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Chaine colorimétique, épisode 3

Juin 30, 2026

De quoi le Gamma est-il le nom ?

Après mon dernier article en deux parties sur les espaces colorimétriques publiées dans les lettres n° 191 (septembre 2025) et 192 (février 2026), il m’a semblé logique de continuer cette série dédiée à la couleur avec le « gamma ». Indispensable et fidèle compagnon du gamut pour tous les techniciens de l’image, ce dernier a une importance primordiale dans le rendu final des images.

Bien qu’en apparence le sujet peut sembler plus simple à expliquer que les espaces colorimétriques, nous allons voir qu’il peut s’avérer plus subtil à appréhender qu’il n’y paraît.

La première chose que l’on remarque quand on veut en donner une définition, est que le terme « gamma » est utilisé depuis très longtemps et que malheureusement son sens peut varier suivant la technologie, le contexte et l’usage. C’est ce que l’on pourrait appeler un mot fortement polysémique ou plus simplement « fourre-tout ».

Notre première difficulté va donc être de spécifier « le gamma » qui nous intéresse avant de pouvoir le définir.

Un peu d’historique…

Dans la plupart des ouvrages dédiés au sujet, deux origines reviennent invariablement. Nous retrouvons la plus ancienne en sensitométrie photographique datant de 1890. Ferdinand Hurter et Vero Charles Driffield utilisent alors le terme « gamma » pour caractériser la portion linéaire de la courbe densité/exposition logarithmique. Notons que plusieurs termes étroitement liés seront également utilisés en sensitométrie pour décrire plus ou moins la même chose (contraste, pente…).

La deuxième origine, très souvent utilisée comme référence, bien que plus récente, apparaît avec le début de la télévision CRT (tube cathodique). Le gamma y est alors décrit comme la valeur de l’exposant d’une fonction de puissance décrivant la relation entre la tension du canon à électron et la luminance (ou l’intensité de lumière générée). Le gamma est donc directement corrélé aux spécifications techniques du tube cathodique.

Là où ça devient intéressant, c’est que nativement la télévision cathodique, tout comme le système visuel humain, est non linéaire. C’est-à-dire qu’elle ne restitue pas de façon homogène la luminance dans les zones sombres, d’une part, et les zones très lumineuses, d’autre part. L’utilisation d’une correction gamma spécifique sur une image permet donc de compenser la non linéarité du tube cathodique afin de restituer une reproduction correcte de l’intensité lumineuse de cette image.

▲ Characteristique curve photographic film

L’autre avantage est l’optimisation des valeurs dans les zones que nous voyons le mieux pour leur donner plus de place dans la bande passante. Avons-nous trouvé une définition pérenne du gamma ? Pas vraiment. Au fil du temps, on constate que le terme gamma est réutilisé et adapté aux spécificités physiques du matériel pour décrire à peu près la même caractéristique, mais de façon différente, avec d’autres équations. Aujourd’hui nous n’utilisons plus d’écrans à tube cathodique. De nouvelles technologies comme l’OLED, QLED, Mini-Led, etc. les ont remplacés et les capteurs des caméras ne fonctionnent plus de la même façon. Alors pourquoi continuer à utiliser des corrections spécifiques de contraste au lieu d’utiliser un flux d’image intégralement linéaire ?

En fait, les gamma servent maintenant principalement à l’optimisation du codage des données et de la bande passante. Utiliser des images linéaires est possible mais provoquerait une augmentation significative de la profondeur de bits pour éviter tout problèmes de « color banding » (effets de bandes) dans les dégradés à la diffusion. Le poids des fichiers vidéo les rendrait intransportables et la plupart des écrans seraient incapables de gérer la restitution de ces images. Le principe général repose donc sur le fait de pré-compenser le gamma avec un encodage inverse à celui du décodage de l’écran. L’image décodée devient alors parfaitement linéaire en diffusion. Par exemple, nous pouvons encoder une image avec un gamma de 1/2.2 (≈ 0,45) pour une valeur de décodage écran de 2.2. Au final nous retrouvons donc bien une image linéarisée.