Comparateur TSV-LCH

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"[…] il faudrait aussi dire que le monde des couleurs renferme des possibilités multidimensionnelles qui, dans leur richesse, ne peuvent être saisies que partiellement par des ordres élémentaires. Chaque couleur isolée est un monde en soi. Ici on ne peut donner qu'une image élémentaire des principes."

Art de la couleur,
Johannes Itten,
Ed. Dessain Et Tolra, 2004, ISBN 2047201527, p. 117.

Présentation

Cette page met à disposition un comparateur des représentations de couleurs en variables TSV (TeinteTSV, Saturation, Valeur) et en variables LCH (Clarté, Chromaticité, TeinteLCH) [en anglais (Lightness, Chroma, Hue)]). L'un de ses objectifs est de visualiser la distinction entre saturation et chromaticité.

Note: parmi les synonymes de "teinte" qui ne commencent pas par T, "nuance" pourrait être un bon candidat pour nommer TeinteLCH.

Dans la table du paragraphe "Comparaison" ci-dessous, les deux colonnes centrales placent côte à côte :

Cet outil permet de visualiser la correspondance entre les espaces TSV et LCH en représentant la même couleur simultanément à gauche et à droite par un point porteur de ladite couleur. Il est possible de tracer un lieu de points colorés en faisant varier l'une des coordonnées. A partir de la version 2 de cet outil, une représentation tridimensionnelle est réalisée pour les deux espaces (formules).

Autour des diagrammes se trouvent les champs pour entrer les coordonnées de la couleur à tracer :

Attention, les coordonnées LCH sont un peu délicates à utiliser car toutes les combinaisons (L,C,H) ne correspondent pas à des couleurs réelles. Dès lors, faire varier l'une des coordonnées (L,C,H) à partir d'un point existant peut tendre à faire sortir l'une des coordonnées RGB ou TSV de son intervalle autorisé. Les variations des champs L, C et H sont donc (dynamiquement) contraintes pour empêcher le point coloré courant de sortir du domaine des couleurs réalisables. Dans ce cas, les coordonnées sont très légèrement modifiées (par troncature) de sorte que le point coloré est obligé à longer la frontière, jusqu'à ce qu'il soit immobilisé dans un "coin" du domaine. En cas de difficulté, il est recommandé d'explorer d'abord le domaine accessible en faisant varier les coordonnées T, S et V. La position de la fontière détectée par le présent outil est validée par comparaison avec le calculateur de Bruce Lindbloom (cf. paragraphe Validation ci-dessous).

Pour les entrées RGB et TSV, il y a deux manières de faire varier le contenu de chaque champ.

Pour l'entrée LCH, en raison de la position inconnue a priori de la frontière, il est seulement possible de partir d'un point réalisable (spécifié, par exemple, à l'aide d'une autre entrée) et de progresser en traçant le point coloré jusqu'à éventuellement rencontrer la limite.

Il est aussi possible de remplir d'un coup tous les champs avec les coordonnées d'une couleur et de la tracer en même temps en cliquant sur l'un des sélecteurs présents dans la table :

Enfin, pour tout effacer, recharger la page en cliquant sur le bouton "Ré-initialiser", en haut à droite de la table.

Comparaison

Cliquer dans un champ et utiliser les flèches du clavier ↑ ou ↓ pour faire varier son contenu en traçant,
ou bien, sauf dans le cas de LCH, la roulette de la souris pour modifier son contenu sans tracer ;
dans ce second cas il est possible de modifier plusieurs champs avant d'appuyer sur "Entrée" pour tracer le point.

Click to enter a field and either use keyboard keys or to change its content while drawing,
or, except for LCH input, the mouse wheel to modify it without drawing ;
in the latter case it is possible to adjust several fields before hitting "Enter" to actually draw the point.


