La revue du CFC, dans sa dernière livraison de décembre 2014, publie les actes des rencontres “Enseigner la Sémiologie Graphique” qui se sont déroulées en avril dernier à Montpellier.
La communication présentée par votre serviteur (L. Jégou) est disponible en ligne :
(avant de l’être directement sur le site du CFC).
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 :
Principe de l’analyse :
Description des paramètres
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).
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.
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.
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).
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.
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.
Ce paramètre permet de gérer l’affichage du libellé des axes sur la représentation en 2D.
On peut ici choisir un pourcentage de modification de la taille des symboles.
Dans la représentation en 2D, il faut choisir lesquelles des 3 composantes seront réparties sur les 2 axes disponibles (la troisième étant perdue).
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).
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.
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.
Exportation de la représentation
Le panneau n°5 permet enfin d’exporter la figure résultat de l’analyse sous la forme de :
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 :
L’analyse de l’image avec les paramètres par défaut, HSL en en 2D, nous donne le résultat suivant :
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 :
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 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)
Réduction des symboles à 4%
2. Utiliser la transparence (mais les couleurs vont se mélanger)
3. Utiliser la représentation en 3D
3D HSL vue de dessus
La représentation 3D par défaut vue de dessus correspond à l’image 2D, pour en faciliter l’utilisation.
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 représentation complémentaire en HSL apporte des précisions utiles :
Analyse 3D HSL (zoom)
On peut ici faire des remarques supplémentaires :
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.
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 :
Une nouvelle version de la page d’aide à l’utilisation est en cours de rédaction et sera disponible dans la journée.
Une fonctionnalité manquait à l’outil de synthèse colorée : la possibilité de sauvegarder la palette trouvée, la liste des couleurs et de leurs proportions,
Un petit lien est donc maintenant disponible sous la liste des 20 premières couleurs de la palette trouvée, à droite de l’outil :
Ce lien permet le téléchargement d’un fichier texte au format CSV (séparateur : point-virgule, lisible par un tableur), qui contient les valeurs des composantes des couleurs dans leur espace colorimétrique d’origine (YUV, HSL CIELab ou CIELuv), dans l’espace écran RVB, le nombre de pixels échantillonnés et l’encodage hexadécimal (HTML).
On utilise très souvent les gradients doubles en cartographie thématique, par exemple lorsque le phénomène à représenter présente des valeurs positives et négatives, ou qu’il existe un seuil utile dans ses valeurs (moyenne, indice 100, etc.).
L’outil de création de gradients pouvait être utilisé en deux fois pour créer une telle double progression, mais il est plus simple désormais d’utiliser un nouvel outil développé spécifiquement :
En français : http://www.geotests.net/couleurs/gradients_inflex.html
En anglais : http://www.geotests.net/couleurs/gradients_inflex_en.html
L’outil propose la modification d’une quatrième composante : la transparence, en plus des trois classiques, teinte, saturation et luminosité, suite à une idée de F. Bahoken. Cette fonction a aussi été ajoutée à l’outil de création de gradients d’une seule progression.
De nouveaux développements de cet outil ont été effectués, pour prendre en compte des idées intéressantes : la possibilité de rendre transparents les symboles de l’analyse (F. Bahoken) et le choix de la méthode de représentation des groupes de couleurs.
Rappel, les URLs de l’outil :
En français : http://www.geotests.net/couleurs/frequs_svg.html?l=fr
En anglais : http://www.geotests.net/couleurs/frequs_svg.html
Transparence dans les symboles de l’analyse
La transparence des symboles permet de visualiser leur plus ou moins grande superposition, dans le cas de réglages favorisant des groupes de couleurs proches. Elle produit en outre des visualisations qui ont un intérêt esthétique dans le mélange des couleurs.
Analyse de la carte avec un gradient jaune-vert.
La seconde modification de l’outil concerne la méthode selon laquelle les couleurs d’un même groupe sont représentés par une couleur et donc par un symbole unique. Auparavant c’est la moyenne des couleurs du groupe qui avait ce rôle représentatif, mais le risque existe que la couleur moyenne d’un groupe n’existe pas réellement dans l’image. On a donc ajouté la possibilité d’utiliser la couleur médiane, c’est à dire celle qui est représentée en plus grand nombre dans le groupe.
Dans certains cas, le résultat de l’analyse sera donc légèrement différent selon la méthode utilisée, surtout si on utilise des paramètre produisant un petit nombre de symboles sur l’analyse (ie. un seuil de regroupement important).
Dans tous les cas on conseille de faire varier légèrement les paramètres de seuil et de tester plusieurs espaces colorimétriques de calcul, l’algorithme d’analyse étant sensible et pouvant produire des résultats sensiblement différents dans les détails.
Une nouvelle version de l’outil de synthèse colorée d’une image a été mise en ligne.
Elle offre un rendu vectoriel du résultat, au format SVG. Cela signifie qu’il est désormais plus simple de réutiliser le résultat graphique de l’analyse, dans un logiciel de dessin comme Inkscape ou Adobe Illustrator©.
Toutes les fonctions de l’outil sont disponible, comme l’analyse le long d’une ligne et le remplacement d’une couleur, sans que cela influe notablement sur les temps de calcul.
Il est possible d’exporter l’analyse au format SVG en utilisant par exemple une extension de navigateur, comme “Save Canvas and SVG” sous Google Chrome ou “Export SVG” sous Mozilla Firefox.
Le format SVG est aussi compatible avec tous les navigateurs modernes, qui peuvent les afficher et offrir des fonctions d’exploration (zoom / pan).
La dernière mise à jour de l’outil de synthèse des relations et des proportions colorées ajoute une fonctionnalité intéressante pour analyser une partie d’une image au lieu de sa totalité : l’analyse le long d’une ligne.
Il suffit pour cela de choisir l’option appropriée dans le panneau de paramètres n°4, puis de cliquer aux deux extrémités de la ligne d’analyse dans l’image.
Tous les pixels composant la ligne sont pris en compte pour l’analyse, il n’y a pas d’échantillonnage. Cette analyse peut être utile pour par exemple étudier un dégradé dans une partie spécifique du tableau.
Par exemple, dans “Le triomphe de Bacchus” (1861), d’Eugène Delacroix (1798-1865), le ciel présente des teintes allant de l’orangé au bleu, en passant par la gamme des verts de manière presque ininterrompue, dans une saturation moyenne (analyse selon l’espace CIELuv avec un seuil à 2). Ce dégradé peut devenir un gradient de couleur intéressant à réutiliser dans une carte choroplèthe.
Si ce tableau possède d’une manière générale un caractère particulier dans l’utilisation des couleurs dans sa surface totale, le fait d’analyser uniquement le ciel permet d’isoler pour l’analyse cette partie bien distincte du tableau et d’en relever l’originalité.
Enfin, petit ajout technique à l’outil : une seule page HTML est désormais utilisée pour les versions anglaise et française de l’outil.
L’outil de synthèse colorée, qui permet de visualiser les relations et les proportions de couleurs dans une image, propose une nouvelle fonction en test : le remplacement d’une couleur (sur une idée de S. Christophe).
L’idée est de pouvoir tester visuellement le remplacement d’une couleur par une autre, par exemple dans un dégradé de couleurs sur une carte. Ci-dessous on a modifié la première classe pour lui donner une couleur plus foncée et plus mauve.
Le principe d’utilisation est assez simple : après avoir analysé une image selon la méthode habituelle, on peut
On peut aussi s’amuser à changer une couleur d’un tableau :
