Numérique

Les images sont des fichiers…

Résolution

La résolution indique le pouvoir résolvant d’un périphérique de numérisation ou de sortie (imprimante ou écran). La résolution s’exprime en dpi – ou dots per inch (points par pouces). Un pouce est égal à 2,54 cm.

Exemples :

Pouvoir séparateur de l’œil

Le pouvoir séparateur de l’œil (ou pouvoir résolvant) est approximativement égal à une minute d’arc (1/60^e de degré), soit :

• 60 points par degré ou 350 dpi (points par pouce) au  punctum proximum (25 cm), distance minimum d’accommodation permettant de voir une image nette ;
• 300 dpi à 30 cm environ.

Définition

Une image numérique est définie par des pixels. La définition d’une image numérique indique le nombre de pixels qu’elle contient.

Exemple : 1 000 x 1 500 pixels, soit 1 500 000 pixels, soit 1,5 mégapixels.

Relation entre les dimensions, la résolution et la définition d’une image

La relation suivante permet de calculer la définition d’une image connaissant ses dimensions et la résolution de numérisation :

définition (pixels) = 
dimension (cm) ÷ 2,54 × résolution (dpi)

Exemple : une image de format 10 × 15 cm, numérisée à 300 dpi aura une résolution égale à 1182 × 1772 pixels, soit 2 094 504 pixels, soit environ 2 Mégapixels.

La relation suivante permet de calculer la résolution à laquelle il faut numériser une image en fonction de ses dimensions et de la définition souhaitée :

résolution (dpi) = 
définition (pixels) ÷ dimension (cm) × 2,54

La relation suivante permet de calculer des dimensions d’une image connaissant sa définition est la résolution de sortie :

dimension (cm) =
définition (pixels) ÷ résolution (dpi) × 2,54

Bits par pixel

Détermine le nombre de valeurs d’un pixel (niveaux de gris ou couleurs). Pour n bits on obtient 2ⁿ valeurs différentes.

Exemples :

Linéature et niveaux de gris

En impression laser et offset, l’image est tramée ; la restitution des couleurs est obtenue par séparation de l’image en couches – jaune, magenta, cyan, noir – chaque couche faisant l’objet d’un traitement en niveaux de gris ; la restitution des niveaux de gris pour chaque couche est obtenue par variation de la taille du point de trame. Chaque trame est orientée selon un angle caractéristique afin d’éviter le phénomène de moiré.

La linéature exprime la finesse de la trame en lignes par pouce (lpi).

La relation entre le nombre de niveaux de gris, la résolution du périphérique de sortie et la linéature de la trame est établie par l’équation suivante :

nombre de niveaux de gris = 
(résolution du périphérique de sortie (dpi) 
÷ linéature (lpi))2

Le tableau ci-dessous indique les valeurs de linéature courantes utilisées en impression laser ou offset pour restituer au moins 256 niveaux de gris par couche :

Résolution de l’image et linéature

Compte tenu de l’orientation des trames et du calcul d’interpolation nécessaire pour obtenir les points de trame, la résolution de l’image doit être supérieure à la linéature :

• pour une impression offset, il est d’usage de numériser à 300 points par pouce pour une linéature de 150 lignes par pouce (soit une résolution égale au double de la linéature) ;
• pour une impression laser, une résolution de 120 points par pouce pour une linéature de 75 lignes par pouces pourra suffire.

Taille mémoire de l’image

La taille mémoire d’une image numérique est calculée à partir de sa définition et du nombre de bits par pixels :

taille mémoire (octets) = définition (pixels) × nombre de bits par pixel ÷ 8

Exemple : la définition d’une image 10 × 15 cm, numérisée à 300 dpi est égale à 2 Mégapixels environ ; sa taille mémoire sera égale à 2 Mo environ à raison de 8 bits par pixels (photographie en noir et blanc) ou à 6 Mo environ à raison de 24 bits par pixels (photographie en couleur).

Méthodes de compression

JPEG – Joint Photographic Experts Group

JPEG est un algorithme de compression d’images destiné à la compression des photographies numériques. C’est un algorithme de compression avec perte ; il permet de choisir entre différents taux de compression, selon la qualité désirée (plus le taux de compression est élevé, moins la qualité est élevée − et réciproquement). L’algorithme JPEG permet typiquement d’obtenir des taux de compression de l’ordre de 4:1, 8:1, 16:1 et plus.

LZW – Lempel-Ziv & Welch

LZW est un algorithme de compression de données sans perte ; appliqué à des photographies numériques, il permet d’obtenir un taux de compression compris entre 50 et 70% environ.

ZIP

ZIP est un algorithme de compression de données sans perte comparable à LZW ; il permet d’obtenir un taux de compression légèrement supérieur.

Mode couleur

Il existe de nombreux modes couleur adaptés à différents types d’applications :

• CIE XYZ, CIE L*a*b* : modèles colorimétriques de référence ;
• RVB (rouge, vert, bleu) : synthèse additive (scanners, vidéo, photographie…) ;
• CMJN (cyan, magenta, jaune, noir) : synthèse soustractive (imprimerie) ;
• YUV, YCrCb : modèles luminance / chrominance.

Le modèle RVB est utilisé pour l’enregistrement des photographies et l’affichage à l’écran.

Espace couleur

Les espaces couleur RVB les plus utilisés sont :

• sRGB (IEC 61966-2.1) ;
• Adobe RGB (1988) ;
• ProPhoto (RGB).

Formats de fichier

RAW

Désigne un format de prise de vue « propriétaire », spécifique à chaque modèle d’appareil photo. Non recommandé pour l’archivage.

DNG – Digital Negative

Format « propriétaire » (Adobe), mais dont les spécifications sont publiques. Peut être utilisé comme format d’échange et d’archivage de fichiers « RAW ».

TIFF – Tagged Image File Format

Format « propriétaire » (Adobe), mais dont les spécifications sont publiques. Supporte de nombreux modes couleur et de nombreux algorithmes de compression, notamment ZIP et LZW. Peut être utilisé comme format d’échange et d’archivage de fichiers finalisés.

JFIF – JPEG File Interchange Format

Format d’images compressées, utilisé pour la diffusion des images sur le Web. Également utilisé comme format d’enregistrement à la prise de vue.