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Nous vous expliquons avec quelques shémas et textes brefs la partie n° 3 du module 114.

 

Les pixels

La définition

Le plus petit élément constitutif d’une image produite ou traitée électroniquement, définie par ses couleurs composées de rouge, vert et bleu. Généralement représenté par une taille comprise entre 0,18 mm et 0,66 mm de côté.

À savoir...

À noter qu’il n’existe pas de plus petit élément d’une surface d’affichage que le pixel.

L'unité

Abrégée en px, elle est souvent présentée comme un petit carré de couleur. Lorsqu’on zoome sur une image numérique matricielle (les images vectorielles ne sont pas basées sur les pixels), on aperçoit en effet que celle-ci se compose d’une multitude de petits carrés colorés.

L'encodage des pixels

En informatique, les pixels sont codés sur un ou plusieurs bits selon le nombre de couleurs affichables et de l’écran utilisé.

En monochrome : un pixel correspond à 1 bit

En 16 couleurs (standard prise VGA) : un pixel correspond à 4 bits

En 256 couleurs : un pixel correspond à 8 bits (ou 1 octet)

En 65’536 couleurs : un pixel correspond à 16 bits

En 16 millions de couleurs : un pixel correspond à 24 bits

 

Si on s’approche de l’écran voici ce qu’il se passe…

On peut constater que sur un pixel blanc, le rouge / vert / bleu sont les trois actifs.

Les formats d’écran

Le calcul d'un format d'écran

Le format d’écran est le rapport entre la largeur et la hauteur.

On écrit de la manière suivante : largeur : hauteur (X:Y), il est séparé par “:”.

L'encodage des pixels

En informatique, les pixels sont codés sur un ou plusieurs bits selon le nombre de couleurs affichables et de l’écran utilisé.

  • En monochrome : un pixel correspond à 1 bit
  • En 16 couleurs (standard prise VGA) : un pixel correspond à 4 bits
  • En 256 couleurs : un pixel correspond à 8 bits (ou 1 octet)
  • En 65’536 couleurs : un pixel correspond à 16 bits
  • En 16 millions de couleurs : un pixel correspond à 24 bits

 

Les formats les plus courants

Format 4:3 (= 1.33333) qui sont utilisés pour les anciens moniteurs informatiques

Format 3:2 (= 1.5) pour les écrans de télévision standard

Format 5:4 (= 1.25) pour les écrans plat 1280×1024 (l’équivalent d’un écran de 17 à 19”).

Format 8:5 (= 1.6) pour les moniteurs PC larges

Format 16:9 (= 1.77777) pour les écrans plats (TV) et les moniteurs PC larges

Format 16:10 (= 1.6) pour les moniteurs PC larges. Les écrans des PCs Apple sont sous ce format.

La définition des écrans 16:10 ont un nom spécifique par sa taille : WXGA+ -> 1440×900 (pour les écrans de 17″) / WQXGA -> 2560×1600 (pour les écrans de 28 à 30″)

Format 21:9 (= 2.33333) pour les moniteurs des PCs larges (2560×1440)

L'encodage des pixels

En informatique, les pixels sont codés sur un ou plusieurs bits selon le nombre de couleurs affichables et de l’écran utilisé.

  • En monochrome : un pixel correspond à 1 bit
  • En 16 couleurs (standard prise VGA) : un pixel correspond à 4 bits
  • En 256 couleurs : un pixel correspond à 8 bits (ou 1 octet)
  • En 65’536 couleurs : un pixel correspond à 16 bits
  • En 16 millions de couleurs : un pixel correspond à 24 bits

 

À savoir...

À noter qu’il n’existe pas de plus petit élément d’une surface d’affichage que le pixel.

Les différents types d’images

Les types d'images

Les formats d’images servent à pouvoir lire certain type d’images (Par ex. : Photo, vidéo, images dynamique).

