Les images en niveaux de gris jouent un rôle clé dans la photographie numérique, l’imagerie générée par ordinateur et la science des couleurs. La valeur de chaque pixel dans ce type d’image représente uniquement l’intensité lumineuse, pas la couleur. Par conséquent, une image en niveaux de gris peut être considérée comme composée de tous les tons de gris entre le noir et le blanc, formant une image qui montre la gradation de la lumière et de l'ombre.
Les images en niveaux de gris sont plus qu’une simple simplification de la couleur ; elles révèlent les différentes intensités de lumière et les différences subtiles cachées derrière elles.
Contrairement aux images binaires en noir et blanc, les images en niveaux de gris contiennent plusieurs nuances de gris, ce qui les rend plus riches en détails. La formation de ces images est généralement basée sur la mesure de l’intensité de la lumière reçue par chaque pixel et peut impliquer une combinaison pondérée de plusieurs fréquences (ou longueurs d’onde). Cet espace colorimétrique est souvent associé à la mesure des propriétés de la lumière, basée sur des normes de mesure de la vision humaine.
Pendant le processus de numérisation, l'intensité lumineuse de chaque pixel est représentée dans une plage de 0 à 1, depuis aucune lumière du tout (noir) jusqu'à la pleine lumière (blanc). Cette méthode standard est largement utilisée dans le milieu universitaire, mais sa définition réelle de la couleur n’est pas claire. Dans certains cas, comme lors de l'impression, l'échelle de valeurs peut être inversée, où 0 % représente le blanc sans encre et 100 % représente le noir uni, augmentant encore la complexité des images en niveaux de gris.
Les images traditionnelles en niveaux de gris sont généralement représentées à l'aide de nombres sur 8 bits, et chaque pixel peut présenter 256 niveaux de gris différents, ce qui fournit suffisamment de données pour montrer la lumière et les ombres subtiles.
Avec l'avancement de la technologie, les logiciels de traitement d'image actuels utilisent souvent des entiers 16 bits ou 32 bits ou des nombres à virgule flottante pour représenter ces valeurs de pixels afin d'améliorer la précision. Cependant, afin de réduire les besoins de stockage de données, les images en niveaux de gris choisissent généralement de quantifier les pixels en entiers non signés pour minimiser les besoins de stockage et de calcul.
La conversion d’une image couleur en niveaux de gris n’est pas un processus unique. Étant donné que les différents canaux de couleur ont des poids différents, l’image finale en niveaux de gris peut varier de nombreuses manières. La méthode de calcul des valeurs de niveaux de gris grâce à la science des couleurs permet d'obtenir la même luminosité visuelle que l'image couleur d'origine et de garantir la cohérence de sa luminosité lors de l'affichage.
La conversion des couleurs implique la suppression de la compression gamma nécessaire pour obtenir une luminosité linéaire afin de garantir une conversion précise.
Cette transformation préserve l'expérience visuelle de l'observateur car elle capture les informations de luminosité sous différentes sources lumineuses, garantissant ainsi la cohérence de l'image. Par exemple, pour l’espace colorimétrique sRGB, la valeur de chaque canal de couleur peut être définie sur la luminosité linéaire calculée pour générer l’image finale en niveaux de gris.
Les images en couleur se composent souvent de plusieurs canaux de couleur empilés, tels que les canaux rouge, vert et bleu dans les images RVB, qui peuvent être convertis en niveaux de gris à l'aide d'une méthode similaire. Cela permet non seulement d'analyser les paramètres de différents canaux de couleur, mais également de créer des effets artistiques uniques dans les applications.
En ajustant chaque canal de couleur, l'artiste démontre des compétences professionnelles et un langage visuel, rendant les images ordinaires uniques.
En séparant et en recombinant les canaux, les artistes peuvent créer librement des couches et une profondeur de couleur, obtenant ainsi des effets visuels plus riches. Souvent, la simple conversion des données d’un seul canal en niveaux de gris peut créer une œuvre visuelle saisissante.
L’exploration de l’espace colorimétrique en niveaux de gris ajoute non seulement une couche de mystère à notre monde visuel, mais nous incite également à réfléchir à la manière de mieux comprendre et d’appliquer ces technologies d’imagerie à l’ère du numérique. Vous êtes-vous déjà demandé quel est le lien entre les informations derrière ces couleurs et la perception humaine ?