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Après
le son (CD)
et le téléphone (GSM), c’est l’image qui passe au numérique.
Les images sont codées sous forme de fichiers informatiques et le film est
remplacé par des supports mémoires. Mais
qu'elles soient issues d'un appareil photo, d'un scanner ou d'un CD, toutes les
images numériques se ressemblent. Elles sont représentées sous forme d’une
multitude de petits carrés rouges, verts et bleus, les pixels, et codées en
données binaires.
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De
l’argentique au numérique
 Il existe beaucoup d'analogies entre un appareil
photo argentique et son équivalant numérique et les deux s'utilisent de la même
manière (ou presque). De même, photo argentique et photo numérique comportent
de nombreux points communs.
Dans les deux cas, il faut un objectif, un viseur et
un déclencheur. Un déclic et quelques centièmes de seconde plus tard, l'image
vue par l'objectif est capturée par une surface photosensible pour devenir une
photo fixe.
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Photo
argentique
Depuis deux siècles, les photos sont obtenues par
des moyens chimiques dont la technique la plus évoluée est l’invention du
film par Eastman Kodak. Le film est une pellicule photosensible composée de
grains d'argent qui se transforment sous l'effet de la lumière pendant l’exposition.
Lors du déclenchement, les photons transmettent leur énergie au film pour
former l'image (latente mais invisible).
Le développement consiste à révéler puis fixer
cette image par des bains chimiques pour en faire un négatif (ou une
diapositive), ne craignant plus la lumière. La dernière étape est
l'agrandissement, qui consiste à reproduire l’image par un tirage sur papier.
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Photo
numérique
Le principe d'un appareil photo numérique est le même,
sauf que le film est remplacé par un CCD de quelques millimètres. Ce capteur,
composé d'éléments photosensibles (les photosites), transforme l'image en
données numériques. Pour ce faire, pendant l’exposition, les photosites reçoivent
la lumière et produisent une tension. Cette énergie est transformée en charge
électrique qui, par une conversion « analogique/numérique », est
codée sous forme binaire (succession de 0 et de 1). La couleur de l’image est
assurée par une mosaïque colorée qui filtre chaque photosite en rouge, en
bleu et en vert. Ainsi, un capteur de 3 millions de pixels est composé en réalité
d'un million de pixels pour le rouge, d'un million de pixels pour le bleu, d'un
million de pixels pour le vert.
Sans passer par un laboratoire, le développement
est remplacé par l'enregistrement, dans la mémoire interne de l'appareil, d'un
fichier pour chaque photo. L’avantage de ces fichiers est de pouvoir les
conserver pour les relire, les afficher sur écran, les imprimer, les
transmettre, les recopier, les corriger, ou bien de les effacer.
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Les
Pixels : comme une mosaïque antique
La répétition de motifs de petite taille est
utilisée depuis toujours pour reproduire des images: les vitraux, les mosaïques
antiques, les canevas reposent sur ce principe. La densité et la couleur des
motifs leurrent l’œil humain et simulent les détails et les nuances d'une
image et permettent la représentation d'un sujet.
En numérique, la qualité des images dépend de
plusieurs éléments : définition, résolution, taille d'image, taux de
compression. Par exemple si le fichier original comporte trop peu de pixels, les
images ne pourront pas être agrandies sans perte de qualité (effet de
pixellisation). Ce paramètre est essentiel pour le choix de l'appareil mais
aussi quand on choisit la "qualité d'image" au moment de la prise de
vues. (Voir bien utiliser son numérique)
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effet de pixellisation
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La
Définition : fixée une fois pour toute
C'est le nombre de pixels qui constitue l’image
numérique. Par exemple un appareil qui fournit 1600 x 1200 pixels a une résolution
de 1.920.000 pixels (pour simplifier on parle de 2 mégapixels ou 2 Mpix).
Les premiers appareils photo numériques n'offraient que 640 x 480 pixels,
c’est à dire des images de 300.000 pixels.
Aujourd'hui, les photoscopes se divisent en
plusieurs catégories : 4 Mpix pour les appareils premier prix, 5 à 7 Mpix
pour les photoscopes à usage familial, 6 à 8 mégapixels pour les appareils
experts, plus encore pour les produits professionnels.
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La
Résolution : varie avec le format d’agrandissement
Exprimée en « pouces anglo-saxons » la
résolution définit la densité des informations et varie avec le rapport
d'agrandissement de l’image pour un format donné. Exemple : avec un
appareil de 2 Mpix, on obtient une résolution de 300 points par pouce (ou ppp)
pour un format de 13 x 10 cm (5 x 4 pouces).
Mais la résolution diminue à mesure qu'augmente le
rapport d'agrandissement. Notre photo de 2 millions de pixels (1600 x 1200)
verra sa résolution tomber à 130 ppp en format 20 x 30 cm.
