Les images numériques 1 Le dessin vectoriel 2 Les images bitmap 3 Image en noir et blanc 4 Les codages de la couleurs 5 La synthèse additive (RVB) 6 La synthèse soustractive 7 Les couleurs indexées 8 Comment imprimer en couleur 9 Les changements d échelle 10 Quelle résolution utiliser pour scanner 11 Corriger la chromie 12 Améliorer l image 13 Le calibrage de la chaîne graphique 14 Les formats de fichiers 15 Choisir son scanner 16 Choisir un appareil photo numérique 1. Le dessin vectoriel Bernard Javelle - Images numériques - 1/25 Tracé. Point de force de la courbe de Bésier. Point d encrage. Point de force de la courbe de Bésier. Les dessins au trait peuvent être en noir et blanc ou en couleurs. Ils sont généralement issus d un logiciel vectoriel (le tracé est stocké sous forme de courbe de Bésier). Exemples : Corel Draw, Freehand ou Illustrator. Le principal avantage du dessin vectoriel est que la sortie sera toujours bonne quelque soit la résolution et la taille du dessin. Le programme calcule une photo optimisée pour chaque sortie. Par contre il n est pas possible d utiliser le mode vectoriel pour une photo. Ce type d image ne sera pas détaillé dans cet exposé. Bernard Javelle - Images numériques -2/25
2. Les images Bitmap L image est représentée sous forme d une matrice de point. Chaque point est codé comme une teinte de gris ou de couleur. L image bitmap est surtout utilisée pour les photos numérisées. Chaque point de l image est codé sous forme de 0 et de 1. L image se définit par sa longueur, sa largeur et sa résolution. Celle-ci est exprimée par le nombre de points par pouce (ppp). La taille informatique de l image se calcule de la manière suivante : Longueur x largeur x Résolution x Nombre de bits de codage. 3. Image en noir et blanc Bernard Javelle - Images numériques - 3/25 L image en noir et blanc est codée sur 8 bits, se qui correspond à 256 nuances de gris allant du noir au blanc. S il n y a aucun problème pour représenter du gris à l écran, il n en est pas de même pour l imprimer, car il n'est pas possible de mélanger du noir et du blanc pour faire du gris. Le noir est fourni par l encre, le blanc par le papier. L image est tramée. L imprimante joue sur la taille du point pour faire les gris. Comment imprimer les niveaux de gris? Réponse : en modifiant la taille et la forme du point 10 % 50 % 80 % 100 % L oeil fait une moyenne entre les parties blanches et noires. Pour différencier les deux couleurs il faut utiliser une forte loupe. Bernard Javelle - Images numériques - 4/25
4. Le codage des couleurs L ensemble des couleurs sera codé de différentes manières en informatique. Il existe plusieurs façons de manipuler la couleur : Le système TLS : Teinte, Luminosité, Saturation : c est le plus précis. Il est surtout utilisé par les professionnels car il facilite es corrections chromatiques, quelle que soit le type utilisé pour la sortie. Il présente l inconvénient de ne pas être utilisé par des périphériques. La teinte : Elle est exprimée en degré. Les couleurs sont classées sur un cercle chromatique qui correspond à la longueur d onde de la couleur (ex : l arc en ciel). La luminosité : Quantité de lumière que réfléchie la couleur; La luminosité est graduée sur un axe de 0% à 100% qui représente le blanc. La saturation : Pourcentage de gris contenu dans la couleur. 100% représente le noir. ATTENTION : le système de codage souvent utilisé dépasse les capacités visuelles de l homme et celles des écrans et des imprimantes. Bernard Javelle - Images numériques - 5/25 5. La synthèse additive : le mode RVB Le mode RV B : Rouge, Vert, Bleu, est le seul mode disponible sur les PC. Il est utilisé pour les écrans, les scanners et les imprimantes bureautiques. Ce système rend difficile la correction des couleurs. Le blanc s obtient par une valeur maximale de chacune des 3 couleurs (0 pour une image codée sur 24 bits). Le noir s obtient par l absence des 3 couleurs (255 pour une image codée sur 24 bits). Le codage est inversé par rapport à toute logique. La couche alpha sert à rajouter des informations : transparence, masque Bernard Javelle - Images numériques - 6/25
