TP : L' image numérique

Chapitre 3 : l'image numérique Table des matières I) Introduction : quelques définitions 1
1) l'image numérique 1
2) acquisition et création d'une image numérique 1
3) traitement d'une image numérique 1
4) stockage de l'image numérique 1
II) l' image matricielle 1
1) définition d'une image matricielle 1
2) Définition d'une image 2
3) grossissement d'une image 2
4) résolution d'une image 2
5) comparatif : résolution des écrans et des imprimantes 2
III) Représentation des couleurs 3
1) mode de représentation des couleurs 3
2) Les images 24 bits 3
IV) Formats d'image 3
1) Définition 3
2) Tableau comparatif 4
I) Introduction : quelques définitions On vient de créer une image sur le logiciel paint, on affiche ses
propriétés : Le but de ce TP est d'expliquer les différentes informations affichées dans
les propriétés de l'image. 1) l'image numérique
On désigne sous le terme d'image numérique toute image (
dessin, icône, photographie ...) acquise,
créée, traitée ou stockée sous forme binaire (suite de 0 et de 1). 2) acquisition et création d'une image numérique
Pour acquérir des images numériques on utilise des dispositifs comme
les scanners, les appareils photo les caméscopes numériques, Pour créer une image on utilise des programmes informatiques, via la souris
(paintbrush), les tablettes graphiques ou par modélisation 3D . 3) traitement d'une image numérique
Il est facile à l'aide de logiciel adapté (paintbrush photoshop etc) de
transformer une image numérique de la modifier en taille, en couleur,
d'ajouter ou supprimer des éléments, d'appliquer des filtres variés, etc. 4) stockage de l'image numérique
On stocke l'image numérique sur un support informatique (disquette, disque
dur, CD-ROM, ...) Q1 Donner la définition d'une image Numérique. Comment acquérir une image
numérique ? Comment la stocker ? II) l' image matricielle On distingue plusieurs types d'image numériques :
Images matricielles (ou images bitmap)
Images 2D
Images 2D + t (vidéo), images 3D, images multi-résolution
Images stéréoscopiques
Images vectorielles
On ne verra dans ce cours que les images matricielles ou bipmap 1) définition d'une image matricielle
.Elle est composée comme son nom l'indique d'une matrice (tableau) de
points à plusieurs dimensions, chaque dimension représentant une dimension
spatiale (hauteur, largeur, profondeur), temporelle (durée) ou autre (par
exemple, un niveau de résolution). Les moyens de visualisation d'images
actuels comme les moniteurs d'ordinateur reposent essentiellement sur des
images matricielles. Les images matricielles sont définies par :
- leur définition
- leur résolution.
- leur couleur
La qualité d'une image matricielle est déterminée par :
- le nombre total de pixels ("picture element")
- la quantité d'information contenue dans chaque pixel (souvent appelée
profondeur de numérisation des couleurs). Q2 Donner la définition d'un pixel.
Q3 Comment définir une image matricielle ?
2) La définition d'une image
La définition d'une image est définie par le nombre de points la
composant. En image numérique, cela correspond au nombre de pixels qui
compose l'image en hauteur (axe vertical) et en largeur (axe horizontal).
Exemple : image 'A' de 200 pixels par 450 pixels abrégé en « 200×450 ». Q4 Calculer la définition de l'image A. La définition d'une image définit le niveau de détails qui seront visibles
dans l'image. Plus il y aura de pixels, plus il y aura de détails fins
visibles. On dit que plus une image a de pixels, plus elle est de grande
qualité. Une image numérisée avec 640×480 pixels (donc contenant 307 200
pixels) apparaîtra très approximative et sous forme d'un pavage de petits
carrés de couleur, par comparaison à une image numérisée à 1280×1024
(1 310 720 pixels). Puisqu'il coûte une grande quantité de données pour stocker une image de
très grande qualité, des techniques de compression de données sont souvent
employées pour réduire la taille des images stockées sur un disque.
Certaines de ces techniques perdent des informations, et ainsi
appauvrissent la qualité de l'image, afin de réaliser un fichier occupant
beaucoup moins de place sur disque. Les techniques de compression qui
perdent des informations sont dites destructives. Q5 : Comment diminuer la taille des images ? Quels est l'intérêt de
diminuer la taille d'une image quand on veut l'utiliser sur un site web ? Q6 Réaliser avec le logiciel paint une image de 10 cm sur 10 cm,
sauvegarder le avec le nom essai1. Afficher ses propriétés. Combien de
pixel contient-il en hauteur ? En largeur ? Combien de pixel contient votre
image ? Quelle est sa taille en ko sur le disque? Quelle est sa
définition ? 3) grossissement d'une image
Lorsque l'on grossit une image matricielle, puisqu'on ne rajoute aucune
information qui ne serait pas déjà présente, cela induit une perte de
qualité visible. Plus exactement, une fois qu'une image est numérisée, sa
définition est fixe.
Q7 Que signifie le faite que sa définition soit fixe ?
