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  • L’image numérique 2 – Les couleurs

    Dans la première partie, nous avons traité de la taille d’une image, mais que serait une image sans la couleur ?

    L’œil humain est composé de cônes et de bâtonnets, qui perçoivent respectivement les couleurs primaires (rouge, vert et bleu) et la luminosité. Nous pouvons percevoir des couleurs allant du rouge au violet.
    spectre

    Nous distinguerons deux systèmes différents de représentation, le fonctionnement d’un écran et celui d’une imprimante. L’écran fonctionne en mélangeant pour chaque pixel 3 lumières de couleurs différentes (rouge vert et bleu, choix basé sur l’œil) qui s’éclaircissent ou s’assombrissent. C’est la synthèse additive. Sur un papier, le fonctionnement est « contraire », la base est blanche et le mélange des encres assombrit le résultat en absorbant la lumière, c’est la synthèse soustractive.

    La synthèse additive (RVB)

    lumiereC’est le principe du mélange de lumières de différentes couleurs. Les couleurs primaires sont le rouge, le vert et le bleu (RVB, ou RGB – Red Green Blue).

    Une personne dotée d’une bonne acuité visuelle perçoit entre 150 et 200 nuances différentes de la même teinte, et un contraste de 1:10000 environ entre une journée très ensoleillée et une nuit de pleine lune. Pour coder une image RVB, on utilise des pixels dont la couleur est codée grâce à 3 valeurs de 1 octet : les couleurs primaires. Pourquoi 1 octet par couleur ? Parce que 1 octet = 8 bits soit 256 valeurs (7 auraient été insuffisants car 128 valeurs différentes d’une même teinte sont discernables).

    On parle dans ce cas d’image 24bits (3×8) ou « couleurs vraies » (TrueColor) car le nombre total de couleurs dépasse les 16 millions. C’est le cas pour les appareils photo les plus répandus. Le format d’image le plus répandu – JPEG – est de ce type.

    Sur certaines images on ajoute également un octet supplémentaire par pixel pour la transparence (images 32bits). On peut citer le format PNG ou JPEG2000 par exemple.

    La synthèse soustractive (CMJN)

    encreC’est le principe des encres sur du papier. Dans ce système, les couleurs primaires sont le cyan, le magenta et le jaune, auxquelles on ajoute le noir, qui est plus facile à obtenir (CMJN, ou CMYK – Cyan Magenta Yellow Black). Chaque pixel est donc caractérisé par 4 valeurs de 1 à 100, par exemple pour obtenir du bleu primaire, on mélangera cyan, magenta et pas de jaune, et éventuellement du noir pour l’assombrir. Les images dans ce mode ne peuvent être directement affichées, et sont converties en RVB pour la visualisation.

    Avant d’envoyer une photo (ou tout autre document) à un imprimeur, il est préférable de la passer dans ce mode.

    Les images en niveaux de gris

    Ce sont les images abusivement appelées « en noir et blanc », chaque pixel est codé sur un octet, de 0 pour le noir à 255 pour le blanc. Elles sont moins volumineuses (elles prennent moins de place sur un disque, et se chargent plus vite sur internet).

    pict_gris pict_gris2

    Exemples d’images en niveaux de gris, il faut fréquemment changer les contrastes par rapport à la couleur pour obtenir un résultat harmonieux.

    Les images en couleur indexées

    Toujours dans le but de prendre moins de place, on peut créer des images auxquelles on attache une palette de couleurs et chaque pixel désigne une couleur dans cette palette. Ces images possèdent des couleurs moins variées (entre 2 et 256), et sont adaptées pour des dessins ou des logos, mais rarement pour des photos. C’est ici que nous trouverons les vraies images « en noir et blanc », avec une palette de deux couleurs, noir et blanc.

    pict_64c pict_64c_tramage

    Images en 64 couleurs indexées, la seconde utilise le tramage.

    Cas particulier : le RAW et le HDR

    Nous l’avons vu un peu plus haut, l’œuil humain perçoit un contraste maximal de 1:10000 environ, une image RVB – ainsi qu’un écran ou un appareil photo sortant une image jpg – ne peuvent transcrire que 1:256 (un octet), certaines images peuvent être codées en RAW (quelquefois appelé « négatif numérique ») ou en HDR (High Dynamic Range) pour gagner en dynamique (différence entre les zones claires et sombres). Par contre, on ne peut les visualiser directement, il faut les convertir.

