Infographie. Image et informatique

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1 Infographie Image et informatique René Brou

2 Affichage d une image L image numérique est enregistrée par un capteur (camera ou photo) et affichée sur un écran (moniteur). Comme notre rétine,le capteur enregistre point par point le contenu de l image. Une électronique très sophistiquée transforme les informations de chaque point en fichier digital (succession de 1 et de 0 =bit). La lecture du fichier restitue rapidement l image sur le moniteur. La persistance rétinienne assure la continuité. 2

3 Notion de pixel Une image est constituée d'un ensemble de points appelés pixels (pixel est une abréviation de PICture ELement) Le pixel représente ainsi le plus petit élément constitutif d'une image numérique. L'ensemble de ces pixels est contenu dans un tableau à deux dimensions constituant l'image : Etant donné que l'écran effectue un balayage de gauche à droite et de haut en bas, on désigne généralement par les coordonnées [0,0] le pixel situé en haut à gauche de l'image, cela signifie que les axes de l'image sont orientés de la façon suivante: * L'axe X est orienté de gauche à droite. * L'axe Y est orienté de haut en bas, contrairement aux notation conventionnelles en mathématiques, où l'axe Y est orienté vers le haut. Y X 3

4 Définition et résolution On appelle définition le nombre de points (pixel) constituant l'image, c'est-à-dire sa "dimension informatique" (le nombre de colonnes de l'image que multiplie son nombre de lignes). Une image possèdant 640 pixels en largeur et 480 en hauteur aura une définition de 640 pixels par 480, notée 640x480. La résolution, terme souvent confondu avec la "définition", détermine par contre le nombre de points par unité de surface, exprimé en points par pouce (PPP, en anglais DPI pour Dots Per Inch); un pouce représentant 2.54 cm. La résolution permet ainsi d'établir le rapport entre le nombre de pixels d'une image et la taille réelle de sa représentation sur un support physique. Une résolution de 300 dpi signifie donc 300 colonnes et 300 rangées de pixels sur un pouce carré ce qui donne donc pixels sur un pouce carré. La résolution de référence de 72 dpi nous donne un pixel de 1"/72 (un pouce divisé par 72) soit 0.353mm, correspondant à un point pica (unité typographique anglo saxonne). 4

5 Codage de la couleur * Une image est donc représentée par un tableau à deux dimensions dont chaque case est un pixel. Pour représenter informatiquement une image, il suffit donc de créer un tableau de pixels dont chaque case contient une valeur. L ensemble de l image est une image bitmap.la valeur stockée dans une case est codée sur un certain nombre de bits déterminant la couleur ou l'intensité du pixel, on l'appelle profondeur de codage (parfois profondeur de couleur). Il existe plusieurs standards de codage de la profondeur : * bitmap noir et blanc: en stockant un bit (1 ou 0) dans chaque case, il est possible de définir deux couleurs (noir ou blanc). * bitmap 16 couleurs ou 16 niveaux de gris: en stockant 4 bits dans chaque case, il est possible de définir 24 possibilités d'intensités pour chaque pixel, c'est-à-dire 16 dégradés de gris allant du noir au blanc ou bien 16 couleurs différentes. * bitmap 256 couleurs ou 256 niveaux de gris: en stockant un octet (8 bits) dans chaque case, il est possible de définir 28 intensités de pixels, c'est-à-dire 256 dégradés de gris allant du noir au blanc ou bien 256 couleurs différentes. * palette de couleurs (colormap): grâce à cette méthode, il est possible de définir une palette, ou table des couleurs, contenant l'ensemble des couleurs pouvant être contenues dans l'image, à chacune desquelles est associé un indice. Le nombre de bits réservé au codage de chaque indice de la palette détermine le nombre de couleurs pouvant être utilisées. Ainsi en codant les indices sur 8 bits il est possible de définir 256 couleurs utilisables, c'est-à-dire que chaque case du tableau à deux dimensions représentant l'image va contenir un nombre indiquant l'indice de la couleur à utiliser. On appelle ainsi image en couleurs indexées une image dont les couleurs sont codées selon cette technique. * true color: cette représentation permet de représenter une image en définissant chacune des composantes (RGB: rouge, vert, bleu). Chaque pixel est représenté par un entier comportant les trois composantes, chacune codée sur un octet, c'est-à-dire au total 24 bits (16 millions de couleurs). Il est possible de rajouter une quatrième composante permettant d'ajouter une information de transparence ou de texture, chaque pixel est alors codée sur 32 bits. 5

