Au cœur du volume colorimétrique

Toutes les couleurs qu'un humain peut voir se projettent à l'intérieur du fer à cheval au sol. x et y sont des projections des valeurs tristimulus CIE XYZ (x = X∕(X+Y+Z), y = Y∕(X+Y+Z)) : elles n'encodent que la chromaticité, la luminance étant éliminée par division. La frontière courbe correspond à la lumière monochromatique, de 380 à 700 nm ; la base rectiligne est la droite des pourpres, des couleurs sans longueur d'onde unique. Le diagramme est notoirement non uniforme : des distances égales près du vert exagèrent la différence perceptive par rapport au bleu, et c'est pourquoi des métriques ultérieures (u′v′, ΔE2000, ICtCp) existent.

Un écran mélange trois primaires ; son gamut est donc le triangle qu'elles délimitent sur le plan. R (x, y)G (x, y)B (x, y) 601.630 .340.310 .595.155 .070 709.640 .330.300 .600.150 .060 P3.680 .320.265 .690.150 .060 2020.708 .292.170 .797.131 .046 AP1.713 .293.165 .830.128 .044 Les primaires de BT.2020 se trouvent sur le locus spectral lui-même (sources monochromatiques à ~630, 532 et 467 nm), c'est pourquoi seule la projection laser approche une couverture totale. Part de la surface CIE 1931 : BT.709 ≈ 35.9%, DCI-P3 ≈ 53.6%, BT.2020 ≈ 75.8%.

La courbe blanche qui traverse le plan est le locus planckien : la chromaticité d'un radiateur à corps noir de 1667 K à 25,000 K ; la température de couleur corrélée d'un écran est le point le plus proche sur cette courbe. Les illuminants de la série D modélisent les phases de la lumière du jour : D50 (5003 K, imprimerie), D55 (5503 K), D65 (6504 K, broadcast et web), D93 (9305 K, NTSC-J historique). Le blanc cinéma DCI (x 0.314, y 0.351, ≈6300 K, visiblement vert par rapport à la courbe) est la référence de projection en salle. Changer le point blanc ci-dessus recalcule la matrice RGB↔XYZ de chaque volume ; observez la colonne du blanc, les arêtes et chaque surface supérieure se déplacer avec lui.

L'axe vertical est la luminance Y en cd/m² (nits) sur une échelle log₁₀ : quatre décades, de 1 à 10,000. La vision humaine est à peu près logarithmique, et l'EOTF PQ (SMPTE ST 2084) qui transporte le HDR a été ajustée sur le modèle de sensibilité au contraste de Barten : des pas égaux le long de cet axe approchent des pas perceptifs égaux. Points de repère : blanc diffus SDR à 100 ; écrans de mastering HDR de 1,000 à 4,000 ; plafond absolu du conteneur PQ à 10,000. Comment le signal devient luminance : l'Explorateur de fonctions de transfert →

Un triangle de gamut ne dit rien de la luminosité ; le volume est ce qu'un écran peut réellement reproduire. Les parois sont verticales parce que toute chromaticité dans le gamut peut être produite à faible luminance. Le sommet s'affaisse parce que la luminance de crête n'est atteignable qu'au blanc, quand les trois canaux sont au maximum : chaque chromaticité plafonne à la crête × le facteur de luminance de son mélange RGB le plus lumineux. Pour BT.2020, le rouge porte 26.3% de la luminance, le vert 67.8%, le bleu seulement 5.9% ; ce sont les lignes de crête qui descendent du pic blanc vers chaque sommet primaire.

La Rec. ITU-R BT.709 (1990) définit la télévision HD et partage ses primaires avec sRGB. Visionnage de référence : crête à 100 cd/m², EOTF BT.1886 (γ ≈ 2.4), blanc D65. C'est le plus petit volume de ce modèle, et il reste la cible de livraison de la majorité des contenus broadcast et web, raison pour laquelle tout étalonnage en gamut étendu finit par nécessiter une passe de trim ou un mappage de gamut vers lui.

P3 vient du cinéma numérique ; les dalles HDR grand public atteignent typiquement 95 à 100% du P3-D65, ce qui en fait le gamut de mastering en pratique, montré ici avec une crête de mastering de 1,000 cd/m². BT.2020 est le conteneur : BT.2100 associe ses primaires aux fonctions de transfert PQ et HLG jusqu'à 10,000 cd/m². Aucun écran commercial ne couvre entièrement 2020 ; les livrables réels sont étalonnés en P3 dans 2020, si bien que le plus grand volume ici est une marge de signal, pas la réalité d'une dalle. Cet écart entre conteneur et écran est exactement ce que négocient le tone mapping et le mappage de gamut.

Display-P3 and DCI-P3 share the exact same primaries, so on the CIE floor their gamut triangles sit right on top of each other. What differs is everything around the color. DCI-P3 is the digital-cinema theatrical standard: a green-shifted white near 6,300 K (x 0.314, y 0.351), a pure 2.6 gamma, and a 48 cd/m² projection reference, so its solid here is short and leans toward that warmer-green white. Display-P3 is Apple's consumer variant: the same primaries re-referenced to D65 with the sRGB tone curve, which is what phones, laptops and HDR panels actually ship, shown here at a 1,000 cd/m² mastering peak. Toggle DCI-P3 alongside P3 above: the footprint is identical, but the white point and height are not. That is why a cinema DCI-P3 master looks green and dim if a display treats it as Display-P3 without converting the white.

ACES AP1 est le gamut de travail d'ACEScg et ACEScct, pas une norme d'affichage. Il déborde légèrement de BT.2020 près du vert pour que chaque gamut d'écran tienne à l'intérieur avec une marge pour les calculs d'étalonnage ; nativement il utilise un blanc ~D60 et il est scene-referred et non borné, donc le plafond à 10,000 nits ici n'est que le conteneur du tracé. Rec.601 (montré avec les primaires SMPTE-C 525 lignes) est l'espace SD historique : légèrement plus petit et plus chaud que le 709. Activez les deux dans VOLUMES ci-dessus pour comparer.

Les formats de livraison fixent ces volumes : HDR10 est du PQ dans un conteneur 2020 avec MaxCLL/MaxFALL statiques ; Dolby Vision ajoute des métadonnées dynamiques par plan ; HLG sert le direct. Les caméras capturent des gamuts natifs plus larges que le 709, l'étalonnage se fait en ACES ou dans l'espace caméra, et tout est mappé en gamut et en tons vers le volume de livraison. Savoir si un écran reproduit réellement le volume qu'il annonce est une question de mesure : ΔE vérifié à la sonde, suivi des gris et couverture de gamut, avant et après. Réserver une calibration →