Photos et pixels

    Une image est constituée d'un ensemble de points appelés pixels (pixel est une abréviation de PICture ELement)

Le pixel représente ainsi le plus petit élément constitutif d'une image numérique. L'ensemble de ces pixels est contenu dans un tableau à deux dimensions constituant l'image. Pour l'informatique, un pixel est codé sur un ou plusieurs bits, selon la « profondeur », c'est-à-dire du nombre de couleurs affichables :

§  noir et blanc : un bit ;

§ 16 couleurs (standard VGA) : 4 bits ;

§ 256 couleurs (ou 256 niveaux de gris, ce qui revient au même en termes d'occupation mémoire) : 8 bits (1 octet) ;

§ 65 536 couleurs (« milliers de couleurs ») : 16 bits ;

§ 16 777 216 couleurs (« 16.7 millions de couleurs », true colors) : 24 bits.

La place mémoire réelle utilisée peut être plus importante. Par exemple, en mode 16 millions de couleurs, le pixel occupe parfois 32 bits (4 octets), l'octet supplémentaire étant inutilisé, ou utilisé pour coder la transparence. Les appareils photographiques professionnels enregistrent jusqu'à 14 bits par couleur, soit 42 bits.

Les 24 bits d'une couleur se décomposent en 3 fois 8 bits :

§ 8 bits sont consacrés à la teinte primaire rouge

§ 8 bits sont consacrés à la teinte primaire vert (et non jaune, comme on le croit souvent)

§ 8 bits sont consacrés à la teinte primaire bleu

    Une séquence de 8 bits permet de coder un nombre entier compris entre 0 et 255. Par conséquent, la valeur de la composante rouge d'un pixel peut être représentée selon 256 niveaux différents (allant du 0, absence de rouge, à 255, rouge d'intensité maximum). Et il en est de même pour les 2 autres composantes primaires, le vert et le bleu.

Donnons un exemple :

Le carré ci-contre  est formé de pixels d'une couleur uniforme dont les caractéristiques RVB sont les suivantes :

§ composante rouge : 251, soit en codage binaire (sur 8 bits) 11111011 ;

§ composante verte : 208, soit 11010000 ;

§ composante bleue : 151, soit 10010111.

Le codage binaire sur 24 bits de cette couleur est donc le suivant :

111110111101000010010111.

Poids d’une image

On appelle définition le nombre de points (pixel) constituant l'image, c'est-à-dire sa « dimension informatique » (le nombre de colonnes de l'image que multiplie son nombre de lignes). Une image possédant 40 pixels en largeur et 480 en hauteur aura une définition de 640 pixels par 480, notée 640x480.

Pour connaître le poids (en octets) d'une image, il est nécessaire de compter le nombre de pixels que contient l'image, cela revient à calculer le nombre de cases du tableau, soit la hauteur de celui-ci que multiplie sa largeur. Le poids de l'image est alors égal à son nombre de pixels que multiplie le poids de chacun de ces éléments.

Voici le calcul pour une image 640x480 en True color :

• Nombre de pixels : 640 x 480 = 307200

• Poids de chaque pixel : 24 bits / 8 = 3 octets

• Le poids de l'image est ainsi égal à : • 307200 x 3 = 921600 octets

921600 / 1024 = 900 Ko

Comprendre les formats de fichiers d'images

    La finesse et la qualité d'une image, qu'elle soit simplement affichée à l'écran ou imprimée sur du papier photo, dépend essentiellement de sa taille. Celle-ci est bien sûr limitée par la résolution du capteur de votre appareil photo. Mais pas seulement, car les images numériques brutes produites par les appareils sont le plus souvent trop lourdes pour être utilisées. Il faut donc les compresser et les enregistrer dans un format adéquat, avant de les envoyer par courrier électronique, par exemple, ou de les retoucher à l'aide d'un logiciel. Il faut donc choisir le modèle de compression le mieux adapté, car chaque type possède ses propres caractéristiques, avantages et inconvénients. Voici les formats les plus couramment utilisés pour les images bitmap :

Format RAW

    Le format d'origine, Raw (il peut porter d'autres noms suivant les fabricants : CRF chez Canon, Nef pour Nikon ou ORF pour Olympus...), délivre des photos brutes. C'est-à-dire qu'aucune compression et aucun réglage ne sont appliqués avant l'enregistrement. La taille du fichier généré est très importante ; seuls les appareils haut de gamme permettent de récupérer des images au format Raw. Il est donc à réserver aux photographes professionnels et aux spécialistes du traitement d'images.

