1. L'image numérique
1 Notions de base
L'appareil photo argentique :
L'image est projetée sur une pellicule où sont déposées 3 couches d'émulsions chimiques : chacune réagit à une longueur d'onde différente : celle de la lumière rouge, bleue ou verte. En les superposant, on recompose toutes les couleurs.
L'appareil photo numérique :
Le principe est le même mais la pellicule est remplacée par un capteur CCD (Charged Coupled Device) composé de cellules photo-électriques (photosites), qui transforme la lumière en courant électrique qui, par conversion analogique/numérique, est ensuite codée en données numériques binaires.
Le capteur filtre chaque élément photosensible afin de décomposer la lumière en rouge, bleu et vert. Ainsi un capteur de 3 millions de pixels fournira en fait un fichier avec un million de pixels pour le rouge, un million de pixels pour le bleu et un million de pixels pour le vert.
Le développement est remplacé par l'enregistrement d'un fichier pour chaque photo dans la mémoire de l'appareil. On comprend de suite l'avantage : non seulement conserver, relire à souhait, recopier, imprimer mais aussi afficher sur n'importe quel écran, effacer, corriger, modifier et transmettre les fichiers avec la vitesse de l'électronique.
2. Définition d'une image numérique
On peut comparer une image numérique à une mosaïque composée de carreaux.
Chaque carreau a une couleur mais tous les carreaux ont une taille spécifique.
De même l'image numérique est comme une mosaïque de points, d'éléments de base appelés pixels (picture element).
2.1. Le pixel
Une photo numérique est donc constituée d'une matrice de millions de pixels colorés ; le pixel est l'unité de mesure de la qualité d'une image :
Ce schéma montre bien que la qualité de l'image dépend de sa finesse de découpage en pixels (= résolution). En pratique la photo devra comporter un minimum de pixels pour pouvoir être agrandie sans perte de qualité (on voit la mosaïque des pixels = pixelisation) :
(image pixelisée)
Les anciennes techniques permettaient d'obtenir des pixels de 5 à 10 micromètres de côté. Un pixel de 10x10 µm = 100 µm2 est encore 100 x plus gros qu'un grain de sel d'argent de 1 µm2. Un appareil reflex argentique réalise donc des images de meilleure définition qu'un ancien appareil numérique.
Actuellement les capteurs ont évolué et la taille des pixels approche 1,5 µm (voir le site les numériques).
2.2. L'information numérique
Dans le chapitre "Bases" nous avons vu que l'élément de base de l'information, le binary digit (bit), pouvait avoir comme valeur 0 ou 1 car il correspond au passage ou non d'un faible courant électrique.
Appliqué au pixel, ces valeurs correspondent au blanc (valeur 0) ou au noir (valeur 1). En utilisant avec un nombre à 2 bits on peut coder 4 valeurs différentes : 00, 01, 10 et 11, ce qui pourrait correspondre à noir, gris clair, gris foncé et blanc :
En utilisant un nombre à 3 bits on peut coder 8 informations différentes. Avec un nombre de 8 bits (= un octet), on peut coder 256 valeurs ou couleurs différentes. Un pixel codé sur un octet peut dès lors prendre 256 niveaux de gris ou 256 couleurs différentes. De même avec un pixel codé sur 2 octets on peut représenter 65536 couleurs ; avec 3 octets on obtiendrai 1677726 couleurs différentes. En réalité on réserve certains valeurs pour d'autres caractéristiques comme la brillance, le scintillement...
Définition : 3. Caractéristiques de l'image numérique
La qualité de l'image dépend plusieurs éléments : définition, résolution, taille de l'image, poids de l'image, nombre de couleurs et taux de compression.
Définissons ces termes.
3.1. La définition
C'est le nombre de pixels que comporte l'image numérique.
Les premiers appareils, d'une définition de 307200 pixels, prenaient des photos de 640 x 480 pixels. Un appareil qui prend des photos de 1600 x 1200 pixels a une définition de 1920000 pixels : en pratique on parle de 2 mégapixels ou 2 Mpix.