6. La synthèse soustractive : le mode CYMK Le mode CYMK : Cyan, Magenta, Jaune, Noir est utilisé dans l imprimerie. Le passage du mode RVB au CYMK n est pas simple. Peu de logiciels et de pilotes le maîtrisent parfaitement. Il sert pour toutes les photos imprimées en Offset. Chaque couleur est codée sur 8 bits soit 32 bits pour une photo CYMK. Le blanc est fourni par le papier. On utilise quatre couleurs : Le cyan dont la trame est orientée à 105. Le magenta dont la trame est orientée à 75. Le jaune dont la trame est orientée à 90. Le noir dont la trame est orientée à 45. Etant donné la faible taille des différents points de la trame, pour voir la couleur l oeil établi une moyenne. Photo tramée pour le jaune Photo tramée pour le cyan Photo tramée pour le magenta Photo tramée pour le noir Bernard Javelle - Images numériques - 7/25 La synthèse soustractive : le mode CYMK fin Ce système porte le nom de quadri. Chacune des quatre images tramées est imprimées successivement dans la couleur correspondante. Il faut donc quatre passages du papier dans une offset pour obtenir une image couleur. Toute la difficulté du travail réside dans le calage (position des couleurs les unes par rapport aux autres) et dans un encrage régulier du banchet pour que la couleur corresponde à l original. Il existe de nouveaux algorithmes de tramage qui permettent de diminuer la résolution tout en améliorant la qualité : tramage aléatoire, tramage stocastique etc. Malheureusement toutes les couleurs ne peuvent êtres vues. Elles ne peuvent pas toutes être imprimées; c est pourquoi la conversion RVB en CYMK n est pas simple. Couleurs non imprimables en gris Bernard Javelle - Images numériques - 8/25
7. Les couleurs indexées Nous pouvons réduire le nombre couleurs utilisées dans une photo afin d obtenir un fichier de plus petite taille. Il ne faut pas utiliser la palette par défaut du système (Windows ou Mac OS) mais demander au logiciel de créer une palette spécifique pour chaque image. Taille de l image 24bits : 8498 Ko Image indexée sur 8 bits soit 256 couleurs dans la palette. Taille : 2833 Ko Image indexée sur 6 bits soit 64 couleurs dans la palette. Taille : 2125 Ko Image indexée sur 2 bits soit 4 couleurs dans la palette. Taille : 708 Ko Image indexée sur 4 bits soit 16 couleurs dans la palette.taille : 1416 Ko Image indexée sur 1 bit soit 0 blanc 1 noir, 2 couleurs dans la palette. Taille : 354 Ko Bernard Javelle - Images numériques - 9/25 Les couleurs indexées fin Quelle est l image RVB sur 24 bits? Bernard Javelle - Images numériques - 10/25
8. Imprimer en couleur Il n y a aucun problème pour imprimer en CYMK avec une offset ou une imprimante CYMK. Par contre le mode RVB doit être modifier pour passer en synthèse soustractive : la seule qui est imprimable. Il faut rajouter une cartouche noir et utiliser des tramages et des encres particulières. Il n y a aucune information disponible concernant les algorithmes de tramages et les couleurs non-imprimables de chaque imprimante. Comment Imprimer les couleurs? Réponse : en juxtaposant, sans les mélanger des points de diverses couleurs ECRAN RVB IMPRIMANTE CYMK IMPRIMANTE RVB + Noir Teinte : 55 Luminosité : 10% Saturation : 41% Rouge : 255 Vert : 235 Bleu : 0 Cyan : 0% Magenta : 0% Jaune : 100% Noir : 0% Teinte : 268 Luminosité : 100% Saturation : 41% Rouge : 200 Vert : 151 Bleu : 255 Cyan : 35% Magenta : 38% Jaune : 0% Noir : 0% Les imprimantes RVB + Noir ont beaucoup progressé en qualité, mais le résultat varie encore trop en fonction du papier, et de l imprimante. En aucun cas elles ne garantissent un résultat conforme à l original. Bernard Javelle - Images numériques - 11/25
9. Les changements d échelles Tout changement d échelle est à éviter pour un résultat de qualité. Contrairement à la photo traditionnelle qui s améliore en réduction, tout changement de taille est néfaste, à partir du moment ou le nombre de pixels de l image est changé. En ajoutant ou en supprimant des points on perd le piqué de la photo. Les caractéristiques de la photo sont les suivantes : Photo noir et blanc codée sur 8 bits Largeur : 734 pixels soit 5,9 cm. Hauteur : 494 pixels soit 4,03 cm. Résolution : 311 ppp ( pixel par pouce). Taille brut du fichier : 355 Ko. Nous désirons modifier sa taille pour que la sortie imprimée soit de 15 cm. Pour ce travail la première idée qui vient à l esprit est d effectuer une mise à l