Pourquoi un écran calibré peut rester faux !
Pourquoi un écran calibré peut rester faux
Lorsqu’on parle de calibrage, beaucoup imaginent qu’une fois le point blanc D65 atteint, le gamma correctement ajusté et les DeltaE ramenés à des valeurs très faibles, l’image est devenue « parfaite ». La réalité est plus complexe. Un diffuseur peut présenter d’excellents résultats de mesure et pourtant rester incapable de reproduire totalement l’apparence attendue.
La raison est simple : le calibrage corrige le comportement du système, mais il ne peut pas modifier sa physique.
Le calibrage ne transforme pas le diffuseur
Un calibrage agit sur le traitement du signal vidéo.
Il permet notamment d’ajuster :
- l’équilibre RVB ;
- le point blanc ;
- le gamma ou l’EOTF ;
- la luminance ;
- les primaires et secondaires ;
- la saturation ;
- la réponse colorimétrique globale.
Son objectif est de rapprocher le diffuseur d’une référence définie. Mais il ne peut pas modifier ses caractéristiques physiques.
Il ne change pas :
- le spectre de ses sources lumineuses ;
- la qualité de ses filtres optiques ;
- les caractéristiques de ses matrices ;
- la diffusion de la lumière ;
- la réflectance spectrale d’un écran de projection ;
- les interactions entre les différents éléments de la chaîne optique ;
- les phénomènes d’instabilité thermique ou temporelle.
Autrement dit, le calibrage travaille avec ce que le diffuseur est capable de produire. Il ne peut pas lui donner des propriétés physiques qu’il ne possède pas.
Un D65 parfait ne raconte pas toute l’histoire
Le point blanc D65 est évidemment une référence fondamentale. Mais obtenir exactement les coordonnées chromatiques correspondantes ne signifie pas nécessairement que deux diffuseurs produiront une sensation visuelle strictement identique. Deux sources lumineuses peuvent présenter des coordonnées colorimétriques très proches tout en possédant des distributions spectrales complètement différentes.
C’est particulièrement important avec les technologies modernes :
- laser RGB ;
- phosphore laser ;
- OLED ;
- QD-OLED ;
- LED ;
- vidéoprojecteurs utilisant différentes architectures optiques.
Un spectroradiomètre peut montrer que deux diffuseurs atteignent pratiquement le même point blanc. Pourtant, leur distribution spectrale peut être très différente. Cette situation peut notamment provoquer des différences métamériques entre observateurs : deux personnes ne percevront pas nécessairement exactement la même correspondance entre deux spectres pourtant équivalents selon l’observateur colorimétrique standard.
La mesure est donc indispensable, mais il faut comprendre ce qu’elle mesure réellement. Des coordonnées identiques ne signifient pas des spectres identiques.
En vidéoprojection, l’écran fait partie du diffuseur
C’est probablement l’un des éléments les plus souvent sous-estimés. En projection, l’image que nous regardons n’est pas produite uniquement par le vidéoprojecteur. Elle résulte de l’ensemble : projecteur × optique × écran de projection × environnement
L’écran est donc lui-même un composant optique.
Une toile peut présenter :
- une réflectance spectrale non parfaitement neutre ;
- une variation de gain selon la longueur d’onde ;
- une directivité importante ;
- une différence de comportement selon l’angle d’observation ;
- des interactions différentes avec certaines technologies de projection.
La lumière qui arrive jusqu’au spectateur a donc déjà été modifiée par la toile. Un calibrage effectué en mesurant la lumière réfléchie par l’écran peut naturellement compenser une partie de ces dérives au point de mesure. Mais il ne peut pas transformer physiquement la toile. Il ne peut notamment pas supprimer certaines différences spectrales, angulaires ou de diffusion propres au matériau.
C’est pourquoi deux écrans de projection associés au même projecteur peuvent donner des résultats visuels différents, même après calibrage.
Un DeltaE très faible ne signifie pas que tout est parfait
Le DeltaE est extrêmement utile. Il permet de quantifier l’écart entre une couleur mesurée et sa référence selon un modèle déterminé. Mais un DeltaE ne décrit qu'une partie du comportement d'un diffuseur.