Actuellement on distingue plusieurs catégories d'appareils :
- les bas de gamme : 3 à 5 Mpix
- les appareils familiaux : 6 à 8 Mpix
- les appareils professionnels : 9 à 24 Mpix ou même plus.
3.2. La résolution
C'est le nombre de pixels répartis par pouce (soit 2,54cm), l'unité est appelée dpi (dot per inch) ou ppp (point par pouce). Plus les pixels sont nombreux, plus l'image est précise ( finesse de l'image). La résolution de l'image dépend de la résolution de l'appareil photo (ou du scanner).
En agrandissant une photo on ne peut augmenter son nombre de pixels (sa définition), c'est donc la taille des pixels qui augmente. S'il y a peu de pixel par pouce et qu'on agrandit l'image, les petits carreaux seront agrandit et pourront être visibles : on parle de pixelisation :
Pour la même dimension, une image de 600 dpi sera plus précise (fine) qu'une de 72 dpi ; l'impression d'une image de 10 x 15cm à 600 dpi sera de meilleure qualité qu'une image de 10 x 15 cm à 72 dpi.
Pour une photo destinée à être affichée à l'écran, une résolution de 96 dpi est suffisante ; par contre pour une photo destinée à être imprimée une résolution de 300 dpi est nécessaire et une résolution de 200 dpi est suffisante pour une imprimante à jet d'encre (image non agrandie).
3.3. La taille d'une image
La taille est exprimée en pixels et s'obtient en multipliant le nb de pixels/longueur et le nb de pixels/largeur : ex :
Canon Ixus 110 IS : 1280 x 960 px = 1,2 Mpx (capteur CCD d'environ 4,5x6 mm)
Nikon D5000 : 4280 x 2840 px = 12,3 Mpx (capteur CMOS de 15x23 mm)
On peut alors calculer l'agrandissement max de l'image, pour une résolution de 300 dpi par exemple : pour le Canon :
1280/300 = 4,27 pouces x 2,54 = 10,8 cm de largeur
960/300 = 3,2 pouces x 2,54 = 8.1 cm de hauteur ;
pour le Nikon :
4280/300 = 14,27 pouces x 2,54 = 36,2 cm de largeur
2840/300 = 6,45 pouces x 2,54 = 24.0 cm de hauteur.
(source : wikipedia)
3.4. Le nombre de couleurs
Plus l'image comporte de couleurs, plus la reproduction est fidèle et sa qualité est grande. La reproduction de l'image originale peut être réalisée avec un nombre variable de couleurs :
- en 2 teintes : noir et blanc
- en niveaux de gris (256, codage sur 1 octet)
- en 256 couleurs (codage sur 2 octets)
- en 16,7 millions de couleurs (codage sur 3 octets, la plus fidèle représentation de l'original).
3.5. Le poids d'une image
La poids d'une image est la place occupée sur un support de stockage ou dans la mémoire vive. Elle est exprimée dans un des multiples de l'octet : kilo-octets (Ko ou Kb en anglais) ou méga-octets (Mo ou Mb). Le poids dépend des critères définis ci-dessus mais aussi du taux de compression appliqué.
Pour l'obtenir le poids d'une image on multiple sa taille par la profondeur de couleur : par ex :
une image réalisée avec le Nikon D5000 en 24 bits/couche :
4280 x 2840 x 24 bits x 3 couches = 875.174.400 octets,
divisé par 1024 = 854.662 kilo-octets
divisé par 1024 = 534 méga-octets.
Le poids de l'image détermine aussi la taille du fichier dans lequel on placera l'image (document Word, présentation Powerpoint...) ; il est important de se soucier du poids de l'image en fonction de son usage futur pour ne pas réaliser un document trop lourd.