6 Occupation mémoire Pour connaître le poids (en octets) d'une image, il est nécessaire de compter le nombre de pixels que contient l'image, cela revient à calculer le nombre de cases du tableau, soit la hauteur de celui-ci que multiplie sa largeur. Le poids de l'image est alors égal à son nombre de pixels que multiplie le poids de chacun de ces éléments. Voici le calcul pour une image 640x480 en True color : Nombre de pixels : 640 x 480 = or 24 bits / 8 = 3 octets Le poids de l'image est ainsi égal à : x 3 = octets 1 kilo octet= 1024 octets soit sensiblement: / 1024 = 900 ko on trouve également la mauvaise écriture Ko 6

7 Poids des bitmaps Définition de l'image Noir et blanc (1 bit) 256 couleurs (8 bits) couleurs (16 bits) True color (24 bits) 320x Ko 62.5 Ko 125 Ko Ko 640x Ko 300 Ko 600 Ko 900 Ko 800x Ko Ko Ko 1.4 Mo 1024x Ko 768 Ko 1.5 Mo 2.3 Mo 7

8 Les formats standards Il faut tenir compte de la destination,de la qualité de l image et de l encombrement mémoire. 320X240 (4:3) 426X240 (16:9) 640X480 NTSC 720X576 (DV-PAL 1,25 1,33) 720X480 (DV-NTSC 1,50 1,33) 768X576 (PAL =1,33) 800X600 (VGA) 832X624 (MPEG4 4/3) 1024X820 (1,25) 1280X720 (HDTV 720p 16/9) 1280X1024 (écran Samsung) 1920X1080 (HDTV 1080i 16/9) 8

9 Exemple d affichage d écran 1 inch=1 pouce=2,54cm 375x300 mm Dpi=dot per inch ppi= point par pouce 72 dpi= 25,4/72=0,352 mm 375/1280=0,294mm 9

10 Résolution La résolution (exprimée en dpi ou ppp), lie le nombres de pixels d'une image à ses dimensions réelles. Le carré de gauche: fait 2,54 cm de large (=1 pouce).il contient 3 points (3 pixels) en largeur.on a mis 3 points dans 1 pouce: la résolution est de 3 ppp (ou 3 dpi).dans les carrés suivants (milieu et droite), on a mis 8 points dans 2,54 cm (8 dpi), puis 16 points (16 dpi) A 3 dpi, difficile de dire de quelle lettre il s'agit. A 8 dpi, on voit que c'est un A majuscule. A 16 dpi, c'est encore mieux. Plus la résolution est élevée, plus les points sont nombreux. Plus on veut de points, plus il faut de place en mémoire et sur disque dur pour les stocker. C'est pour cela qu'il est important de faire un bon compromis entre la qualité d'une image et la place nécessaire pour la stocker. 10

11 Définitions et qualité Il est important de faire un bon compromis entre la qualité d'une image et la place nécessaire pour la stocker. A une distance de 25 cm environ l oeil sépare des points distants de 1/10 de mm Les écrans d'ordinateurs sont habituellement utilisés en 72 ou 75 dpi. C'est aussi dans cette résolution que sont les images sur Internet (dans votre navigateur). A l'impression c'est assez laid, mais à l'écran c'est suffisant. Les fax sont généralement en 200 dpi. Les imprimantes grand public font entre 360 dpi (qualité normale) et 1400 dpi. Cela permet d'obtenir une qualité tout à fait honorable pour des travaux courants (courrier, rapports...). Les scanners grand public font généralement 300, 600 ou 1200 dpi. Les photocomposeuses et le matériel d'impression professionnel fonctionnent bien souvent à 4800 dpi ou plus. C'est indispensable pour avoir des impressions de très bonne qualité, tels que les magazines ou les livres. Une image a donc 3 caractéristiques: sa taille en points (ou pixels) ses dimensions réelles (en centimètres ou pouces) sa résolution. Ces 3 informations sont liées. Si vous en connaissez 2, vous pouvez toujours calculer la troisième. points par pouce=nb de points/dimension en pouce 11

