Images numériques 

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Ce document concerne les images fixes (et les animations simples); La vidéo sera traitée indépendemment.

Il existe une multitude de formats qui dépendent du type de document que l'on cherche à produire et du périphérique utilisé pour l'entrée de l'image, mais peuvent se regrouper en deux grandes catégories : les images par matricielles et les images vectorielles.
  1. Périphériques d'entrée
  2. Les deux grands types de formats d'images
    1. Les images matricielles, [PNG], JPEG]
    2. Les images vectorielles
Références
[TP images vectorielles]
[Photographier avec un appareil numérique]

1 Périphériques d'entrée

L'appareil photographique numérique et le scanner sont les outils les plus connus.
Sur le même site :
Epson Twain, Easy scan

Sur un scanner, le traitement de données est réalisée par le pilote du scanner ou mieux par l'application de dessin qui reçoit l'image finale avant son enregistrement (c'est pourquoi il est préférable d'appeler le scanner non pas directement, mais à partir d'une application de dessin).

Remarque : s'il s'agit de scanner un texte pour pouvoir le retravailler, consultez le document sur les [textes].

Un appareil photographique numérique code l'image grâce à son capteur et à un processeur. Il doit aussi être capable de stocker temporairement les images indépendemment de l'ordinateur auquel elles sont finalement destinées (mais certains appareils permettent une impression directe des images, donc de travailler sans ordinateur, avec, en contrepartie, des possibilités de traitement plus limitées).

Scanner et appareil photographique produisent des images matricielles.
Sur le même site :
Photoshop elements
Paint shop Pro

Les autres possibilités d'entrée sont la souris et /ou la tablette graphique, couplées à une application de dessin. Les outils disponibles dans l'application produisent soit une image matricielle, soit une image vectorielle, soit les deux. Enfin, certains logiciels produisent des images à partir d'algorithmes (fractales...).

2 Les deux grands types de format d'image
2.1 Les images matricielles (par points ou bitmaps)

amanitedétail
Dans les images matricielles, chaque point, ou pixel, est représenté par une case de tableau (une matrice) contenant ses propriétés (couleur ou nuance de gris).
Caractéristiques :
Lorsqu'une image est affichée sur l'écran, elle utilise toujours une matrice, celle de l'écran. De ce fait elle occupe une place en mémoire qui dépend uniquement de ses dimensions en pixels et du nombre de couleurs possibles (ou profondeur de couleur), sauf pour les images multicouches qui occupent encore plus de place. Deux images n'occupant pas le même nombre d'octets sur le disque auront la même taille en mémoire si leur nombre de pixels à l'écran et leur profondeur de couleur sont les mêmes.

bit / pixel nombre de couleurs possibles
1 2 couleurs
noir et blanc
4 16 couleurs
16 couleurs
8 256 couleurs ou nuances de gris
16 65.536 couleurs
24 16 millions de couleurs
16.777.216 couleurs
Il faut bien distinguer le nombre de couleurs possibles du nombre de couleurs réellement utilisé par l'image. Le nombre de couleurs possibles est lié au nombre de bits par pixel codant la couleur (comme toute information dans l'ordinateur, les couleurs sont représentées par une suite de 0 et de 1).

Le nombre de couleurs réellement utilisé dépend de l'image bien sûr, des performances de la carte graphique et de son paramétrage (avec Windows, il est défini dans le tableau de bord Affichage). Si la carte graphique d'une machine est réglée au standard VGA (affichage 640 par 480 pixels en 16 couleurs), vous ne verrez que 16 couleurs même si le fichier image possède une profondeur de couleur de 16 millions, mais cette situation est de plus en plus rare !

Lorsque l'image est stockée sur un disque, elle est presque toujours comprimée pour limiter la taille du fichier. La compression se fait avec ou sans perte de qualité. Dans les compressions sans perte de qualité (réversible), on peut, par exemple, regrouper les points de même couleur. Ainsi au lieu de stocker 16 fois la même information correspondant à 16 points de couleur identique juxtaposés, n'est stocké que la position du point de départ, celle du point d'arrivée, et la couleur. Bien évidemment, plus l'image est simple, plus le taux de compression obtenu est important.

Les algorithmes de compression avec perte de qualité (irréversible) regroupent des pixels qui ont des couleurs proches. Le niveau de compression est choisi à l'enregistrement. En choisissant une qualité élevée, les différences avec l'original ne sont quasiment pas visibles sur un écran.

Les principaux formats par points sont : TIFF (Tagged Image File Format ou .tif) est généré par les scanners et utilisé par les applications de mise en page. C'est un format versatile compressé sans perte de qualité, parfois non compressé. Des informations sur la destination (écran, imprimante) sont enregistrées avec l'image. Elles seront utilisées par l'application de mise en page (comparez l'affichage dans Word de deux images de même taille, scannées à 300 et 76 points par pouce). GIF (Graphic Interchange Format ou .gif) et JPEG (Joint Photo Expert Group ou .jpg) sont deux formats populaires sur l'Internet. Les fichiers JPEG comptent obligatoirement 256 nuances de gris ou 16 millions de couleurs et sont adaptés aux photographies, la compression se fait avec perte. GIF n'accepte que 256 couleurs au maximum et est adapté aux images comprenant de grands aplats de couleur (type bande dessinée); la compression se fait sans perte de qualité. Ce format supporte de petites animations. Le format GIF étant une propriété de la société Compuserve, il est lentement remplacé par son équivalent, le PNG (Portable Network Graphics ou .png).

JPEG et PNG possèdent une structure optionnelle (nommée entrelacée pour le PNG et progressive pour JPEG) qui leur permet de s'afficher très vite dans les navigateurs avec une faible définition, pour devenir progressivement de plus en plus nets.

2.2 Les images vectorielles

L'image vectorielle est constituée de de points et de surfaces dont les coordonnées relatives à une origine sont définies par des formules mathématiques. Points et surfaces possèdent des propriétés (couleur, texture,etc.). SVG (Scalable Vector Graphics) est le format choisi par le w3c pour gérer les graphiques vectoriels dans les pages web (3). Aucun navigateur n'implémente aujourd'hui cette norme, bien que des tentatives aient débuté (4). Le module externe proposé par Adobe ne fonctionne pas dans sa version 3.0 avec Firefox (et la version 6.beta est à déconseiller). Hors navigateurs, Inkscape, Sodipodi et OpenOffice Draw en sont des éditeurs (libres) et des banques de clipart en .svg (5) apparaîssent sur l'Internet. Bref, c'est sans doute le format du futur, mais la gestation est longue...

WMF (Windows Meta File) est le format vectoriel de Windows, utilisé par Microsoft Draw, et les anciennes versions de Word, Excel. Il s'agit en fait d'un format mixte, pouvant contenir des informations sous forme matricielle.

EPS (Encapsuled PostScript), ou encore EPSF, est également un format mixte, destiné à l'origine à l'envoi de commandes à une imprimante, mais très largement utilisé pour son universalité.

PICT est un ancien format populaire sur Macintosh.

SWF (Flash), destiné au web, est un format très populaire, qui supporte les animations et le son. Mais c'est un format propriétaire de la société Macromedia.

DXF est un format utilisé en DAO (dessin industriel). Il peut être généré par un logiciel libre comme QCad (6).

 Références

(3) 2003. Scalable Vector Graphics (SVG) 1.1 Specification. www.w3.org/TR/SVG/
(4) Mozilla SVG Project. www.mozilla.org/projects/svg/ La version 1.5 de Firefox supporte officiellement le SVG : developer.mozilla.org/en/docs/SVG_in_Firefox_1.5.
(5) 

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