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Aide de l’outil de synthèse colorée

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L’outil de synthèse colorée, dans sa v2, a pour objectif de produire une représentation graphique, 2D ou 3D, qui permet d’analyser l’utilisation des couleurs dans une image.

Cette analyse se base sur :

  • une décomposition des couleurs en leurs composantes de Teinte, Saturation et Luminosité (TSL ou HSL en anglais),
  • leur regroupement en ensembles de couleurs proches,
  • puis en la représentation graphique par symboles proportionnels des quantités de pixels de chaque ensemble (En 2D, la superposition des symboles se fait dans l’ordre décroissant de taille pour éviter les masquages).

Principe de l’analyse :

  1. Dans le cadre n°1, cliquer sur le bouton pour choisir une image sur votre ordinateur. (L’outil est une page html qui va travailler dans votre navigateur, rien n’est envoyé sur le serveur).
  2. Une première analyse est réalisée, avec les paramètres par défaut.
  3. Vous pouvez modifier les paramètres pour varier ou améliorer l’analyse (cf. les descriptions d’utilisation en 2D et en 3D).

Description des paramètres

  • Écart d’échantillonnage

L’outil utilise un échantillonnage régulier des pixels de l’image pour accélérer le traitement qui pourrait être long. Pour qu’une proportion plus grande de l’image soit analysée, réduisez ce paramètre (mais attention à l’augmentation des temps de traitement).

  • Seuil de différence

Le principe de base de l’analyse est de regrouper les couleurs trouvées en des ensembles de valeurs proches, selon leurs 3 composantes (selon le type d’espace colorimétrique, de mode de définition de couleurs, utilisé, cf. ci-dessous). Ce paramètre permet de regrouper les couleurs dont la différence de valeur est inférieure au seuil fixé.

  • Couleurs principales à exclure

Dans le cas d’une image avec un fond occupant une large surface (par exemple une carte sur fond blanc), il est possible d’enlever la (ou les) couleur(s) de ce fond de la représentation du résultat de l’analyse.

  • Espace de couleurs de travail

La mesure des différences entre la couleur du pixel examiné et celles des groupes déjà trouvés dans l’image s’effectue en calculant la moyenne des différences des composantes des couleurs. Ces composantes diffèrent selon l’espace colorimétrique choisi, c’est-à-dire le moyen de définir informatiquement une couleur.

Dans l’outil, quatre espaces sont disponibles :

  • YUV : ce système sépare luminance (Y) de chrominance (U et V), il est notamment utilisé pour la télévision. Les trois composantes prennent des valeurs entre 0 et 255.
  • HSL : Teinte (sur 360), saturation et luminosité (sur 100).
  • CieL*a*b* et CieL*u*v : modèles établis pour mieux prendre en compte les spécificités de la vision humaine des couleurs. Composantes entre 0 et 255. Les calculs sont plus longs dans ces espaces (mais plus justes).
  • Luminosité min et max

On peut ici réduire l’intervalle de travail lorsque l’on veut restreindre la représentation à une partie seulement de l’image du point de vue de sa luminosité, pour la rendre plus lisible.

  • Contours des cercles

Les cercles colorés de la représentation en 2D peuvent être dessinés avec un contour de luminosité contrastée, pour mieux les distinguer lorsqu’ils sont très clairs ou superposés à d’autres cercles.

  • Libellés des axes

Ce paramètre permet de gérer l’affichage du libellé des axes sur la représentation en 2D.

  • Taille des symboles

On peut ici choisir un pourcentage de modification de la taille des symboles.

  • Axes en 2D

Dans la représentation en 2D, il faut choisir lesquelles des 3 composantes seront réparties sur les 2 axes disponibles (la troisième étant perdue).

  • Type d’analyse

On détermine ici entre une analyse de toute l’image ou seulement des points d’une ligne (a dessiner sur l’image par deux clics sur ses extrémités).