    Le RAW est directement produit par certains appareils, le HDR est le résultat de l’assemblage de plusieurs photos prises à des expositions différentes. Ces formats feront l’objet d’articles futurs. Le codage d’un pixel peut alors monter à 12 (4096 valeurs), voire 16 (65536 valeurs) bits par couleur, entrainant une taille très important, mais une dynamique très supérieure.

    régie HDR, un autre essai (3) Auch

    Exemples de HDR, avec rendu réaliste ou non…

    Dans les images ci-dessus, il est impossible de rendre en une seule prise de vue la différence entre les zones claires et les zones sombres. Le HDR fera l’objet d’un article à part entière.

    A suivre


  • L’image numérique 1 – Le principe

    On désigne sous le terme image numérique toute image créée, traitée ou enregistrée sous forme d’une suite de 1 et de 0. cela comprend aussi bien une photographie prise avec un appareil photo numérique, une image dessinée directement sur un ordinateur, un document numérisé grâce à un scanner qu’une image modélisée en 3D (image de synthèse). Elles peuvent être enregistrées sur un disque dur, un CD, une clé USB ou tout autre support numérique.

    Commençons par parler un peu de l’image numérique en général, cela nous aidera à mieux comprendre la photographie numérique.

    Tout d’abord il existe deux grandes catégories d’images numériques : les images vectorielles et les images matricielles

    L’image vectorielle

    La première catégorie nous intéresse peu pour la photo proprement dite. Le principe de ces images est de décrire des formes géométriques qui composent une forme complexe, par exemple « tracer une droite entre deux points » ou tracer un cercle » etc… Cela peut se comparer, dans le principe, à la modélisation 3D.
    flag
    Dans l’image ci-dessus vous voyez le drapeau ET les élément unitaires qui le compose.

    Les logos, le dessin technique et le principe des animation en flash reposent tous sur ce mode de dessin. L’intérêt de ce genre d’image repose sur le fait que l’on peut les afficher en très grande taille sans perte de qualité.

    L’image matricielle

    Pour ce type d’image, une matrice (d’où le nom) de points de différentes couleurs compose l’image.

    Définition

    La première qualité d’une image est sa définition, c’est à dire le nombre de points (aussi appelés pixels) de couleur qui la compose en hauteur et en largeur. Par exemple : 800×600, 1280×1024 ou 720×576.

    Pour un capteur d’appareil photo, c’est exprimé en méga pixels (millions de pixels). Ainsi un appareil 8MP peut produire des images de 3456×2304 (7962624px) et un 12MP 4272×2848 (12166656px)

    Résolution

    C’est le nombre de pixels par unité de mesure. La résolution est définie au moment de la numérisation et sert au moment d’afficher ou d’imprimer l’image. Elle est le plus souvent exprimée en pixels par pouce (ppp ou dpi – dots per inch), un pouce mesure 2,54cm. Cette caractéristique va définir la « finesse » de l’image et, combinée à la définition, la taille en centimètres de l’image.

    Une image valant de longs discours, regardez les images suivantes :

    pict01 pict02 pict03

    Les trois images ont des résolutions différentes, la première est une image 100×100 en haute résolution, la seconde 30×30 en moyenne résolution et la troisième 10×10 en très basse résolution, elles font la même taille en centimètre.

    A titre indicatif, la résolution correcte pour les impressions « pro » (très bonne imprimante photo ou magazine) doit être voisine de 300dpi (càd 300 pixels pour 2,5cm, soit 1200px pour 10cm), soit 30cm x 20cm (A4 environ) avec un appareil 8MP. Pour une affiche vue de plus loin, on se contente courrament de 150dpi (A3 ou 40cm x 60cm pour 8MP). Pour un affichage « écran » (site web par exemple) on néglige souvent la résolution car on affiche un pixel de l’image pour un pixel écran. Dans ce cas là, la résolution est celle de l’écran (entre 70dpi et 100dpi).

    A suivre