Pourquoi l’œil n’est pas un instrument de mesure ?
Pourquoi l’œil n’est pas un instrument de mesure ?
« À l’œil, je préfère celui-là. »
Cette phrase revient régulièrement lorsqu’il est question de qualité d’image.
Elle exprime une préférence parfaitement légitime. En revanche, elle ne permet pas de déterminer lequel de deux diffuseurs est le plus fidèle à la référence. Car l’œil humain, aussi performant soit-il, n’est pas un instrument de mesure.
Et ce n’est pas parce qu’il serait mauvais.
C’est précisément parce que notre système visuel est extraordinairement efficace pour s’adapter en permanence à son environnement.
Notre cerveau ne mesure pas la lumière : il l’interprète
Un instrument mesure une grandeur physique. Notre système visuel fonctionne différemment. Il analyse en permanence les informations reçues et adapte notre perception en fonction du contexte.
Cette adaptation dépend notamment :
- de la luminance ambiante ;
- de la couleur de l’éclairage ;
- du contraste environnant ;
- du niveau lumineux moyen de l’image ;
- de sa taille dans notre champ visuel ;
- de notre état d’adaptation ;
- de la fatigue visuelle.
C’est ce mécanisme qui nous permet de considérer une feuille de papier comme « blanche » aussi bien sous un éclairage intérieur que près d’une fenêtre en plein jour. Pourtant, les caractéristiques physiques de la lumière reçue par l’œil peuvent être très différentes. Notre perception cherche avant tout à maintenir une apparence cohérente.
Elle n'effectue pas une mesure absolue.
Deux images identiques peuvent paraître différentes
La perception d'une image dépend également de ce qui l'entoure.
Une même plage de gris peut paraître plus claire ou plus sombre selon son environnement. Une couleur peut sembler différente lorsqu'elle est entourée d'autres couleurs. C'est un principe fondamental de la perception visuelle : nous percevons beaucoup de choses par comparaison et par contexte. Cela devient particulièrement important lorsque l'on compare deux téléviseurs ou deux vidéo-projecteurs.
Placez deux diffuseurs côte à côte. L'un est légèrement plus lumineux. L'autre est un peu moins lumineux mais respecte davantage la luminance, le gamma ou l'EOTF de référence. Très souvent, le diffuseur le plus lumineux produira immédiatement une impression plus spectaculaire.
L'image pourra sembler :
- plus contrastée ;
- plus dynamique ;
- plus nette ;
- plus détaillée ;
- voire plus colorée.
Cela ne signifie pourtant pas qu'elle est plus fidèle. Une simple différence de luminance suffit à modifier fortement notre jugement.
Plus lumineux ne signifie pas plus juste
C'est un piège classique des démonstrations comparatives.
Lorsque deux écrans sont placés côte à côte sans avoir préalablement égalisé leurs conditions de fonctionnement, le plus lumineux bénéficie immédiatement d'un avantage perceptif. La comparaison devient alors en partie une comparaison de luminance plutôt qu'une comparaison de fidélité. Le même phénomène existe avec la saturation.
Une image légèrement plus saturée peut paraître plus riche ou plus « vivante » au premier regard, alors qu'elle s'éloigne davantage du signal d'origine.
Le cerveau ne possède aucun indicateur interne lui permettant de dire :
« Ce rouge devrait précisément se trouver à telles coordonnées chromatiques et posséder telle luminance. »
Pour le savoir, il faut mesurer.
Notre mémoire des couleurs est beaucoup moins précise qu'on ne le pense
Nous savons reconnaître les couleurs. Mais nous les mémorisons essentiellement sous forme de catégories.
Le ciel est bleu. L'herbe est verte. Une peau possède une certaine teinte familière.
En revanche, nous ne mémorisons pas précisément les coordonnées colorimétriques d'une image.
Après quelques secondes, notre mémoire visuelle devient donc insuffisante pour comparer avec précision deux diffuseurs observés successivement.
C'est particulièrement vrai lorsqu'il s'agit de différences relativement faibles de :
- balance des blancs ;
- saturation ;
- luminance ;
- gamma ;
- teinte.
