Actualité : Delta E : que signifie vraiment cette mesure utilisée dans nos tests de TV, vidéoprojecteurs, smartphones et PC portables ?

Le delta E est omniprésent dans nos tests de téléviseurs, moniteurs et vidéoprojecteurs, mais aussi sur les smartphones et les ordinateurs portables. Derrière cette valeur se cache une mesure colorimétrique assez complexe, qui permet d’évaluer l’écart entre une couleur affichée et celle qu’elle devrait réellement être. Voici comment elle fonctionne et, surtout, comment l’interpréter !

Lorsque nous mesurons un téléviseur ou un moniteur au laboratoire, certaines valeurs sont relativement faciles à comprendre. Une luminosité de 1000 cd/m² est supérieure à une luminosité de 500 cd/m², mais avec le delta E, les choses sont un peu moins intuitives.

Cette valeur, que nous indiquons systématiquement dans nos mesures de colorimétrie, ne représente ni une couleur, ni une luminosité, elle quantifie en fait une distance entre deux couleurs : celle que l’écran devrait afficher et celle que nous mesurons réellement.

En l’occurrence, un delta E de 1 est meilleur qu’un delta E de 5. Dans nos tests, nous considérons généralement qu’en dessous de 3, les couleurs sont suffisamment précises pour que les dérives deviennent difficiles à percevoir dans des conditions normales d’utilisation, même si on préfère un delta E inférieur à 2 pour un résultat optimal.

Le delta E mesure une différence entre deux couleurs

Pour mesurer la fidélité des couleurs d’un écran ou d’un vidéoprojecteur, nous affichons une série de mires dessus via un boîtier spécialisé.

Nous plaçons ensuite nos instruments de mesure devant la dalle – un spectroradiomètre et un colorimètre – instruments qui vont analyser le spectre de la lumière émis par l’écran. Il suffit alors de comparer la couleur demandée avec celle effectivement affichée.

Si les deux couleurs sont parfaitement identiques, le delta E est théoriquement égal à 0, et plus elles s’éloignent l’une de l’autre, plus sa valeur augmente.

Le principe peut paraître évident, mais mesurer cette différence est plus compliqué qu’il n’y paraît. On ne peut pas simplement comparer les valeurs de rouge, de vert et de bleu, car notre œil n’est pas sensible de la même manière à toutes les variations de couleur.

Une mesure qui cherche à reproduire notre perception des couleurs

Pour comprendre le delta E, il faut s’intéresser brièvement à la manière dont les couleurs sont représentées en colorimétrie.

La Commission internationale de l’éclairage (CIE) a développé différents espaces permettant de représenter mathématiquement une couleur. Parmi eux se trouve notamment l’espace CIELAB, dans lequel une couleur est définie selon trois axes.

Le premier, L*, représente sa clarté. Les deux autres, a* et b*, représentent grossièrement des axes allant du vert au rouge et du bleu au jaune. Chaque couleur peut ainsi être placée à un endroit précis dans un espace en trois dimensions.

C’est une simplification, car les formules modernes de delta E sont plus sophistiquées, mais au moins, vous aurez le principe.

Pourquoi existe-t-il plusieurs delta E ?

La première formule largement utilisée, le ΔE76, date de 1976. Elle calculait assez simplement la distance entre deux couleurs dans l’espace CIELAB.

Le problème, c’est que notre vision ne fonctionne pas de manière parfaitement linéaire. Ainsi, deux couleurs séparées par une même distance mathématique peuvent nous sembler très proches dans une partie du spectre et nettement différentes dans une autre.

Les méthodes de calcul ont donc progressivement évolué pour mieux correspondre à notre perception. Après le ΔE76 sont notamment apparus le ΔE94 puis le CIEdE2000, ou ΔE2000, qui tient davantage compte de notre sensibilité aux variations de luminosité, de saturation et de teinte.

Dans tous nos tests, nous utilisons le ΔE2000 qui est aujourd’hui une norme reconnue et la plus utilisée dans les mesures d’écrans, en tout cas en SDR.

Quelle est la limite pour des couleurs “parfaites” ?

Dans nos tests, nous considérons généralement qu’un delta E inférieur à 3 témoigne d’une bonne fidélité colorimétrique, avec des dérives difficiles à distinguer à l’œil nu dans des conditions normales d’utilisation. Un téléviseur qui affiche un delta E moyen inférieur à 3 peut donc être considéré comme fidèle.

