mmmh, tu fais partie de la race bizarre des gens qui cherchent à comprendre ?
Fais toi un café, c'est parti. On va faire de l'électronique, de l'optique, de la métrologie et des maths.
Ton écran est un tableau de DEL RGBL (rouge+vert+bleu+rétroéclairage blanc), des ampoules électriques de la taille d'une pointe d'épingle. Pour contrôler la luminosité et la saturation des couleurs, on pilote la puissance relative des 4 canaux en modulant leur tension électrique d'alimentation. Typiquement, à 100 % de luminosité, les pixels sont alimentés entre 0 V (noir) et 5 V (blanc). Quand tu règles la luminosité à 50 %, en fait tu forces l'écran à travailler entre 0 V et 2.5 V (pour faire simple) : tu abaisses la tension.
Problème N°1 : en tant que photographe, la tension d'alimentation des DELs, tu t'en tamponnes la nouille avec une babouche. Ce qui t'intéresse, c'est la luminance de sortie. Mais l'écran ne sait pas à quelle luminance correspond un voltage donné, et pour cause : ça dépend du vieillessement des DEL, donc ça varie dans le temps.
Quand tu affiches une image sur un écran non étalonné, la carte graphique envoie un signal numérique 8 (ou 10) bits à l'écran, sous forme de 3 nombres entiers par pixel, entre 0 (noir) et 255 (blanc).
Problème N°2 : la carte graphique n'a pas la moindre idée de la tension d'alimentation des DEL de l'écran. Quand elle envoie un signal 255, ça veut dire « allume le pixel à 100 % ». Si elle envoie 128, ça veut dire « allume à 50 % ». 50 % ou 100 % de quoi ? De la tension maximale de l'écran, entrée par l'utilisateur au moment de choisir la luminosité.
Problème général : on a 2 boîtes noires, qui sont incapables de communiquer entre elles : la carte graphique, qui ne connaît pas la tension de l'écran, et l'écran, qui ne connaît pas sa propre caractéristique tension-luminance. Dialogue de sourd, et côté fiabilité : c'est pile ou face.
Pour dépasser ce problème, on réalise un étalonnage, c'est à dire qu'on va enregistrer la réponse en luminance (physique) de l'écran pour des valeurs RGB normalisées (numériques) venant de la carte graphique. Les couples { valeurs RGB ; réponse en luminance } sont placés dans une table de correspondance (Look Up Table, en anglais), et DispCal (en fait, Argyll CMS, qui tourne dans DispCal) va calculer une correction à appliquer sur la sortie RGB de la carte graphique de façon à caler le blanc à 90 Cd ou 120 Cd, la température couleur à 5000 ou 6000 K, etc. suivant ce que tu as spécifié, et de façon à assurer que la distance entre les couleurs soit respectée (que les dégradés soient homogènes, sans cassures). Mais mais mais… on n'est toujours pas capable de savoir à quelle tension fonctionne l'écran (et on ne le sera jamais), donc il faut régler la luminosité avant tout le processus et ne plus jamais y toucher (ou se donner un moyen de retrouver le réglage ultérieurement).
Pourquoi vaut-il mieux une luminosité physique un peu supérieure à la consigne ? Parce que si ton écran est à 125 Cd, et que tu veux le blanc à 120, il suffit de remapper le blanc à une valeur RGB de 252 (au lieu de 255) dans la carte graphique. À l'inverse, si tu es à 105 Cd et que tu veux le blanc à 120, la carte graphique ne peut pas monter au-dessus de 255, et n'a pas moyen de survolter l'écran. Par contre, tu vois que, en remappant le blanc à 252, tu viens de perdre 3 échantillons sur chaque canal (les valeurs de 252 à 255 ne servent plus à rien), donc 9 nuances de couleur en moins sur ton écran (tout se paie).