  • Couleur (de référence) du groupe

Cet important paramètre permet de sélectionner quel sera l’indicateur statistique pour calculer la différence de couleur entre le pixel en cours d’analyse et les groupes de couleurs déjà formés précédemment : la moyenne ou la médiane des groupes. L’utilisation de la médiane allonge un peu le temps d’analyse.

  • Opacité

On peut ici choisir d’utiliser des symboles transparents, avec une opacité inférieure à 1.

Fonction du remplacement de la couleur

Avec le panneau n°4, l’outil propose une fonction de remplacement de tout un groupe de couleurs par une couleur choisie.

  1. cliquer sur le bouton “choix de la couleur”
  2. cliquer dans la représentation en 2D sur le groupe de couleurs à remplacer
  3. choisir la couleur de remplacement en cliquant dans le rectangle (dont la valeur par défaut est “ffffff”, soit blanc).
  4. cliquer sur le dernier bouton “remplacer la couleur” pour obtenir une image PNG du résultat.

Exportation de la représentation

Le panneau n°5 permet enfin d’exporter la figure résultat de l’analyse sous la forme de :

  • fichiers PNG (pixel) ou SVG (vecteurs) pour l’analyse en 2D
  • fichier PNG pour l’analyse en 3D.

 

 

Exemple commenté d’utilisation : Van Gogh, Fritillaires dans un vase en cuivre, 1887

Image

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Fritillaires 1887

Van Gogh, Fritillaires, 1887

Ce tableau est une œuvre de V. Van Gogh (1853-1890) réalisée en 1887 à Paris, alors que le peintre étudie les idées néo-impressionnistes de Paul Signac (1863-1935), notamment en ce qui concerne sur la couleur.
On peut en trouver une reproduction numérique de bonne qualité sur le site Wikipedia Commons. Cette peinture est exposée au Musée d’Orsay à Paris, qui en fait une présentation commentée.

Cette œuvre est particulièrement intéressante ici pour son utilisation des contrastes et des oppositions de couleurs, que nous allons pouvoir analyser et représenter visuellement avec l’outil de synthèse.

A première vue, le contraste coloré voulu par l’auteur se divise donc en deux applications :

  • un contraste de luminosité, entre des fleurs éclatantes, le reflet du vase et les ombres ;
  • un contraste de teinte, entre des rouges-orangés et des bleus-violacés.

L’analyse de l’image avec les paramètres par défaut, HSL en en 2D, nous donne le résultat suivant :

Analyse VVG Fritillaires 1

Analyse avec les paramètres par défaut

La disposition angulaire des couleurs indique la présence d’une opposition orangés / bleus de saturations assez variées, ainsi que l’utilisation de verts moins diversifiés, dont la saturation maximale reste à un niveau moyen. La dimension des symboles et leur confusion centrale (superposition) ne permet pas d’aller bien plus loin dans l’analyse, il faut donc affiner les paramètres de la représentation.

Nouveaux paramètres :

  • Écart d’échantillonnage 40 (pour prendre en compte plus d’échantillons)
  • Seuil de différence entre groupes : 10 (pour des groupes de couleurs plus précis)
  • Espace de travail : CieL*a*b (pour une meilleure prise en compte de la perception visuelle)
Analyse VVG Fritillaires 2

Analyse avec des paramètres plus adaptés

Par rapport à la représentation précédente, on obtient une image plus précise, plus lisible, mais il reste tout de même un grand nombre de superpositions au centre de la figure (beaucoup de couleurs peu saturées). On voit par exemple que la ligne d’oppositions principales orange / bleu se complète certes d’un groupe de verts moyens mais aussi d’une ligne de jaunes de saturations variées, qui ne se retrouve pas dans la teinte opposée (les bleu-verts). Cependant, les différences de luminosité sont masquées par le type de représentation qui, par défaut, présente la saturation sur le second axe.