échelle : Mise à l échelle : Largeur : 1837 pixels soit 15 cm. Hauteur : 1236 pixels soit 10,1 cm. Résolution : 311 ppp ( pixel par pouce). Taille brut du fichier : 1236 Ko. Pour réaliser cette image l ordinateur à du multiplier par trois le nombre de points l image est fortement dégradée. Jouer sur les dimensions : La meilleur solution consiste à jouer sur la longueur, la largeur et la résolution en conservant la taille du fichier : Largeur : 734 pixels soit 15 cm. Hauteur : 494 pixels soit 10,1 cm. Résolution : 124 ppp ( pixel par pouce). Taille brut du fichier : 355 Ko. Une résolution de 124 ppp est suffisante pour imprimer à 300 ppp et le résultat sera bien meilleur. Bernard Javelle - Images numériques - 12/25 10. Quelle résolution utiliser pour scanner : calculs Pour une sortie plein écran la dimension de l image doit correspondre au mode choisi dans le système. Les formats les plus courants sont : 640x480, 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280 x1024, 1600x1200. Pour afficher une image qui couvre une partie de l écran, 72 ppp est largement suffisant. Pour imprimer les couleurs le logiciel doit procéder à un tramage. Par conséquent la résolution de l image doit être inférieure à celle de l imprimante. On admet généralement que la résolution doit être comprise entre 1,5 et 2,5 fois le nombre de trame par pouce. Résolutions et tramages des sorties Résolution de sortie Linéature maximale Résolution mini de l image Résolution maxi de l image Ecran imprimante 300 ppp imprimante 600 ppp flasheuse 1200 ppp flasheuse 1800 ppp - 60 trames par pouces 90 trames par pouces 120 trames par pouces 150 trames par pouces 72 ppp = 28,35 pp cm 90 ppp = 35,43 pp cm 135 ppp = 53,15 pp cm 180 ppp = 70,87 pp cm 225 ppp = 88,58 pp cm 72 ppp = 28,35 pp cm 150 ppp = 59,06 pp cm 225 ppp = 88,58 pp cm 300 ppp = 118,11 pp cm 375 ppp = 147,64 pp cm Remarques : - Une résolution insuffisante entraîne obligatoirement une forte dégradation de l image car il faut rajouter des points pour le tramage. - Une résolution excessive nécessite un fichier beaucoup plus gros et procure avec la plupart des logiciels un résultat moins bon. Il faut donc rester dans la fourchette de 1,5 à 2,5 fois la linéature. Bernard Javelle - Images numériques - 14/25
10. Quelle résolution utiliser pour scanner : correction 1er exercice : Nombre de points en sortie : 15x9x88,58 = 11958 pixels. Résolution : 11958/(5x3) = 797,2 points par cm soit 2025 ppp ce qui est très au dessus des possibilités d un scanner de bureautique. 2ème solution : 600 ppp à la résolution minimum : Nombre de points en sortie : 15x9x53,5 = 7175 pixels. Résolution : 7175/(5x3) = 478 points par cm soit 1214 ppp ce qui est toujours trop. 3ème solution imprimer à 300 ppp avec la résolution minimum : Nombre de points en sortie : 15x9x35,43 = 4783 pixels. Résolution : 4783/(5x3) = 319 points par cm soit 810 ppp ce qui est trop si le scanner à une résolution de 600 ppp l image sera donc dégradée. 2ème exercice : largeur = 5, facteur de réduction => 21/5 = 4,2. Longueur : 29,7/4.2 = 7,07 cm. Nombre de points en sortie : 4,2x7,07x8858 = 2630 pixels. Résolution : 2630/(21x29,7) = 4,2 points par cm soit 11 ppp. Il convient donc de prendre la résolution minimum. Bernard Javelle - Images numériques - 15/25 10. Quelle résolution utiliser pour scanner : exercices Exercices : Première image : Nous disposons d une image de 5cm par 3cm, nous désirons l imprimer à 15 cm par 9 cm. Quelle sera la résolution de numérisation? Deuxième image : Une photo de 21 cm par 29,7 devra être imprimée à 5 cm de largeur. Quelle sera la longueur de la photo et sa résolution de numérisation? La résolution maximale de l imprimante et du scanner est de 600 ppp. Il faut une image de la meilleure qualité possible. Bernard Javelle - Images numériques - 13/25