Problème N°3 : la correction ainsi effectuée est une optimisation mathématique qui va être d'autant plus imprécise que la réponse physique de l'écran est non homogène. Par exemple : si l'erreur de l'écran dans les bleus sombres est plus importante que dans les bleus clairs, la correction sera non-linéaire. Calculer une correction non-linéaire est (un peu plus) compliqué, mais vient surtout générer tout un lot d'effets secondaires casse-pieds (on va le voir plus bas). En maths, la linéarité signifie que les fonctions à l'œuvre se résument à des coefficients de proportionnalité (du coup, le graphe de ces fonctions est une droite passant par 0 -> c'est linéaire). Ça simplifie beaucoup de choses, et on aime bien faire apparaître des comportements linéaires quand on peut.
Problème N°3 bis : De plus, en RGBL, la luminance du pixel dépend de la combinaison des puissances RGB (en synthèse additive, donc) ET du rétroéclairage. En maths, on dit qu'on a un problème sous-contraint car on a une équation mais deux paramètres. Au lycée, tu as du voir qu'on ne sait pas résoudre. En fait, on ne sait pas trouver de solution exacte (analytique, disent les matheux) mais on peut s'approcher de la solution par optimisation numérique (un pan des maths qui s'est développé au XXe siècle, surtout grâce aux Russes, et qui s'est vite popularisé avec les ordis…). Le problème, c'est qu'une telle optimisation est très sensible aux paramètres d'entrée que tu lui donnes, et peut parfois ne donner aucun résultat valide si les paramètres sont mal choisis. C'est pourquoi DispCal te donne une chance de régler tout ce qui peut l'être directement sur l'écran, de façon analogique, via le réglage intéractif : plus tu t'approches de la solution par voie analogique (en jouant directement avec le voltage de l'écran), plus l'optimisation numérique (des corrections RGB) a de chance de converger précisément vers l'optimum recherché.
Maintenant, est-ce que ton profil d'étalonnage à 100 Cd est encore valide à 80 ou à 120 Cd ?
En fait, ça dépend de la tronche de la correction effectuée par le profil ICC. Voici par exemple les courbes d'étalonnage de mon écran de portable :
![[Image: Capture-du-2018-10-25-15-56-39.png]](https://thumb.ibb.co/hz1T1V/Capture-du-2018-10-25-15-56-39.png)
Tu vois que la portion centrale est plus ou moins linéaire : pas de problème, à 80 ou 120 Cd, je vais avoir le même résultat. Par contre, aux extrémités, c'est courbé. L'équation caractéristique de ce type de courbe est un polynôme, dont le plus simple est f(x) = a x² + bx + c. Le paramètre a est le coefficient de courbure, b est le coefficient de proportionnalité (la pente de la partie droite), et c est le décalage entre la courbe et l'origine du repère.
Imagine que je remplace x par 2x (c'est comme si je multipliais la luminosité de l'écran par deux). On a alors f(2x) = 4 a x² + 2 b x + c. Et f(2x) n'est pas égal à 2 f(x) (si c'était le cas, on serait en présence d'une fonction linéaire). Donc tu génères une erreur de colorimétrie dans les extrêmes en utilisant à une certaine luminosité un profil étalonné pour une autre luminosité.
Savoir qu'on a une erreur ne nous avance pas beaucoup : on veut savoir si cette erreur est assez faible pour être acceptable, voire négligeable.
Mathématiquement, je peux exprimer l'erreur de non-linéarité par la différence entre 2 f(x) et f(2x):
f(x) = a x² + bx + c
2 f(x) = 2 a x² + 2 b x + 2 c
f(2x) = 4 a x² + 2 b x + c
2 f(x) - f(2x) = -2 a x² + c.
L'erreur absolue commise est donc Delta E = |-2 a x² + c|. Ensuite, on fait une analyse de limite, parce qu'on veut juste une borne maximum de l'erreur :
- dans les tons sombres, x est proche de 0, donc Delta E tend vers c, le décalage de la courbe par rapport à l'axe des abcisses. Dans mon cas, c'est le bleu qui a le plus gros décalage. Mais en trichromie humaine, le canal bleu participe à moins de 10 % dans la perception de la lumière (le vert contribue à 70 %). Donc, peu de chance de voir la différence.