Pour aller plus loin, on peut donc regarder comment cette répartition des teintes se réalise quand on prend en compte la luminosité à la place de la saturation des couleurs.

Analyse VVG Fritillaires 2

Analyse en mode HLS

La dispersion des couleurs sur l’axe de la luminosité semble aussi assez réduite, mais comme elle se trouve dans un intervalle autour de valeurs moyennes, on obtient un anneau de teintes qui permet de les distinguer plus facilement. Cela peut être le résultat d’une photographie trop peu contrastée de l’œuvre. Cette nouvelle figure montre, de plus, qu’il existe un “pont” une liaison entre les bleus et les verts ainsi que quelques teintes violacées, auparavant perdues dans la superposition des couleurs.

Comment faire pour éviter ces superpositions qui gênent la lecture ? Deux solutions :

1. Réduire la taille des symboles (mais ils risquent d’être très petits)

Analyse VVG Fritillaires 3ter

Réduction des symboles à 4%

2. Utiliser la transparence (mais les couleurs vont se mélanger)

Analyse VVG Fritillaires 3bis

3. Utiliser la représentation en 3D

 

Analyse VVG Fritillaires HLS 3D

3D HSL vue de dessus

La représentation 3D par défaut vue de dessus correspond à l’image 2D, pour en faciliter l’utilisation.

Analyse VVG Fritillaires HLS 3D

3D HLS vue de côté

En faisant pivoter cette représentation selon l’axe des X on obtient une meilleure lisibilité des 3 composantes colorées :

  • la teinte est comme précédemment matérialisée par l’angle
  • la luminosité par la distance horizontale à la ligne centrale
  • la saturation par la position verticale sur l’axe Z (en bleu, vertical ici)

La représentation complémentaire en HSL apporte des précisions utiles :

Analyse VVG Fritillaires HSL 3D

Analyse 3D HSL (zoom)

On peut ici faire des remarques supplémentaires :

  • les rouges sont généralement moins denses et moins lumineux que les jaunes, formant un gradient en éventail.
  • les bleus sont plus isolés dans les teintes, on voit peu de teintes intermédiaires vers les verts et les violets.
  • les verts se lient aux rouges par les densités et luminosités faibles, ils s’étendent peu vers les fortes luminosités mais varient quelque peu de teinte.
  • un violet nettement délimité, présent en trois valeurs de luminosité non dégradées.
  • une forme en cône inversé sur la représentation HSL, qui indique une relation entre faible saturation et faible luminosité. Plus la couleur est claire, plus elle sera dense, dans ce tableau. Le contraste de luminosité annoncé est donc bien lisible et se double d’un contraste de densité qui est lié.

Le fait de visualiser les trois composantes colorées en même temps, à l’aide d’une interface utilisateur qui permet de varier l’angle et la position de l’observation de manière précise et interactive, offre donc un moyen plus complet pour l’analyse des proportions et des relations colorées d’une image.

 

Outil de synthèse colorée d’une image : version 2

État

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L’outil d’analyse et de représentation synthétique des couleurs d’une image a profité d’une nouvelle session de développement pour améliorer l’interface utilisateur et corriger les derniers bugs d’affichage. De manière moins visible, le code source a été rationalisé et optimisé, pour une compréhension et une réutilisation plus simple.

La nouvelle adresse de l’outil est désormais :

http://www.geotests.net/couleurs/v2/

Les principales modifications fonctionnelles sont :

  • Modification du mode de calcul des groupes de couleur : plus précis, évite les doublons, mais plus gourmand en temps de calcul (attention aux images de grande taille).
  • Amélioration de la visualisation 3D : plus lisible et munie d’un panneau de commande pour les déplacements et rotations de camera.
  • Ajout d’un export de la représentation 2D au format vectoriel SVG.
  • Ajout d’un export PNG (raster) de la représentation 3D.

Une nouvelle version de la page d’aide à l’utilisation est en cours de rédaction et sera disponible dans la journée.