Format BMP

    Le pionnier, le format BMP (BitMaP), développé par Microsoft et IBM, est répandu sur les plates formes Windows et OS/2. Il est notamment utilisé pour les fonds d' écran de votre PC ou indiqué par défaut lors de l'enregistrement d'un dessin avec Windows Paint. Un fichier BMP est un fichier bitmap, c'est-à-dire un fichier d'image graphique stockant les pixels sous forme de tableau de points et gérant les couleurs soit en couleur vraie soit grâce à une palette indexée. Une image en BMP n'est pas compressée, mais les algorithmes utilisés pour le codage des informations de couleur et de forme ne sont pas parfaitement optimisés.
    Le codage de l'image se fait en écrivant successivement les bits correspondant à chaque pixel, ligne par ligne.
        * Les images en 2 couleurs utilisent 1 bit par pixel, ce qui signifie qu'un octet permet de coder 8 pixels
        * Les images en 16 couleurs utilisent 4 bits par pixel, ce qui signifie qu'un octet permet de coder 2 pixels
        * Les images en 256 couleurs utilisent 8 bits par pixel, ce qui signifie qu'un octet code chaque pixel
        * Les images en couleurs réelles utilisent 24 bits par pixel, ce qui signifie qu'il faut 3 octets pour coder chaque pixel, en prenant soin de respecter l'ordre de l'alternance bleu, vert et rouge.

    Résultat : les images enregistrées sont extrêmement lourdes et difficiles à manipuler avec un logiciel de retouche. Pour ces raisons, le BMP tend à disparaître

Format TIFF

    Le format Tiff (pour Tagged Image File Format) est disponible sur la plupart des appareils numériques haut de gamme. Il encode les pages sans perte de données et reste exploitable que soit le système d'exploitation (Windows, Mac Linux...). Seulement, les clichés prennent beaucoup de place sur une carte mémoire et leur sauvegarde exige plusieurs secondes. Concrètement, votre appareil est bloqué pendant l'enregistrement et vous devez attendre avant de prendre une autre photo. Mais la qualité des images est telle que le Tiff est le format privilégié pour la retouche.

Format JPEG ou JPG (Joint Photographic Expert Group)

    Que ce soit pour le stockage dans les appareils photo numériques et sur leurs cartes mémoire, pour la diffusion sur Internet ou encore pour le transfert vers un laboratoire en ligne, le format JPEG est le plus utilisé. Principal avantage : les fichiers sont légers et ont un taux de compression modulable. À noter: si l'altération de la qualité est largement acceptable, en revanche, plus le taux de compression est important, plus la qualité de l'image se dégrade. Il suffit alors de zoomer fortement sur un cliché JPEG pour voir apparaître les blocs de pixels engendrés par la compression.

    En réalité, le taux de compression de 20:1 à 25:1 permet d’enregistrer les images sans perte notable de qualité.

    Cette méthode de compression est beaucoup plus efficace sur les images photographiques (comportant de nombreux pixels de couleurs différentes) et non sur des images géométriques avec les aplats de couleurs uniformes.

Autres formats non utilisés dans la photo :

Le format GIF

    Le format Gif (pour Graphics Interchange Format) a été conçu par la société Compuserve pour faciliter le transfert d'images numériques quand les réseaux de télécommunication étaient très lents. Les images sont limitées à 256 couleurs. C'est peu, mais parfois suffisant pour des dessins et logos, certaines petites animations de sites Web ou le noir et blanc. Ce type de fichier n'est donc pas adapté à la prise de vue ni à la retouche photo.

    Etant donné le caractère propriétaire de l'algorithme de compression, tous les éditeurs de logiciels manipulant des images GIF doivent payer une redevance à la société détentrice des droits :Unisys. C'est une des raisons pour lesquelles le format PNG est de plus en plus plébiscité.

Le format PNG

    Le futur standard du Net, le format PNG (pour Portable Network Graphics) pourrait devenir la nouvelle référence sur le Web et remplacer ainsi le Gif.     Avec une restitution de 16,7 millions de couleurs (en 32 bits), le PNG offre en effet une qualité bien supérieure. Les dégradés sont plus doux et le rendu des couleurs et de la luminosité plus réaliste. Malgré tout, l'enregistrement au format PNG et la réduction du poids des fichiers qui en résulte dégradent trop la qualité des images pour qu'elles soient imprimées ou utilisées pour la retouche.

    A réserver au Web.

Images bitmap

    Par opposition aux images vectorielles il s'agit d'images pixellisées, c'est-à-dire composées d'un ensemble de points (pixels) contenus dans un tableau, chacun de ces points possédant une ou plusieurs valeurs décrivant sa couleur.

Images vectorielles

    Les images vectorielles sont constituées uniquement d'entités mathématiques.

    Elles sont formées par des entités géométriques telles qu'un cercle, un rectangle ou un segment. Ceux-ci sont représentés par des formules mathématiques (un rectangle est défini par deux points, un cercle par un centre et un rayon, une courbe par plusieurs points et une équation). C'est le processeur qui sera chargé de "traduire" ces formes en informations interprétables par la carte graphique.