Sommets RGB
R = , G = , B =  (codés sur [0,255])
↓↓↓↓↓↓ TSV ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ Lch ↓↓↓↓↓↓
T = °
S = %
V = %

T ∈ [0°,360°]
S, V ∈ [0,100%]

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Polaires (Saturation S,TeinteTSV T)
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Polaires (Chromaticité C, TeinteLCH H)
L = 
C = 
H = °

Triplet
réalisable

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Cartésiennes (Saturation S,Valeur V)
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Cartésiennes (Chromaticité C,Clarté L)
Lieu de Planck [avec max(R,G,B)=255] (1 kK=1 000 K)

Représentations tridimensionnelles

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Vue 3D (TeinteTSV T,Saturation S,Valeur V)
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Vue 3D (TeinteLCH H,Chromaticité C,Clarté L)

Applications

Cette section montre quelques illustrations de l'application de cet outil pour comparer les deux systèmes.

Cercle chromatique A gauche, dans (S,T), le cercle chromatique est décrit par le point courant à saturation maximale (S=100%) et valeur maximale (V=100%), la teinte T variant de 0° à 360°. Dans (S,V), tous les points sont superposés sur le point de saturation maximale (S=100%) et de valeur maximale (V=100%). Le cercle de (S,T) est la trace sur ce plan du cylindre qui contient tous les points réalisables dans ce modèle de couleur.

A droite, dans (C,H), l'image du cercle est une courbe fermée à 6 sommets. La transformation TSV→LCH est non linéaire mais conserve la connexité. La courbe dans (C,H) est donc l'enveloppe de chromaticité des points réalisables lorsque R, G et B varient de 0 à 255. Dans (C,L), la forme de la courbe montre que la courbe transformée du cercle chromatique n'est pas sur un cylindre. Le maximum de chromaticité est atteint par le bleu, qui est aussi le point de clarté minimale. Le minimum de chromaticité est atteint par un point cyan légèrement bleuté, de clarté assez élevée mais non maximale.
Trajectoires à teinte TSV constante Cette illustration montre 6 trajectoires à teinteTSV constante (et à valeur maximale V=100%), issues des 6 "sommets" RGB. Dans (S,T), par construction, il s'agit de segments de droite de directions radiales joignant le blanc central de saturation nulle au sommet de couleur à saturation maximale. Dans (S,V), les trajectoires sont superposées sur la droite de valeur maximale.

En raison de la non linéarité de la transformation, dans (C,H), les trajectoires ne sont pas rectilignes. En conséquence, augmenter la saturation ou la chromaticité change la teinte dans l'autre espace. Il y a donc lieu d'être attentif aux possibles distorsions de couleurs dans ce cas.
Actions de GIMP 2.10 sur la chromaticité GIMP 2.10 offre la possibilité de travailler dans l'espace LCH. D'après un article de Elle Stone, GIMP 2.10 offre notamment deux manières d'agir sur la chromaticité, dans le menu "Couleurs" : "Saturation…" multiplie la chromaticité par le coefficient choisi (c' = k*c) tandis que "Teinte-Chroma" ajoute la quantité déterminée à toutes les chromaticités (c"= c+a). Cette deuxième méthode a donc plus d'effet sur les petites valeurs de chromaticité (c"/c=1+a/c ; des zones quasi achromatiques vont prendre une teinte perceptible) que sur les grandes tandis que la première les traite toutes proportionnellement (c'/c=k ; les gris resteront gris, à peine plus "cassés", et les couleurs plus franches seront rendues plus chromatiques). La traduction de GIMP 2.10 serait ainsi à corriger sur ces deux points pour remplacer l'anglais "Chroma" par le français "chromaticité" et remplacer "Saturation" par "Chromaticité".