- dans les tons clairs, x est proche de 1, donc Delta E tend -2 a + c, donc c'est la courbure qui prévaut dans le terme d'erreur. Dans mon cas, elle est proche de zéro, donc, là encore, on peut vivre avec
On suppose ici, pour l'exemple, qu'on double la luminosité écran par rapport à la valeur d'étalonnage du profil. Mais en pratique, si tu passes de 90 Cd/m² à 120 Cd/m², le terme d'erreur revient à Delta E = | 0.4444 a x² + 0.3333 c |. À moins d'avoir vraiment une courbure énorme en haute lumière, on peut donc raisonnablement négliger l'erreur.
Pour finir, blanc à 80, 90, 100, ou 120 Cd/m² ? En fait, il faut comprendre d'où vient la norme.
Les imprimeurs utilisent des boîtes d'épreuvage traditionnellement étalonnées à 5000 K (ampoule halogène) et 90 Cd/m² (luminance de la surface du papier dans la boîte). D'où la norme graphique pour écran. Malheureusement, un écran DEL a une température écran naturelle plus proche de 6000 K (température du rétroéclairage), et si tu cherches à l'étalonner à 5000 K, tu vas créer une distorsion de couleurs (à moins d'avoir un Eizo à 2000 €).
La bonne luminosité, pour ton écran, c'est celle d'une feuille blanche posée à côté de l'écran. Si tu as un posemètre électronique récent (genre Sekonic), il y a un mode luxmètre dessus, et tu peux t'en servir pour mesurer l'éclairage ambiant de la pièce où tu travailles (1 lux = 1 Cd/m²) et viser cette valeur à l'étalonnage. Sinon, tu utilises une feuille blanche comme référence et tu ajustes à la main pour avoir la même luminosité. C'est important uniquement si tu comptes pouvoir comparer un tirage papier avec l'écran, dans cette pièce là. Et tant qu'à y être, il faudrait que la température couleur de l'éclairage de la pièce soit la même que celle de l'écran (on trouve assez facilement des ampoules DEL à 5000-5500 K aujourd'hui, surtout chez Philipps).
Pour le graphisme web, il y a une autre norme à 6500 K (sRGB) et 160 Cd/m² (pour se rapprocher des écrans grand public très contrastés).
Les normes, c'est très mignon, mais il ne faut pas oublier le confort et la sécurité, surtout si tu abuses de l'écran. Il faut alors garder 2 choses à l'esprit :
1. plus la température couleur monte, plus on tend vers le bleu, et la lumière bleutée a été mise en évidence par différentes études scientifique comme causant à la fois des problèmes de rythme circadien (difficultés d'endormissement, insomnies) et des lésions à la rétine (la lumières bleue est plus énergétique que la rouge, donc plus agressive pour les cellules). Pour cette raison, un blanc à 6500 K, pour moi c'est niet. Je bosse à 5500 K, compromis entre le 6000 K de mon écran et le 5000 K idéal.
2. plus la luminosité monte, plus on gagne en contraste et plus on fatigue les yeux (le rétro-éclairage, c'est l'enfer). Peu importe ce que dit la norme, essaie de garder le rétro-éclairage toujours à la même luminosité que l'éclairage ambiant pour limiter les dommages. On l'a vu, ce ne sont pas ± 20 Cd/m² qui vont casser ton étalonnage, et de toute façon c'est important seulement pour comparer le papier et l'épreuve écran. Moi je bosse à 80 Cd/m² parce que c'est la luminosité de mon bureau.
Voilà, tu as tenu le coup ?
![[Image: captur10.png]](https://i63.servimg.com/u/f63/19/51/33/92/captur10.png)
