color space aware).
Les médias vidéo sources peuvent donc être automatiquement reconnus et développés vers le format de sortie choisi si les métadonnées sont inscrites sur les fichiers. Dans le cas contraire, l’utilisateur peut sélectionner le bon espace colorimétrique de ses médias sources si les profils correspondants ne sont pas encore intégrés dans Premiere Pro ou utiliser des LUT.
Les paramètres avancés de colorimétrie d’Adobe Premiere permettent de choisir un espace de travail large, et même d’opter pour l’ACES cct afin d’être compatibles avec des workflows haut de gamme.
Lorsque le profil de diffusion est plus petit que les profils des sources, par exemple si des rushs de caméras Sony S-Log3/S-Gamut3.Cine et Sgamut3 sont traités pour une diffusion en Rec. 709, des options de tone mapping (mappage des tonalités) et de compression de gamut permettent de prioriser la préservation de la luminosité ou de la saturation et de la teinte.
Adobe After Effects
La gestion de la colorimétrie est également en cours d’évolution au sein d’Adobe After Effects. Deux options sont actuellement disponibles pour le traitement des images et la diffusion. Accessibles via l’onglet couleur des paramètres du projet, les moteurs de couleurs Adobe Color Managed ou OCIO Color Managed peuvent être sélectionnés.
L’OCIO, acronyme de OpenColorIO, est une bibliothèque libre et open source qui ouvre After Effects à des workflows plus spécialisés. L’option Adobe Color Managed sera privilégiée dans les échanges entre Premiere Pro et After Effects.
Si Premiere Pro est configuré en gestion colorimétrique et que l’on souhaite envoyer des éléments d’une séquence de montage vers After Effects, celui-ci informe l’utilisateur lorsque les réglages ne correspondent pas et l’invite à les modifier en cohérence.
Pour une colorimétrie sans couture dans la suite Adobe, les étalonnages effectués depuis la page Couleur Lumetri dans Premiere sont compatibles et transitent vers After Effects. On retrouve les mêmes outils d’analyse des images (oscilloscopes, vecteurscopes et parades) regroupés dans la fenêtre Modes Lumetri.
Article paru pour la première fois dans Mediakwest #64, p.118-120
Pour approfondir vos connaissances sur la colorimétrie, vous pouvez lire notre article Méthodologie élémentaire pour la colorimétrie (Partie 2)
