INITIATION à la PHOTO NUMÉRIQUE

LES COULEURS EN NUMÉRIQUE

Vous avez dit numérique ?

QUESTION

Pourquoi emploie-t-on le terme de numérique (digital) pour la photo ?

RÉPONSE

Parce que les couleurs (et les points de l’image) sont codées sous forme de nombres. L’interprétation et le traitement de ces nombres est fait de manière informatique. Les procédés informatiques traitent les informations sous forme de 0 ou de 1 (valeurs binaires). Les différents 1 ou 0, les bits (bit) sont regroupés par paquets de 8 que l’on appelle des octets (byte).

EXEMPLE

1 1 110010 211

Valeur binaire Valeur décimale

Vert 211Bleu 211

1 1 110010 211

Valeur binaire Valeur décimale

Vert 211Bleu 211 Avec un octet on peut fabriquer une valeur allant de 0 à 255 maxi.

Les couleurs fondamentales

En photo numérique il existe 3 couleurs fondamentales : Le ROUGE Le VERT Le BLEU

On parle de trois composantes RVB (RGB)

Chacune de ces trois couleurs est codée sous la forme d’un nombre

Toutes les autres couleurs sont fabriquées à partir du mélange des différentes valeurs des ces trois couleurs fondamentales.

Les couleurs complémentaires sont :

Le CYAN, le MAGENTA et le JAUNELe CYAN, le MAGENTA et le JAUNE

Différentes valeurs possibles pour le rouge

Chaque couleur fondamentale est codée suivant une valeur allant de 0 à 255 En faisant varier la valeur de la couleur ROUGE on obtient 256 rouges

différents 0 = pas de couleur rouge donc aspect noir 255 = couleur la plus rouge possible (valeur maxi)

0 0 000000

1 1 111111

0

255

1611 0 100001

Exemples de valeurs du ROUGEValeur mini

Valeur maxi

0 0 000000

1 1 111111

0

255

1611 0 100001

Exemples de valeurs du ROUGEValeur mini

Valeur maxi

Mélange de trois couleurs

1 0 000101

1 1 001100

168

204

1010 1 101001

+

+

=

1 - du ROUGE valeur 168

2 - du VERT valeur 101

3 - du BLEU valeur 204

Somme des 3 couleursRÉSULTAT DU MÉLANGE

DES TROIS COULEURSCette couleur n’a pas de code propre.

Elle est issue des 3 composantes RVB

1 0 000101

1 1 001100

168

204

1010 1 101001

+

+

=

1 - du ROUGE valeur 168

2 - du VERT valeur 101

3 - du BLEU valeur 204

Somme des 3 couleursRÉSULTAT DU MÉLANGE

DES TROIS COULEURSCette couleur n’a pas de code propre.

Elle est issue des 3 composantes RVB

Mélange des trois couleurs fondamentales

000N

255255255W

0255255J

2552550C

2550255M

25500B

02550V

00255R

BleuVertRouge

Valeur des composantesZones

000N

255255255W

0255255J

2552550C

2550255M

25500B

02550V

00255R

BleuVertRouge

Valeur des composantesZones

ACQUÉRIR UNE IMAGE AVEC UN APPAREIL NUMÉRIQUE

Les capteurs

Un appareil photo numérique ne fabrique pas les couleurs mais, à l’inverse, il les lit sur l’image formée sur son capteur. Le capteur est formé de d’une multitude de points, les photo-sites (nommés à tort pixels), disposés en lignes et colonnes.

Ce capteur possède : 2048 x 1536 = 3 145 728 pixels Il est vendu comme un 3.2 méga pixels (Méga = 1 million) Chaque pixel formera, après un calcul, un élément de l’image totale. Il contiendra les 3 valeurs RVB des couleurs fondamentales

2048 points

15

36

po

ints

2048 points

15

36

po

ints

Les capteurs FOVÉON

Développés par SIGMA en 2002, ils ne sont pas, pour l’instant, très utilisés. Il est composé de 3 couches « filtres »