12 Images bitmap et vectorielles On distingue généralement deux grandes catégories d'images: les images bitmap (appelées aussi images raster) : il s'agit d'images pixellisées, c'est-à-dire un ensemble de points (pixels) contenus dans un tableau,chacun de ces points possédant une ou plusieurs valeurs décrivant sa couleur. les images vectorielles: les images vectorielles sont des représentations d'entités géométriques telles qu'un cercle, un rectangle ou un segment. Ceux-ci sont représentés par des formules mathématiques (un rectangle est défini par deux points, un cercle par un centre et un rayon, une courbe par plusieurs points et une équation). C'est le processeur qui sera chargé de "traduire" ces formes en informations interprétables par la carte graphique. Etant donné qu'une image vectorielle est constituée uniquement d'entités mathématiques, il est possible de lui appliquer facilement des transformations géométriques (zoom, étirement,...), tandis qu'une image bitmap, faite de pixels, ne pourra subir de telles transformations qu'au prix d'une perte d'information, appelée distorsion. On nomme ainsi pixellisation (en anglais aliasing) l'apparition de pixels dans une image suite à une transformation géométrique (notamment l'agrandissement). De plus, les images vectorielles (appelées cliparts lorsqu'il s'agit d'un objet vectoriel) permettent de définir une image avec très peu d'information, ce qui rend les fichiers très peu volumineux. En contrepartie, une image vectorielle permet uniquement de représenter des formes simples. 12

13 Image vectorielle X 12 Texte Image bitmap avec pixellisation Fichier cercle vect octets Fichier cercle 72dpi : octets 13

14 Capteurs numériques Un capteur photographique est un composant électronique photosensible servant à convertir un rayonnement électromagnétique (UV, visible ou IR) en un signal électrique analogique. Ce signal est ensuite amplifié, puis numérisé par un convertisseur analogique-numérique et enfin traité pour obtenir une image numérique. Le capteur est donc le composant de base des appareils photo numériques, l'équivalent du film en photographie argentique. Le capteur photographique met à profit l'effet photoélectrique, qui permet aux photons incidents d'arracher des électrons à chaque élément actif (photosite) d'une matrice de capteurs élémentaires constitués de photodiodes. On sait, en 2010, fabriquer des matrices CCD «plein cadre» de 60,5 mégapixels (surface utile de 53,9 40,4 mm). Les appareils actuels vont de 5 à 15 Mpx.Les temps dʼacquisition varient entre 1,2 et 3,4 s nécessaires à la collection de lʼimage sur la matrice. 14

15 Compression La compression consiste à réduire la taille physique des blocs d information décrivant une image. Un décompresseur est nécessaire pour reconstruire les données originelles grâce à l algorithme inverse de celui utilisé à la compression.dans le cas de compression symétrique la même méthode est utilisée pour compresssion et décompression.la compression asymétrique demande plus de travail (plus de temps) pour l une des deux opérations. Le quotient(taux) de compression est le rapport du nombre de bits dans l image compressée au nombre de bits dans l image originale. La compression avec perte permet d éliminer quelques informations pour avoir le meilleur taux de compression,elle est irréversible. Elle ne peut s appliquer aux fichiers exécutables. 15

16 EXIF Exchangeable image file format Ces renseignements (resource fork)se trouvent soit dans un fichier adjoint à l image(data fork) soit au début de l image compressée.c est le cas pour les JPEG. Tag Orientation: Top=ligne 0 Left hand=colonne 0 à gauche 16

17 Exercices *fenetrage des applications et finder *zoom pour agrandir *zoom pour réduire *les ascenseurs de recadrage *recopie d écran *copier-coller *mélange texte et image *modification de résolution *utilisation de quelques outils 17

18 à venir Le port USB et ses clés La compression et ses méthodes les formats de fichiers image les traitements de l image les logiciels de présentation 18

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