Il ne renseigne pas directement sur :
- sa stabilité dans le temps ;
- ses dérives thermiques ;
- la reproductibilité entre deux séries de mesures ;
- son comportement selon le niveau lumineux ;
- les éventuelles interactions entre canaux RVB ;
- la qualité de son optique ;
- sa diffusion lumineuse ;
- certains phénomènes métamériques ;
- ses variations spatiales ;
- son contraste réel dans différentes conditions d’ADL.
Il est donc possible d’obtenir un rapport présentant un DeltaE moyen inférieur à 1 et de disposer malgré tout d’un système dont le comportement global reste imparfait. C’est une distinction essentielle : un graphique peut valider ce qui a été mesuré. Il ne valide pas automatiquement tout ce qui compose l’image.
La recherche du graphique parfait peut même devenir trompeuse
Une autre erreur consiste à vouloir absolument obtenir les valeurs numériques les plus faibles possibles. Un calibrage reste une opération corrective. Il est donc contraint par les capacités natives du diffuseur. Lorsqu’une couleur manque naturellement de luminance, par exemple, un système de calibrage ne peut pas créer physiquement l’énergie lumineuse absente.
Chercher malgré tout à faire entrer tous les points dans leurs cibles peut conduire à modifier d’autres paramètres et à dégrader l’équilibre global de l’image. C’est pourquoi le calibrage doit toujours rester cohérent avec les capacités réelles du diffuseur. Le meilleur calibrage n’est pas nécessairement celui qui produit le graphique le plus spectaculaire.
C’est celui qui apporte la correction la plus juste sans créer de nouveaux défauts.
La stabilité est aussi importante que la précision
Une mesure n’a de valeur que si elle peut être reproduite. Un diffuseur qui mesure parfaitement pendant quelques secondes mais dont le point blanc, le gamma ou la luminance dérivent continuellement représente un problème beaucoup plus important qu’un appareil présentant une petite erreur stable.
Prenons deux diffuseurs. Le premier affiche un DeltaE moyen de 0,5 mais son comportement varie constamment avec la température ou la luminance moyenne de l’image.
Le second affiche un DeltaE moyen de 1,2 mais reste extrêmement stable. Le premier possède peut-être le meilleur graphique à un instant donné. Le second peut pourtant constituer le système de reproduction le plus fiable. Pour une chaîne de référence, la répétabilité compte autant que la valeur instantanée d’une mesure.
La fidélité est le résultat de toute une chaîne
Une image fidèle ne dépend donc jamais uniquement d’un point blanc ou d’un DeltaE.
Elle résulte de l’ensemble du système :
- qualité du diffuseur ;
- stabilité de la source lumineuse ;
- comportement spectral ;
- matrices ou dispositif d’imagerie ;
- optique ;
- traitement vidéo ;
- écran de projection lorsqu’il existe ;
- environnement de visionnage ;
- puis calibrage.
Le calibrage intervient sur cette chaîne pour en corriger les erreurs accessibles. Mais il ne peut pas supprimer les limites physiques du matériel. C’est précisément pour cette raison que deux appareils parfaitement calibrés peuvent malgré tout ne pas offrir le même niveau de reproduction.
Calibrer n’est pas fabriquer une référence
Il faut finalement distinguer deux choses. Mettre un diffuseur au plus près d’une référence. Et : posséder un diffuseur capable de reproduire cette référence.
Le calibrage permet la première.
La qualité intrinsèque du système détermine la seconde.
C’est également pour cela que l’analyse d’un diffuseur ne devrait jamais se limiter à quelques graphiques de colorimétrie.
Il faut comprendre son comportement spectral, sa stabilité, son contraste, son optique, son environnement et ses limites physiques.
Le calibrage reste indispensable. Mais il n’est pas magique. Il peut corriger un diffuseur. Il ne peut pas transformer un mauvais système de reproduction en moniteur de référence.
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