Notre mémoire reconstruit davantage qu'elle ne reproduit. Dire qu'un projecteur observé aujourd'hui paraît plus juste qu'un autre regardé la veille n'a donc qu'une valeur technique très limitée.
L'œil est pourtant extrêmement sensible aux différences
Cela pourrait sembler contradictoire. Notre vision est effectivement capable de détecter des différences extrêmement faibles. Mais elle est particulièrement efficace lorsque les stimuli peuvent être comparés dans les mêmes conditions et presque simultanément.
C'est d'ailleurs un principe essentiel de la psychophysique et de la science de la couleur.
Une légère différence peut devenir évidente lors d'une comparaison directe alors qu'elle serait pratiquement impossible à quantifier quelques minutes plus tard. C'est précisément là que se trouve la différence entre détecter une différence et mesurer une erreur.
L'œil peut constater :
« Ces deux images ne sont pas identiques. »
Il est beaucoup moins capable de déterminer :
« Celle-ci est précisément celle qui respecte la référence. »
C'est le rôle des instruments de mesure
Une sonde colorimétrique, un spectroradiomètre ou un photomètre n'a pas de préférence. Il ne trouve pas une image plus agréable. Il ne se fatigue pas parce qu'une séance de mesure dure plusieurs heures. Il ne s'adapte pas progressivement à un blanc trop bleu. Il ne préfère pas spontanément l'écran le plus lumineux. Il mesure.
On peut ainsi déterminer objectivement :
- la luminance ;
- le niveau de noir ;
- la température de couleur ;
- les coordonnées chromatiques ;
- le gamma ou l'EOTF ;
- les niveaux RVB ;
- la saturation ;
- les écarts colorimétriques ;
- le gamut réellement reproduit.
Surtout, une mesure correcte est répétable. C'est cette répétabilité qui permet de comparer un diffuseur avant et après calibrage, mais également de suivre son évolution dans le temps.
Le calibrage ne remplace pas l'œil
Cela ne signifie pas que l'image puisse être réduite à quelques graphiques. La finalité d'un système vidéo reste évidemment la perception humaine. Mais précisément parce que notre perception est adaptative et contextuelle, il faut disposer d'une référence indépendante pour savoir ce que produit réellement le diffuseur.
Le calibrage ne cherche donc pas à remplacer l'œil. Il cherche à supprimer autant que possible les erreurs mesurables du système, afin que notre œil puisse observer l'image dans les conditions prévues pour sa reproduction.
Reproduire une image ne consiste pas uniquement à reproduire des grandeurs physiques. Il faut également tenir compte de la manière dont le système visuel humain perçoit cette image dans des conditions de vision déterminées.
La colorimétrie et la perception ne s'opposent donc pas. Elles sont indissociables.
Une préférence n'est pas une preuve
Il est parfaitement légitime de préférer :
- une image plus chaude ;
- un blanc plus froid ;
- davantage de saturation ;
- une image plus lumineuse ;
- plus d'accentuation ;
- un contraste volontairement renforcé.
Il s'agit alors d'un choix esthétique ou personnel. Le problème apparaît lorsque cette préférence est utilisée comme démonstration de fidélité. « Je préfère cette image » et « cette image est plus fidèle » sont deux affirmations totalement différentes.
La première relève du goût. La seconde doit pouvoir être vérifiée. Confondre les deux est probablement l'une des erreurs les plus fréquentes lorsque l'on compare des téléviseurs, des vidéo-projecteurs ou des traitements vidéo.
Mesurer pour comprendre
Un calibrage sérieux ne cherche pas à imposer une esthétique. Il établit d'abord une référence commune. Il permet de savoir ce que fait réellement le diffuseur avant de décider si l'on souhaite s'en éloigner volontairement. Cette distinction est fondamentale.
Il existe : l'image que l'on préfère ; et l'image qui respecte le mieux le mastering. Les deux peuvent parfaitement coïncider. Mais ce n'est pas automatique.
Et c'est précisément pour cette raison que, lorsqu'il s'agit d'évaluer objectivement un système vidéo, l'œil reste le juge final de l'image, mais il ne peut pas être l'instrument de mesure.
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