11. Corriger la chromie : plus clair ou plus foncé Pour manipuler les couleurs il convient d observer quelques règles : 1 ) Toutes les corrections entraînent une dégradation de l image, il convient de les faire en une seule opération. 2 ) Il faut éviter de saturer les couleurs : les minima doivent être à au moins 3 % et les maxima à 97 %.les zones au delà de ces valeurs sont dites grillées et elles crées des aplats disgracieux. 3 ) Généralement on applique des corrections différentes pour les tons clairs, moyens, sombres. Il arrive souvent hélas que l'on soit obliger de faire une correction que sur une portion de la photo, dans ce cas il faut effectuer préalablement une sélection dans l image. plus clair ou plus foncé : Pour éclaircir ou assombrir une photo, la méthode la plus simple consiste à passer en mode TLS. Assombrir : commencer par augmenter la saturation puis diminuer la luminosité. Eclaircir : commencer par augmenter la luminosité puis diminuer le pourcentage de saturation. Teintes saturées Bernard Javelle - Images numériques - 16/25 11. Corriger la chromie : supprimer les dominantes Souvent la photo contient trop d une couleur. Il n est pas possible d enlever l excédent d une couleur. La méthode la plus simple consiste à ajouter de la couleur opposée. Il faut repérer si l excédent se trouve dans les tons clairs, moyens ou foncés. Commencer la correction avec un faible écrétage, puis l augmenter si nécessaire. Conservez l original pour comparer. Evitez les zones saturées. Trop de vert jaune rouge magenta bleu cyan Rajouter du magenta bleu cyan vert jaune rouge Bernard Javelle - Images numériques - 17/25
12. Améliorer l image : les problèmes Texte pas assez noir. Fond gris au lieu de blanc. Trame apparente. Rayures nombreuses. Manque de détail. Zone grillée. Si on augmente la saturation les vestes des pompiers seront bouchées. Texte tronqué. L image numérisée peut présenter un certain nombre de défauts : Bernard Javelle - Images numériques - 18/25 12. Améliorer l image : les solutions 1 ) L image est moirée : - Problème : On voit apparaître la trame utilisée pour imprimer l original. - Solution : Scanner en travers la photo en diminuant la résolution. Redresser l image pour voir le résultat. Si le résultat n est pas bon essayer avec d autres angles. En cas de résultat infructueux rajouter du flou dans l image. 2 ) Le verso du document remonte : - Problème : Lorsque l on scanne un journal, du fait de la faible épaisseur du papier on voit souvent le verso. - Solution : Scanner en superposant un bristol gris sur l original. Si le résultat est insuffisant prendre un bristol noir puis éclaircir en mode TLS. 3 ) L original est trop sombre : - Solution : Dans le pilote du scanner augmentez légèrement la luminosité. Puis faire la correction dans le logiciel graphique ou l on peut voir, et annuler le résultat. Il faut éviter de griller le noir et le blanc. 4 ) L original est trop clair : - Solution : Dans le pilote du scanner diminuez légèrement la luminosité. Puis faire la correction dans le logiciel graphique ou l on peut voir et annuler le résultat. 5 ) L original est en mauvais état : - Solution : Utilisez soit un filtre anti-rayures, soit le tampon. Ne jamais utiliser le copier coller car il sera très difficile de raccorder les teintes. Bernard Javelle - Images numériques - 19/25
13. Le calibrage L original, la photo à l écran et le document imprimé doivent être identique. La technique a fait de gros progrès et nous sommes arrivés à un résultat presque parfait pour une impression de qualité sur une offset. Par contre pour la bureautique, bien qu il y ait eu de gros progrès, nous sommes très loin d un résultat satisfaisant, même en utilisant du papier spécial photo. Le problème est d autant plus complexe a résoudre car : - Les écrans auto-calibrants sont très chers, pour les autres moniteurs, les teintes varient en fonction de la température de l écran. - Le PC n est pas prévu pour le calibrage de la chaîne graphique. - Les logiciels de calibration sont forts chers. Il n y a donc pas pour le moment de solution pour la bureautique. Cette image est mal calibrée elle est trop verte. Bernard Javelle - Images numériques - 20/25 14. Les formats de fichiers : méthodes de codages Il existe de nombreux formats pour enregistrer une image. Certains sont spécifiques à un logiciel (Photoshop, Corel...). Ils sont à proscrire car ils n assurent pas la portabilité vers l ensemble des logiciels. A) Les formats bruts : L image n est pas comprimée : BMP EPS, RAW, TGA, Tiff, PCT, ne gèrent pas de couche alpha sauf pour le postscript (EPS : un fichier pour chaque couleur + un pour la vue CMJK et la couche alpha ou un seul fichier RVB + couche alpha). Bernard Javelle - Images numériques - 21/25
