L'image numérique
On désigne une image numérique toute image traitée par la machine. Elle est donc sous forme binaire (suite de 0 et de 1). Elle est la suite « logique » de l’image analogique ou argentique. Le numérique est construit sur le même principe sauf que l'intensité de la lumière n'est plus restituée par des courants électriques mais par des nombres.
La diversité des supports
- L’acquisition : on peut acquérir une image pour en faire une image numérique grâce à un scanner, un appareil photo numérique.
Mais comme toutes les images peuvent être traduites par des chiffres, on peut également numériser, encoder,
des images analogiques. Autre solution, capturer des images et les numériser directement, c'est ce que font les
appareils photos et caméras numériques actuels. Leur fonctionnement peut se schématiser ainsi :
comme pour les images analogiques, ces appareils captent des intensités lumineuses exprimées en microvolts
mais ils leur affectent des chiffres.
On obtient une suite finie de chiffres codée en binaire, le langage des ordinateurs. Pour obtenir l'image il faut donc un traducteur, l'ordinateur, qui va réussir à décoder la suite numérique pour afficher l'image que nous voyons. Les images numériques sont si précises qu'elles permettent de représenter des petits détails que nos yeux ne nous autorisent pas à voir. On comprend donc pourquoi elles sont très utilisées dans les domaines militaire (image radar) et médical (scanner et IRM).
L'outil essentiel à l'acquisition d'image numérique est le capteur CCD présent dans les appareils photos numérique ou les scanners grands publics. Un capteur CCD est un alignement de cellules sensibles à la lumière, dont le fonctionnement est décrit à la suite. Sur chacun de ces cellules, on pose un filtre différent : un rouge, un vert et un bleu. Cela implique que lors d'une capture, chaque point n'aura qu'une coordonnée : OU de rouge, OU de vert OU de bleu. Par la suite, les éléments électroniques périphériques permettront de regrouper des points pour former des pixels. Un pixel est donc, à la base, composé de plusieurs points. - La création via des logiciels : il est possible dans le domaine numérique des créer des images à partir de rien, sans support préexistant. Cela est possible par deux moyens.
D’une part, on peut utiliser des logiciels de création d’image (Photoshop-like ou dessin vectoriel) ou des logiciels de modélisation 3D (3DsMax, Maya, Blender) via souris ou tablettes graphiques.
D’autre part, de peu d’être doué en informatique, en programmation et en maths, il est possible de créer des images numériques (on rappelle que c’est une suite de chiffre) en faisant des programmes en C et autres langages. - Le traitement : ceci représente tout ce que l’on faire subir à une photo numérique ou analogique ensuite scannée. Grâce à des logiciels et autres programmes « faits maisons », on peut faire une rotation, changer la résolution et la taille, changer la couleur, ajouter ou enlever des éléments, appliquer des filtres. C’est ainsi qu’il est possible d’améliorer la qualité d’une image numérique pour la rendre plus exploitable.
- Le stockage sur un support numérique tels que les CD, carte mémoire, ordinateur, disque durs externes, téléphones portables, lecteurs audio/vidéo etc…
Exemple de fonctionnement dans un scanner à plat
Chaîne de création
L’opération consiste à créer les modèles permettant de représenter par des nombres les éléments constitutifs d'une image, les couleurs et les mouvements. La fixation d'une image sur un support nécessite de recourir à des standards ou des normes décrivant le codage utilisé pour sa modélisation.
Modèles de représentation des images
L'information contenue dans une image est toujours très complexe, aussi son codage sous forme numérique utilise obligatoirement une quantité très importante de valeurs... Pour décomposer une image numérique, le plus simple est de la découper en une matrice de cellules sous forme de quadrillage. Ces cellules sont généralement des carrés considérés comme indivisibles et caractérisés par une couleur unique. On les appelle PIXEL. Plus la taille des pixels est faible, plus le modèle est proche de l'image représentée. La résolution de l'image correspondant au nombre de pixels par unité de longueur est souvent exprimée en pixels par pouce (ppp ou dpi en anglais). Les images correspondant à ce modèle seront qualifiées d'images matricielles (bitmap). Ce modèle revient à considérer une image comme un ensemble de points. Dans certains cas, il est plus intéressant de décomposer une image à l'aide d'objets plus complexes, des segments, des cercles ou autres formes géométriques préalablement définies. L'image est alors décrite par un modèle mathématique plus complexe, on parle d'image vectorielle (l'utilisateur manipule alors des objets géométriques et non des points).
Codage des couleurs
Une fois l'image décomposée, il faut disposer d'un modèle susceptible de coder la couleur de chacun des éléments. On utilise généralement le système de représentation RVB : chaque couleur est décomposée en une combinaison de trois couleurs de référence, rouge, vert et bleu.
Format de stockage des images numériques
Pour éviter toute confusion sur la nature de ces données, des types de fichiers ont été définis en prenant en compte les différences de formats et de modèles utilisés. Ils permettent en particulier de distinguer les images matricielles (bmp, tiff, gif, jpeg ou photo CD de Kodak) des images vectorielles (wmf ou eps) et, au sein de ces catégories, les méthodes de stockage des données.
Le terme d’image numérique implique donc plusieurs notions : définition, résolution, pixel, profondeur d'analyse, qualité de compression et formats.
Avantages argentique/numérique
- Qualité et création
Construit par des nombres, sa qualité est fixe et très précise. Il permet donc d'obtenir des images de bien meilleure qualité. Mais surtout, grâce aux chiffres, on peut créer des images numériques à partir de rien et donc représenter ce que l'on veut, même des scènes imaginaires. - Droit à l’erreur et convivialité
Tout le monde sait que le grand avantage de la photo numérique et donc de l’image est le contrôle direct du résultat. Il est plus facile de supprimer directement une photo que d’attendre qu’elle sorte de chez le développeur. Grace à ce procédé, la photo devient plus conviviale, on la montre, on efface, on recommence à volonté, on l’envoie par Internet . - La retouche plus accessible
En effet, grâce à des logiciels tels que Photoshop ou Gimp, la retouche d'image n'est plus réservée aux développeurs de photo ou photographes professionnels.