3.6. la compression
GIF | compression à 256 couleurs | enregistrement sans perte | accepte la transparence et permet l'animation | graphiques, logos, icônes, dessins, images web animées |
JPG ou JPEG | compression à 16 millions de couleurs | attention, à chaque enregistrement on perd de la qualité | n'accepte ni la transparence ni l'animation | photos |
PNG | compression non limitée en couleurs | enregistrement sans perte | accepte la transparence, la translucidité mais pas l'animation | graphiques, logos, icônes, dessins, dégradés, images web |
Lors de l'enregistrement au format jpeg ou png, le logiciel propose différents taux de compression : plus on compresse, plus on perd du poids mais plus on perd en qualité. Mieux vaut donc garder l'original et travailler sur une copie.
4. Image et traitement de texte
Lors de l'insertion d'une image dans un traitement de texte ou une présentation, l'image entière et ses informations sont stockées dans le document texte ou powerpoint : même si on réduit l'image (rognage, cadrage de la taille). L'image y conserve son poids.
Il faut donc utiliser un programme de traitement d'image pour réduire la résolution de l'image avant de l'insérer dans un texte ou une présentation.
Quel programme utilisé : XnView, gratuit, peut réaliser cette opération, entr'autres, sur plusieurs fichiers à la fois. Gimp également mais est plus compliqué.
Paint, Photofiltre peuvent aussi le faire avec plus ou moins de facilité.
5. En pratique
Vous l'avez compris, le rapport entre la définition et la résolution d'une image définit sa qualité. Les caractéristiques de l'appareil vous renseignent sur les définitions possibles avant de prendre les photos. Ce paramètre ajustable permet de réduire le poids des photos. Cependant si le poids est trop faible l'agrandissement sur papier ou sur écran donnera une pixelisation.
La résolution dépend de l'usage final de la photo :
But | Résolution suffisante |
|---|---|
affichage sur écran d'ordinateur (mail, page internet) | 72 ppp |
impression pour usage familial | 150 ppp |
impression via un imprimeur (affiche, couverture de DVD, catalogue) | 300 ppp |
Relation entre la résolution et la dimension de l'image :
Pour garder la même qualité, si je veux agrandir l'image, il faut augmenter sa résolution (et donc son poids)
Inversément, quand on veut une image de dimension plus petite, on peut réduire sa résolution et donc son poids.
6. Le stockage
L'appareil photo stocke les photos sur une carte mémoire : carte SD, compact flash, mémorystick, carte XD. Leur capacité, exprimée en Mo ou en Go est importante.
1 Go = 1024 Mo, 1 Mo = 1024 Ko.
Lecteur et exemples de cartes mémoire :
7. Importer ses photos
Le type d'appareil photo détermine sa résolution (600 x 800 px...) : le rapport hauteur/largeur est toujours le même pour les appareils numériques : 3/4.
Dans les appareils argentiques, le rapport est de 2/3.
Cette différence implique des formats différents lors du tirage :
Format traditionnel (2/3) | 10 x 15 | 13 x 18 | 15 x 23 | 20 x 30 | 30 x 45 |
Format numérique (3/4) | 9 x 13 et 11 x 15 | 13 x 17 | 15 x 20 | 20 x 27 | 30 x 40 |
Comment choisir la résolution de l'image :
Puissance du capteur | Résolution max (px) | Qualité estimée des tirages | ||||||
9x13, 10x13 | 10x15, 11x15 | 13x17, 13x18 | 15x20, 15x21 | 20x27, 20x30 | Photo d'identité | 15x38 | ||
< 1 Mpx | 960x720 | ++ | + | - | - | - | ++ | - |
1 Mpx | 1280x1024 | ++ | ++ | + | + | - | ++ | - |
2 Mpx | 1600x1200 | ++ | ++ | ++ | ++ | - | ++ | - |
3 Mpx | 2048x1536 | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ | + |
4 Mpx | 2280x1700 | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ |
Légende : ++ = excellent ; + = correct ; - = déconseillé
En savoir plus sur les sites suivants : wikipedia - les numériques -
