Le gamma

C'est surtout lorsque l'on parle d'écran que l'on utilise la notion de gamma. Si malheureusement son contenu reste assez flou, il est important maintenant de se pencher sur ce vocable pour mieux comprendre l'oeil et la vision humaine et ainsi décider, en toute connaissance de cause, le gamma de l'écran à choisir : 1,8 ou 2,2, les deux gammas les plus connus pour calibrer son écran ?

Vocabulaire et notions générales

Le vocabulaire de la gestion des couleurs regorge de nouveautés par rapport au vocabulaire que l'on employait dans un labo argentique : on parle maintenant de gamma, de courbe de réponse...

Le gamma

La notion de gamma - d'un oeil, d'un écran ou d'un scanner - est une notion qui revient régulièrement dans le vocabulaire de la gestion des couleurs, notamment au moment du calibrage de l'écran. C'est tout simplement une courbe mathématique (une fonction) qui permet de connaître le lien - la corrélation - qu'il y a entre un signal émis et la réponse d'un capteur, par exemple notre oeil. Cette fonction s'écrit sous la forme :

signal de sortie = signal d'entrée ^gamma

(Le signal de sortie est égal au signal d'entrée puissance gamma)

En effet, notre oeil a cette particularité singulière de ne pas avoir la même sensibilité (ici en quantité) en faible lumière et en haute lumière. Un même écart de luminosité (par exemple 10 lumens) sera perçu dans un environnement sombre mais pas ou à peine dans un environnement plus clair. L'oeil est beaucoup plus sensible aux faibles différences de luminosité dans les faibles lumières que dans les hautes. Si vous allumez une deuxième bougie dans une pièce sombre, vous verrez plus de lumière alors que cela passera totalement inaperçu dans une pièce en plein jour. Or vous aurez dans les deux cas apporté la même quantité de lumière en plus.

Sa réponse n'est donc pas linéaire.

Enfin il faut également noter que cette non linéarité est différente selon les environnements lumineux, donc "son gamma" diffère selon les ambiances lumineuses comme le montrent les figures ci-dessous.

Contraste et environnement lumineux : les deux carrés gris ont pour valeurs RVB 160 et 100 sur fond blanc à gauche et noir à droite. On met clairement en évidence que le contraste entre ces deux carrés est supérieur sur fond blanc !

Voilà un particularité étonnante de l'oeil humain mais il s'agit d'une particularité du corps humain et non seulement de son oeil. Cette caractéristique permet au corps humain de sentir d'importantes différences sans saturer trop vite.

La dynamique de l'oeil

Pourquoi ? La raison en est fort simple. Pour s'adapter à des environnements lumineux différents tout en continuant à voir quelque chose sans saturer trop vite ses cellules nerveuses, l'oeil possède un appendice indispensable : l'iris. Celui-ci peut s'ouvrir (lentement) et se fermer (presque instantanément) quand la variation de lumière est trop importante - quand on sort d'une pièce où l'on est resté assez longtemps en plein été, par exemple. Dans ces conditions, l'iris mesure environ un millimètre de diamètre et laisse donc passer peu de lumière alors que la nuit, après un bon quart d'heure d'adaptation, l'iris complètement ouvert mesure sept millimètres de diamètre. Or pour un diamètre d'iris donné ( de 1 à 7 mm), l'oeil est capable de voir environ 14-16 diaphragmes équivalent photo et cela, donc, sur 24 diaphragmes d'amplitude. L'amplitude absolue de l'oeil est donc de 24 diaphs mais, grâce à l'iris, à chaque moment de seulement 14 diaphs. Rappelons que les meilleurs appareils photo numériques reflex aujourd'hui sont capables de photographier 8-9 diaphs maxi et les boîtiers numériques moyen-format 11 - 12 diaphs !

Courbes de réponse et gamma

Ainsi, si j'envoie vers mon oeil un signal lumineux situé exactement entre 0 et 255 donc à 128, (niveaux mini et maxi qu'il peut voir), il aura la sensation de voir un gris plutôt foncé autour de 0,2 sur une échelle de 0 à 1 et non 0,5 comme on pourrait le penser. On applique donc cette correction aux signaux que l'on envoie aux cartes graphiques pour s'adapter à cette particularité de l'oeil.
Seuls les fichiers bruts - RAW - des APN possèdent un gamma de 1 car leurs capteurs possèdent une réponse linéaire à la lumière qu'ils reçoivent (courbe bleue). Cela est important à savoir si l'on photographie en RAW.

Contrôle du gamma de son écran

Lorsque l'on s'approche de l'écran, on peut voir que certains échantillons semblent se fondre dans l'image à damier qui sert de fond. Si vous vous éloignez suffisamment de votre écran - environ un mètre - vous constatez qu'un ou deux échantillons semblent disparaître dans le fond de l'image et la zone semble devenir uniforme. A cette distance d'observation, il suffit de repérer la zone - donc le gamma - qui semble la plus homogène et qui ne permet plus de distinguer les pastilles du fond.

Cherchez le pastille qui s'efface dans le fond de l'image. C'est un test amusant si on le compare au gamma que l'on a choisit lors du calibrage. Il y a souvent un léger décalage peu gênant à vrai dire.

Poursuivons avec le vocabulaire spécifique de la gestion des couleurs avec les espaces colorimétriques ou espaces couleurs