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Poids
des fichiers et compression
La taille des fichiers numériques varie avec la définition
car plus il y a de pixels à définir, plus le volume augmente. Une photo de
1600 x 1200 pixels représente, nous l'avons vu, 2 millions de points. Chacun
d'eux étant codé sur 24 bits, le poids du fichier final sera de 5,6 Megaoctets
( 5,6 Mo), Ce qui veut dire que l’on ne mettra qu’1 photo sur 1 carte de 8
Mo.
Pour obtenir la meilleure image il est tentant de
s’offrir l’appareil présentant la définition la plus élevée. Mais ce
choix implique de nombreuses conséquences. En effet les prix s'envolent plus
vite que la définition et le poids des fichiers va poser des problèmes pour
enregistrer vos photos. Or, dans une photo, un grand nombre d'informations
sont identiques (ciel pur et bleu par exemple) et il existe une astuce
(logicielle) pour réduire le poids des fichiers qui est la compression.
Les
appareils numériques utilisent des formats de fichiers différents (selon
marques et modèles) :
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 Le
fichier RAW : il s'agit
d'un format propre à la marque de l’appareil. Un fichier Raw contient
les données brutes et non compressées du capteur. Il ne pourra être lu
que par le logiciel livré avec l'appareil. De taille énorme, il est peu
utilisable (à réserver aux photographes experts).
Le fichier Tiff : c’est un
format très répandu dans le monde de l'image, il est très volumineux
car peu compressé (à réserver aux applications professionnelles).
Le fichier Jpeg : c'est le
format idéal en photo numérique! Universel, très léger, ce format de
compression est devenu un standard. De plus, ce format autorise différents
niveaux de compression. Une image brute de 5,6 Mo, issue d’un 2 Mpix,
peut être ramenée à environ 1 Mo en "Jpeg qualité maxi" et même
à moins de 200 Ko en "Jpeg qualité basse".
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Compression Jpeg
moyenne (6/10)
Taille du fichier : 9 Ko
Peu d'altération
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Compression Jpeg
trop élevée (1/10)
Taille du fichier : 3 Ko
Beaucoup d'altération
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Attention : notez que le taux de compression
ne change rien à la définition des photos qui, après décompression par
un logiciel, conservent le même nombre de pixels (mais certains sont
altérés de façon définitive). En effet la compression Jpeg consiste à
regrouper en une seule information les pixels de même valeur d’une
photo et après décompression, l'image est reconstituée. En augmentant
le "niveau de compression" on demande au logiciel d’être
moins regardant pour sélectionner les pixels de valeurs proches. C’est
pourquoi le format Jpeg est dit "destructif" car selon le niveau
de compression, certaines informations ont disparu. Pire, à la
décompression, des défauts peuvent apparaître dans les zones unies et
dans les textes. |
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La
qualité des images ne dépend pas que du nombre de pixels
La définition du capteur est un élément important, mais elle ne fait pas
tout. Les essais comparatifs ont montré que des appareils photo numériques dotés
de capteurs 3 Mpix pouvaient délivrer des images d'aussi bonne qualité que des
modèles de définitions supérieures. La qualité de l'objectif, le
savoir-faire du fabricant en matière de traitement logiciel du signal et les
qualités du capteur peuvent avoir une grande influence. Par exemple, les
capteurs CCD de 5 Mpix ont souvent la même taille que celle qu'avait les 3 Mpix
, de ce fait les
photosites du 5 Mpix sont plus petits et présentent souvent un signal bruité,
donc une image moins « nette » que celle d'anciens 3 Mpix.
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En
pratique
En photo numérique, c’est le rapport entre la définition
de départ et la résolution finale de l'image qui va définir la qualité d'une
photo selon le rapport d'agrandissement. La définition est connue dès l'achat de
l'appareil (2, 3, 4 ou 5 mégapixels). On peut la réduire (dans le menu
"Taille") pour enregistrer des fichiers moins volumineux. Mais si on
agrandit trop l’image finale (sur papier comme sur écran), on obtient un
effet de pixellisation, c’est à dire que les pixels sont insuffisamment
nombreux et trop gros et la mosaïque devient perceptible à l'œil.
Pour imprimer avec une qualité photo optimale, la
résolution nécessaire se situe entre 200 et 300 ppp, alors que sur écran, 72
ppp suffisent pour « créer » une bonne sensation de qualité.
A
noter : l’équivalent anglo-saxon de ppp (points par pouce) est dpi (dot
per inch)
Ci
dessous : exemple
de détails agrandis de photos dont le rapport définition/résolution est insuffisant pour une bonne
restitution des détails sans pixellisation. À
50 ppp (points/pouce), les pixels sont visibles. Plus on augmente la résolution,
c'est-à-dire plus il y a de points d'information (haute définition) meilleur
est le résultat.
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Bon rapport définition/résolution.
(Les pixels sont invisibles)
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Définition insuffisante pour cette résolution
(Les pixels ne sont pas assez nombreux)
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Il faut diminuer la résolution (taille).
(Pixellisation trop importante)
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