Les diagrammes donnent l'exemple de l'addition de 30 et de la multiplication par 2,5 appliquées aux chromaticités initiales supposées 6 et 50 d'une image dans les teintes jaune-vert et bleu-magenta, respectivement. Remarquer aussi que les impacts des deux outils s'inversent entre les petites et les grandes chromaticités car C+30>2,5C lorsque C<20 et le contraire sinon.
Action GIMP 2.10 sur Chroma
Cercles chromatiques à S=V et T variable Lieux chromatiques définis dans TSV par S = V = n*10% avec n = 0, 1, 2, …, 10 pour T = 0° … 360°. Dans TSV, il s'agit donc de cercles chromatiques à saturation et valeur égales décroissant de 100% à 0%. Leurs images dans le plan CH prennent la forme d'hexagones curvilignes de clarté et chromaticité globalement décroissantes.
Surface à saturation maximale Vues tridimensionnelles de la surface à saturation maximale (S=100%), représentée par ses lignes de niveaux à valeur constante V= 0, 10%, 25%, 40%, 55%, 70%, 85% et 100%.
Cercle à clarté 58 et chromaticité 33 constantes Un cercle à clarté et chromaticité constantes : L = 58 et C = 33. Pour une luminosité donnée, la chromaticité ne doit pas être choisie trop grande pour que le cercle tienne dans l'espace de couleur physiquement réalisable.
Ronds de fumée LCH "Ronds de fumée" LCH. (L,C) ∈ {(0,0), (19,11), (39,22), (58,33), (72,39), (86,19), (100,0)}. Le rayon chromatique de chaque cercle est approximativement égal au maximum possible pour que le cercle tienne dans le volume des couleurs physiquement réalisables avec la clarté correspondante. Le maximum de ce rayon est de l'ordre de C=39, au voisinage de L=72. Allure du rayon max en fonction de la clarté
Allure du rayon chromatique maximal du cercle inscrit en fonction de la clarté.

Validation

Une validation est effectuée avec les résultats fournis par le calculateur de couleur de Bruce Lindbloom. A cet effet, un chemin est tracé à partir d'un point existant jusqu'à ce que la limite soit détectée. Les coordonnées LCH alors atteintes sont converties en RGB à l'aide du calculateur de Bruce Lindbloom. Ce dernier effectue le calcul même si les coordonnées LCH fournies correspondent à une couleur irréalisable physiquement et, dans ce cas, cela se traduit par au moins une valeur R, G ou B en dehors de l'intervalle autorisé. Cette opération est effectuée pour divers chemins fournissant les résultats illustrés ci-après.

Juste avant la limiteLimite atteinteCommentaire
Avant la limite
Avant la limite
A la limite
A la limite
Pour la clarté L=60,97, dans la direction de teinte H=26,99°, lorsque la chromaticité croit, la limite est atteinte lorsque l'utilisateur tente de la faire passer de 70 à 71. L'outil recale le point coloré à C=70,92. Pour ce point, le calculateur de Bruce Lindbloom indique en effet que le rouge vient de dépasser la valeur R=255.
Avant la limite
Avant la limite
A la limite
A la limite
Pour L=54,8 et H=138,53°, la limite est atteinte lorsque C passe de 76 à 77. Le point coloré est recalé à C=76,86 - valeur pour laquelle le calculateur de Bruce Lindbloom indique en effet que le rouge vient de devenir négatif.
Avant la limite
Avant la limite
A la limite
A la limite
Pour L=27,24 et H=300,8°, la limite est atteinte lorsque C passe de 85 à 86. Le point coloré est recalé à C=85,96. Pour sa part, le calculateur de Bruce Lindbloom place le dépassement de limite à C=86,3, avec donc un écart en chromaticité de 0,34 soit un tiers de la plus petite distance de couleur perceptible.

Ainsi, la détection de limite effectuée par le présent outil semble convenable.

Comparateur TSV-LCH version 2.1.

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© Sellig Zed, 28.II.2019. Éléments logiciels diffusés sous licence CeCILL. Texte sous CC-BY-NC. Tous droits réservés sur les images, reproduction interdite sans autorisation de l'auteur.