Couche recevant

toute la lumière

Couche recevant

toute la lumière

sauf le bleu, filtré

par la couche

supérieure

Couche ne recevant

que le rouge

Lumière arrivant sur le capteur

Couche recevant

toute la lumière

Couche recevant

toute la lumière

sauf le bleu, filtré

par la couche

supérieure

Couche ne recevant

que le rouge

Lumière arrivant sur le capteur

La différence entre :

le signal sur la couche bleue

et

le signal sur la couche verte

= VALEUR DU BLEU

La différence entre :

le signal sur la couche verte

et

le signal sur la couche rouge

= VALEUR DU VERT

signal arrivant sur la couche rouge

= VALEUR DU ROUGE

Pixel après pixel, le calculateur élabore les 3 valeurs de la composante RVB

Les capteurs à matrice de BAYER Ils équipent quasiment tous les APN. On distingue deux technologies : - Les CCD – sensibilité correcte – coût assez élevé - Les CMOS – coût de fabrication moindre – un peu moins sensibles – rendu plus doux

Chaque pixel ne reçoit d’une seule information, en rouge,

en vert ou en bleu.

Pour déterminer celles qui lui manquent, il analyse les

pixels voisins de couleurs différentes et fait une

« moyenne »

Il y a deux fois plus de pixels verts que de rouges ou de

bleus afin de respecter la vision humaine qui plus

analytique sur les couleurs vertes et aussi pour

compenser l’espace de couleurs du ‘coté’ des verts

Valeur du

ROUGE lue

directement

sur le pixel

Valeur du

BLEU calculée

à partir des

informations

sur les 4 pixels

bleus voisins

Valeur du VERT

calculée à partir

des

informations sur

les 4 pixels

verts voisins

Le calculateur (DSP) élabore à partir

de ces informations les valeurs des

trois couleurs fondamentales

(rouge – vert - bleu)

Chaque pixel ne reçoit d’une seule information, en rouge,

en vert ou en bleu.

Pour déterminer celles qui lui manquent, il analyse les

pixels voisins de couleurs différentes et fait une

« moyenne »

Il y a deux fois plus de pixels verts que de rouges ou de

bleus afin de respecter la vision humaine qui plus

analytique sur les couleurs vertes et aussi pour

compenser l’espace de couleurs du ‘coté’ des verts

Valeur du

ROUGE lue

directement

sur le pixel

Valeur du

BLEU calculée

à partir des

informations

sur les 4 pixels

bleus voisins

Valeur du VERT

calculée à partir

des

informations sur

les 4 pixels

verts voisins

Le calculateur (DSP) élabore à partir

de ces informations les valeurs des

trois couleurs fondamentales

(rouge – vert - bleu)

Organisation d’un appareil numérique

L’information issue du capteur n’est pas directement utilisable par un système numérique. Elle doit être, dans un premier temps numérisée, puis traitée afin de calculer les valeurs des 3 composantes fondamentales. Enfin elle est stockée dans la mémoire de l’appareil. Il n’y a pas que le nombre de pixels qui compte pour définir la qualité d’un APN. La qualité du traitement du signal devient maintenant aussi importante, voire plus.

Le stockage des images Les fichiers sont stockés dans des cartes mémoires. La capacité des cartes va de 1Go à 128 Go Mo : méga octet (1 million) – Go : giga octet (1 milliard) Une carte peut enregistrer de quelques dizaines à plusieurs centaines de photos suivant la définition (RAW, JPG, taille de lecture) et la compression choisies

Compact Flash

Ultra ll Série PRO

Memory

Stick Memory

Stick Duo Secure digital SD

xD

Les principaux différents modèles

Un pixel contient 3 valeurs

Nombre de pixels nécessaires pour réaliser un tirage Si le nombre de pixels est trop faible la définition de l’image ne sera pas suffisante et

ils seront visibles sur le tirage sous forme de petits carrés.

Définition de l’image trop faible

Définition de l’image correcte

L’œil ne peut pas discerner un nombre de points supérieur à 300 pixels par pouce (inch) noté 300 dpi (dot per inch) ou ppp (point par pouce).

En principe la définition recommandée est donc 300 dpi. Si l’appareil a un capteur de 2048 x 1536 pixels on peur réaliser un tirage de : largeur : 2048 / 300 = 6,3 pouces (17,3 cm) hauteur : 1536 / 300 = 5.12 pouces (13 cm) Un tirage 20 x 30 cm aura une résolution de : 195 dpi (en hauteur) ce qui est un peu faible Il faudra donc augmenter le nombre de pixels par un logiciel de traitement de l’image.