14. Les formats de fichiers : le Jpeg B) Les formats avec compression sans dégradation de l image : Ils utilisent généralement l algorithme LZH. Exemple : PCX, GIF (très utilisé sur internet), Tiff compressé, PDF, etc... C) Les formats avec compression dégradante : L image est modifiée en diminuant le nombre de teinte et en égalisant les couleurs. Le format le plus connu est le JPEG (Joint Photographic Ehanced Group). Brut JPEG Compacter une image au format Jpeg c est tout d abord choisir un format de grille. Plus la grille regroupe un nombre de pixels élevés, plus la compression sera grande. Le programme calcule la moyenne des couleurs d une case de la grille. Elle est ensuite indexée dans la palette. Puis la case est subdivisée en 8x8. Pour chaque partie une variante est codée sur 4 bits. Une fois enregistrée l image est définitivement modifiée. Il ne faut jamais utiliser le JPEG sur un document contenant du texte il sera illisible ou flou. Bernard Javelle - Images numériques - 22/25 14. Les formats de fichiers : comparatif Type EPS TIFF BMP TGA RAW PSD PCT TIF compressé PCX GIF PDF JPEG Taille 2938 ko 1068 ko 1064 ko 1063 ko 1063 ko 1058 ko 1046 ko 772 ko 357 ko 215 Ko 211 ko 30 ko Origine Postscript Mac Windows Targa Brut Photoshop Mac Mac Paintbrush Compuserve Adobe Standard Alpha Compression Dégradation Type tout type tout type RVB 24 bits tout type tout type tout type sauf indexé tout type tout type couleurs indexées RVB 24 bits RVB 24 bits Les formats les plus répandus sur l ensemble des plateformes sont le Tiff, GIF et le JPEG. Le BMP et le PCX n existent pratiquement que sur PC. Le format PDF d Adobe est le plus intéressant, mais malheureusement il n est pas reconnu par tous les logiciels. Bernard Javelle - Images numériques - 23/25
15. Les scanners Les scanners ont beaucoup progresseéen qualité et leur prix a chuté. On trouve des scanners de bureautique de qualité tout a fait acceptable à 500 F. Il existe trois technologies pour relier le scanner à l ordinateur : - Le port parallèle : le scanner se branche entre l ordinateur et l imprimante. Cette technique est lente. - Le bus SCSI : connexion très rapide, mais sur PC, il faut rajouter une carte SCSI dans l ordinateur. - Le bus AGP : connexion très rapide, les PC récents sont équipés en série d un bus AGP. La connexion n influe en aucune façon sur la qualité des images numérisée. Une résolution de 600 ppp est suffisante. Pour les diapositives il vaut mieux un scanner spécialisé, plutôt qu un dos à transparent adapté sur un scanner à plat car il manquera de résolution. Le piqué de la photo viendra du parfait alignement des capteurs CCD, ainsi que de la régularité de leur déplacement. Bernard Javelle - Images numériques - 24/25 16 Les appareils photos numériques Lecteur de flash card Connexion avec l ordinateur Ecran de visualisation. Viseur Objectif Déclencheur Sélection du format de l image. Commande du zoom Visualiser les photos enregistrées Le principal intérêt des appareils photos numériques est de rendre la photo immédiatement disponible, partout pour sa commercialisation. Appareil photo numérique -> Ordinateur -> Modem -> Téléphone GSM ou satellite -> Internet. Le plus souvent les professionnels utilisent des dos numériques (AGFA, 3M, Polaroid, etc) qui s installent sur des réflexes 24x36 ou 6x6. Ils offrent une grande résolution et une grosse capacité de stockage. Pour les particuliers il existe de nombreux modèles. Les caractéristiques suivantes sont indispensables : -> 1.000.000 de pixels au minimum, -> Un zoom X3, -> 8mo de capacité de stockage, -> Un lecteur de carte flash sur le PC. Il ne faut pas croire que la photo numérique représente une économie. (coût du papier, de l encre, des cartes flash, des batteries pour le portable etc ). Les pièges à éviter lors de l achat : -> Capacité de stockage exprimé en nombre de photos : La résolution de base correspond à 320x240 pixels; ce qui fait à 300 ppp des photos au grand maximum de 9cm par 6,8cm. (4mo = 10 photos haute définition). -> Temps de transfert entre l appareil photo et l ordinateur : Il existe de grosses différences certains peuvent mettre 20 mn pour transférer 4mo par le port série. Bernard Javelle - Images numériques - 25/25