L'aspect visuel de l'image ne peut pas s'améliorer, même en utilisant de
meilleurs dispositifs d'affichage ou astuces d'affichage. Une image
numérique agrandie est dite pixélisée.
Q8 Grossissez l'image jusqu'à visualiser un pixel. Calculer le rapport
entre la largeur L du pixel et sa hauteur H. Pourquoi les appelle-t-on des
pixels carrés ? 4) résolution d'une image
La résolution d'une image est définie par un nombre de pixels par unité de
longueur de la structure à numériser (classiquement en ppp ce qui signifie
point par pouce). 1 pouce = 2,5 cm Ce paramètre est défini lors de
la numérisation (passage de l'image sous forme binaire), et dépend
principalement des caractéristiques du matériel utilisé lors de la
numérisation.
Plus le nombre de pixels par unité de longueur de la structure à numériser
est élevé, plus la quantité d'information qui décrit cette structure est
importante et plus la résolution est élevée. La résolution d'une image
numérique définit le degré de détail de l'image. Ainsi, plus la résolution
est élevée, meilleure est la restitution.
Cependant, pour une même dimension d'image, plus la résolution est élevée,
plus le nombre de pixels composant l'image est grand. Le nombre de pixels
est proportionnel au carré de la résolution, étant donné le caractère
bidimensionnel de l'image : si la résolution est multipliée par deux, le
nombre de pixels est multiplié par quatre. Q9 Donner la définition de la résolution d'une image
Q10 créer un dessin sur paint en réglant la taille de l'image à 1 pouce
sur 1 pouce. Sauvegarder votre image et déterminer le nombre de pixel N1
qu'elle contient . En déduire la résolution R1 de votre image.
Q11 A partir de la résolution R1 qu'elle serait le nombre N2 de pixel
d'une image de 10 pouces sur 10 pouce ? Créer cette image, regarder le
nombre de pixel la composant et vérifier que la valeur correspond à N2.
Q12 Donner la formule liant la définition D d'
une image avec sa largeur L, sa hauteur H et sa résolution R
Q13 Créer une image de largeur L = 2 pouces et de hauteur H = 4 pouces. En
vous aidant de la formule précédente, calculer sa définition (à l'aide de
la résolution précédente R) . Créer cette image sur paint et vérifier que
sa définition est bien celle qui a étré calculée.
Q14 De combien de pixel N3 serait composé une image de 1 pouce sur 1 pouce
ayant une résolution R2 2 fois supérieure à la précédente ? Comparer ce
nombre de pixel avec celui obtenu par l'image de même taille (N1 ) de
résolution R1. Remarque : Augmenter la résolution peut entraîner des temps de
visualisation et d'impression plus longs, et conduire à une taille trop
importante du fichier contenant l'image et à de la place excessive occupée
en mémoire. 5) comparatif : résolution des écrans et des imprimantes
À la fin du xxe siècle, les moniteurs d'ordinateur pouvaient afficher
environ entre 72 et 96 points par pouce (dpi, soit 28 à 38 points par
centimètre), alors que les imprimantes modernes peuvent atteindre des
résolutions de 600 dpi (236 points par cm) voire plus ; ainsi travailler
avec des images destinées à l'impression peut s'avérer difficile ou exiger
de grands moniteurs et des ordinateurs très puissants. Les moniteurs avec
des résolutions de 200 dpi (200 dots (points) par inch (pouce) ou 79 points
par cm) furent disponibles pour le grand public vers la fin de 2001 et des
résolutions plus élevées sont attendues dans les années à venir.
Les images destinées à l'impression professionnelle sont travaillées à 300
dpi (118 points par cm) et en CMJN (cyan, magenta, jaune, noir,
représentation par synthèse soustractive). Elles occupent entre une
vingtaine de mégaoctets (~20 Mo) et plus de 100. Le RVB est une palette
d'affichage qui correspond à la synthèse additive. Q15 Notons qu'une image de 640×480 sur un écran de 36 cm (14") a une
résolution de 22,2 points par cm, soit 56 dpi. Une image de 1 600×1 200 sur
un écran de 53 cm (21") a une résolution de 38 points par cm, soit 96 dpi.
Pourquoi ? III) Représentation des couleurs 1) mode de représentation des couleurs
Il existe plusieurs modes de codage informatique des couleurs, le plus
utilisé pour le maniement des images est l'espace colorimétrique Rouge,
Vert, Bleu (RVB ou RGB - Red green Blue). Cet espace est basé sur
une synthèse additive des couleurs, c'est-à-dire que le mélange des trois
composantes R, V, et B à leur valeur maximum donne du blanc, à l'instar de
la lumière. Le mélange de ces trois couleurs à des proportions diverses
permet de reproduire à l'écran un part importante du spectre visible.
Pour voir une animation sur la synthèse additive des couleurs taper
l'adresse suivante sur internet.
http://pagesperso-orange.fr/Gilbert.Gastebois/java/couleurs/couleurs.html Q16 Comment obtenir un pixel de couleur blanche ?
Les images bitmap en couleurs peuvent dont être représentées de 2
manières :
- soit par une image dans laquelle la valeur du