À noter qu’un tirage 20 x 30 cm n’est pas homothétique au format du capteur

30 cm

20 c

m

Image

complète

Bords non

utilisés

30 cm

20 c

m

Image

complète

Bords non

utilisés Le poids (taille) des fichiers photos Le poids (ou la taille) d’un fichier informatique est le nombre d’octets qu’il contient. Un capteur de 2048 x 1536 pixels possède 2048 x 1536 = 3 145 728 pixels au total comme pour chaque pixel il y a 3 valeurs (3 octets) représentant les valeurs des 3 couleurs fondamentales, le fichier a un poids de : 3 145 728 x 3 = 9 437 184 octets Auquel il faudra ajouter quelques octets pour véhiculer les informations embarquées (nom, date - heure, type, attributs, etc.…) soit environ 9 500 000 octets

Le poids (la taille) des fichiers engendrés est

souvent assez important. C’est pour cette raison que

souvent ils sont compressés

Une image 20 x 30 cm à 300 dpi a une taille de : [(20 / 2.54) x 300 ] x [ (30 / 2.54) x 300] x 3 = 25 110 050 octets

soit environ 24 Mo (méga octets)* *1 Ko = 1024 octets

Le format des fichiers photos Il existe différents standards, les formats, pour enregistrer une photo dans une mémoire informatique.

Formats

TIFC’est le fichier de tous les pixels de l’image. C’est une copie

conforme, il n’y a aucune perte ou extrapolation des valeurs

JPG (Prononcer « gipégue »). Le fichier est compressé.

Un algorithme regroupe les pixels de même couleur (ou parfois de

couleur voisine). Avantage : le poids du fichier est donc réduit.

Mais il y a une perte de l’information. Cette compression est

destructrice, il ne faut pas l’utiliser de manière répétitive.

Caractéristiques

3 3 2 2

Original ( 10 informations) Compressé ( 4 informations)

Résultat après décompression ( les nuances ont disparu)

Formats

TIFC’est le fichier de tous les pixels de l’image. C’est une copie

conforme, il n’y a aucune perte ou extrapolation des valeurs

JPG (Prononcer « gipégue »). Le fichier est compressé.

Un algorithme regroupe les pixels de même couleur (ou parfois de

couleur voisine). Avantage : le poids du fichier est donc réduit.

Mais il y a une perte de l’information. Cette compression est

destructrice, il ne faut pas l’utiliser de manière répétitive.

Caractéristiques

3 3 2 2

Original ( 10 informations) Compressé ( 4 informations)

Résultat après décompression ( les nuances ont disparu)

Effet destructeur sur une image enregistrée successivement en format JPG.

Image enregistrée cinq fois

en compression JPG moyenne

Image originale issue de l’APN

Résolution maxi / compression mini

Formats

RAW C’est le fichier issu directement de l’APN, sans traitement. Il

nécessite un logiciel de post traitement propriétaire.

Caractéristiques

PDF Format destiné au logiciel lecteur de documents Acrobat Reader

PSDFormat de travail du logiciel Photoshop qui contient toutes les

activités du travail de l’image sur ce logiciel. Fichier très lourd.

BMP Image destinée au travail sous Windows (bitmap)

GIF Image fortement compressée. Adaptée aux images animées et aux

logos

Etc. …

Formats

RAW C’est le fichier issu directement de l’APN, sans traitement. Il

nécessite un logiciel de post traitement propriétaire.

Caractéristiques

PDF Format destiné au logiciel lecteur de documents Acrobat Reader

PSDFormat de travail du logiciel Photoshop qui contient toutes les

activités du travail de l’image sur ce logiciel. Fichier très lourd.

BMP Image destinée au travail sous Windows (bitmap)

GIF Image fortement compressée. Adaptée aux images animées et aux

logos

Etc. …

Taille des capteurs – Influence sur la prise de vue La taille des capteurs varie de quelques millimètres de coté (compacts) à plusieurs centimètres (moyen format) en passant par le format 24 x 36 mm

Si le capteur a une taille différente du

format 24 x 36 mm, il faut appliquer un

coefficient de correction à la longueur

focale des objectifs*.

En photo, la profondeur de champ est

fonction de la taille du film, ici du capteur.