Sous un delta E de 2, la précision devient excellente et des valeurs proches de 1 témoignent d’écarts particulièrement faibles.

Attention toutefois, un delta E de 2,9 ne signifie pas qu’une erreur est invisible alors qu’elle deviendrait soudainement évidente à 3,1. Notre sensibilité varie suivant la couleur concernée, la luminosité de l’image, les conditions d’observation et même d’une personne à l’autre.

Attention au delta E moyen

Il existe une autre subtilité importante dans nos tests : nous parlons généralement de delta E moyen en SDR ou en HDR, mais nous mesurons de nombreuses couleurs. Une série de mires est affichée successivement à l’écran et notre logiciel calcule une erreur pour chacune d’elles. Le résultat correspond ensuite à la moyenne de ces différentes valeurs.

Prenons un exemple simplifié. Un écran présente des delta E de 1, 1,5, 2, 2,5 et 3 sur cinq couleurs et son delta E moyen est donc de 2.

Un autre écran affiche des valeurs de 0,5, 0,5, 1, 1 et 7. Son delta E moyen est également de 2 alors qu’une des couleurs présente une dérive très importante. Le graph ci-dessous est un exemple frappant. Le delta moyen du Sony Bravia 9 II en SDR est de 2,0 ce qui est excellent, mais on voit une grosse dérive du rouge est des nuances associées.

C’est pour cette raison qu’il ne faut pas s’arrêter simplement à la moyenne et qu’il ne faut pas hésiter à regarder nos graphiques qui permettent de repérer certaines erreurs plus marquées.

Pourquoi mesure-t-on séparément le SDR et le HDR ?

Dans nos tests, nous indiquons généralement un delta E en SDR et un autre en HDR. Un même téléviseur peut d’ailleurs obtenir des résultats très différents dans ces deux situations.

En SDR, les contenus utilisent généralement l’espace colorimétrique Rec.709 et une courbe gamma classique. Avec le HDR10, les références changent, notamment avec l’utilisation d’un conteneur Rec.2020 (le plus grand espace colorimétrique disponible actuellement) et d’une courbe de transfert PQ à la place du gamma (une manière différente de mesurer la luminosité des niveaux de gris, pour faire simple).

Les instruments de mesure ont aussi leur importance

Le delta E est aussi dépendant de la précision des instruments utilisés et une erreur de mesure peut donc se répercuter sur le delta E.

C’est particulièrement important avec les technologies d’affichage comme l’Oled et le QD-Oled ou encore avec les vidéoprojecteurs laser qui n’émettent pas tous la lumière de la même manière et qui peuvent présenter des caractéristiques spectrales très différentes.

Dans notre laboratoire, nous utilisons ainsi un spectroradiomètre Jeti Specbos 2511 Hi-Res, capable d’analyser très précisément le spectre lumineux, associé à un colorimètre Klein K10-A particulièrement rapide. Cette combinaison nous permet de profiter de la précision spectrale du premier et de la rapidité du second pour multiplier les relevés.

Cette précision devient particulièrement importante lorsque l’on commence à comparer des écrans dont le delta E descend autour de 1 ou 2 et surtout pour certaines technologie comme les triples laser des vidéoprojecteurs qui ne peuvent être mesurés précisément que par un spectroradiomètre.

Spectrographe

Le delta E, un indicateur précieux, mais qui ne fait pas tout !

Le delta E constitue l’un des meilleurs moyens de résumer simplement la fidélité colorimétrique d’un écran. Plus il se rapproche de zéro, plus les couleurs mesurées correspondent aux couleurs de référence.

Cela dit, ce chiffre ne doit jamais être regardé tout seul. Nous l’avons vu, une moyenne peut masquer une erreur importante sur une couleur précise et le delta E ne donne pas d’information sur le gamma, le contraste, ni sur l’étendue du gamut ou encore sur le respect de la courbe EOTF en HDR. Ces autres mesures sont pourtant très importantes pour savoir si un écran ou un vidéoprojecteur est vraiment fidèle.

C’est donc en croisant toutes ces mesures que l’on peut réellement déterminer si un téléviseur, un moniteur ou un vidéoprojecteur restitue une image fidèle à celle voulue par son créateur et c’est à ça que servent nos tests.

Envie de faire encore plus d’économies ? Découvrez nos codes promo sélectionnés pour vous.