Avec les capteurs de petites tailles on

dispose d’une très grande profondeur de

champ, même à de grandes ouvertures du

diaphragme. (c’est parfois un inconvénient)

taille du capteur : 22,5 x 15 mm

coefficient : 1,6

(un 100 mm devient un 160 mm*)

1

2

Longueur focale

Profondeur de champ

* En fait un 100mm reste un 100mm et c’est en réalité un

recadrage équivalent à 160 mm dont il faudrait parler

Si le capteur a une taille différente du

format 24 x 36 mm, il faut appliquer un

coefficient de correction à la longueur

focale des objectifs*.

En photo, la profondeur de champ est

fonction de la taille du film, ici du capteur.

Avec les capteurs de petites tailles on

dispose d’une très grande profondeur de

champ, même à de grandes ouvertures du

diaphragme. (c’est parfois un inconvénient)

taille du capteur : 22,5 x 15 mm

coefficient : 1,6

(un 100 mm devient un 160 mm*)

1

2

Longueur focale

Profondeur de champ

* En fait un 100mm reste un 100mm et c’est en réalité un

recadrage équivalent à 160 mm dont il faudrait parler

Taille des capteurs – Homothétie Les dimensions des capteurs ne sont pas toujours (en fait presque jamais) homothétiques aux dimensions des tirages. Au tirage, deux cas sont possibles : - Il manque un morceau de l’image. - Il y a des bandes sur deux bords du tirage.

30 cm

Bandes

blanches

Parties coupées

30 cm

20

cm

30 cm

Bandes

blanches

Parties coupées

30 cm

20

cm

Il est préférable, si on confie ses travaux à un labo, de bien préparer ses tirages aux

dimensions souhaitées

Les fonctions des appareils numériques Les fonctions classiques, celles qu’on trouve sur tous les appareils photo,

numériques ou argentiques : - Le déclencheur - Le viseur optique (conseillé pour les compacts) - Le flash intégré - Le zoom - Le mode de prise de vues : Av, Tv, M, P, programmes résultats, retardateur, rafale - L’auto focus - Les mesures de la lumière – sur / sous exposition etc… Liste à adapter suivant les marques et équipements des appareils

Les fonctions spécifiques des appareils photo numériques : Le viseur électronique (EVF electronic view finder) : c’est un petit écran TV dans un viseur qui reproduit l’image. Non conseillé car imprécis, inexploitable par faible lumière. L’écran de contrôle. Il peut jouer le rôle de :

- viseur (sauf par forte lumière). - visualisation des images après les prises de vues. - écran de pilotage des paramètres dans les menus de réglages

Réglage de la balance des blancs.

Réglage de la sensibilité.

Les effets spéciaux

Le poids et le taux de compression des images

Imprimer des photos Fonctions disponibles : sélection des photos, nombre, recadrage, index, … Visualiser les photos sur un téléviseur Une connexion (mode AV) permet de visualiser les photos sur un téléviseur comme sur l’écran arrière de l’appareil Autres fonctionnalités : Enregistrement des paramètres de prise de vues, rotation des images, index à l’écran, zoom de lecture, mémos vocaux, diaporama automatique, effacement des images, liaison avec un ordinateur,

Les étapes du traitement des images avec un ordinateur Organisation générale du traitement d’une image

Dis

qu

e

du

r

HD

Cir

cu

it s

an

s o

rdin

ate

ur

sau

veg

ard

e

acq

uis

itio

n

Tir

ag

es

Imp

rim

an

te

Lab

ora

toir

e

AP

N

Scan

ner

film

Scan

ner

àp

lat

Inte

rnet

Ord

inate

ur

Lo

gic

iel

CD

RO

M

Clé

US

BC

art

e

Dis

qu

e

du

r

HD

Cir

cu

it s

an

s o

rdin

ate

ur

sau

veg

ard

e

acq

uis

itio

n

Tir

ag

es

Imp

rim

an

te

Lab

ora

toir

e

AP

N

Scan

ner

film

Scan

ner

àp

lat

Inte

rnet

Ord

inate

ur

Lo

gic

iel

CD

RO

M

Clé

US

BC

art

e

Les quatre étapes du traitement d’une image avec un logiciel

© Bernard BELISME Reproduction et usage interdits sans autorisation (Article L111-1 du Code de la propriété intellectuelle et suivants)