 

  • JPEG (Joint Photographic Expert Group)
  • PNG (Portable Network Graphics)
  • GIF (Graphics Interchange Format)
  • PDF (Portable Document Format)
  • AI (Adobe Illustrator, s’ouvre uniquement avec la suite Adobe)
  • SVG (Scalable Vector Graphics)
  • EPS (Encapsulated Poscript)
  • PSD (document PhotoShop, s’ouvre uniquement avec la suite Adobe)
  • TIFF (Tagged Image File Format)
  • MP4 (Moving Picture Expert Group)

RGB

La signification

Le “RGB (Red, Green, Blue)” ou “RVB (Rouge, Vert, Bleu)” sont les trois couleurs primaires qui se trouvent dans tous les pixels d’un écran, cela donne une forme mosaïque qui est trop petite pour être vue à l’œil nue. 

Ces 3 couleurs ont chacune 256 nuances différentes, ceux qui nous donnent un total de 16’777’216 couleurs différentes possible à afficher -> 256 x 256 x 256 = 16’777’216.

Chaque couleur RGB s’appelle “un canal”. L’ordinateur attribut à chaque canal un octet (un octet peut avoir comme valeur en décimal de 0 à 255, d’où les 256 nuances possibles pour chaque couleur), c’est ce qui permet de donner une nuance à chaque canal. 

Lorsque l’on voit des couleurs différents des couleurs primaires, c’est notre œil qui va interpréter le mélange des couleurs, l’ordinateur lui ne fait aucun calcul pour nous afficher une couleur différente.

Les couleurs primaires

Pour l’image ci-dessous, c’est notre œil qui interprète les mélanges des couleurs primaires (Rouge, Vert, Bleu) : 

La différence entre l’image matricielle et vectorielle

Matricielle

La taille est définie et ne s’adapte pas si on agrandit ou rétrécit.

On peut reconnaître qu’une image est matricielle par son format : .jpeg / .jpg / .gif / .png

Vectorielle

La taille n’est pas définie et s’adapte si on l’agrandit ou rétrécit.

On peut constater que l’image matriciel, lorsque l’on zoom dessus, on peut voir les pixels qui composent l’image. Tant dit que l’image vectoriel, quel que soit le niveau de zoom, l’image restera toujours net.

A la base de toute image matricielle (autrement appelé bitmap) comme une photo numérique : le pixel est le plus petit élément d’une image, une sorte d’atome de l’imagerie numérique. 

Nous parlons ici d’images matricielles ou bitmaps, car il existe également les images vectorielles, qui n’utilisent pas de pixels mais des objets géométriques (des segments, polygones, arcs de cercles, …) et ne sont pas concernés par le concept de résolution ou de définition.

Sauf lorsque l’on passe d’une image vectorielle à une image bitmap (pour l’affichage ou l’impression, par exemple).

Une image matricielle est ainsi un tableau constitué de lignes et de colonnes de pixels. Chaque case de ce tableau dispose d’un pixel avec une couleur attribuée.

Conclusion

Pour faire simple, plus une image dipose de pixels, plus la qualité sera haute et précise. C’est pourquoi les constructeurs proposent des capteurs toujours plus définis.

Résolution des images

Détail à 100% d’une image simulée à 72 dpi sur la gauche et à 300 dpi sur la droite.

Définition d’une image

La définition est la taille d’une image ou d’un écran exprimé en pixel. La résolution est le nombre de pixel par unité de longueur ou, autrement dit, la densité de points par unité de longueur exprimée en dpi (dot per inch) ou ppp (point par pouce).

Pour calculer la définition d’une image numérique, il suffit de multiplier le nombre de pixels sur la hauteur par le nombre de pixels sur la largeur de l’image.

Avec une résolution de 300 dpi, l’imprimante va pouvoir imprimer 300 points d’encres par pouce. Oui, sur le papier on parle de point d’encre et non plus de pixels. Avec cette résolution et une imprimante performante, on ne devrait d’ailleurs pas voir les pixels sur l’image.

(taille en pixels x 2,54) / taille en cm = dpi*

soit

(6000 x 2,54) / 42 = 362 dpi

(4000 x 2,54) / 29,7 = 342 dpi

* : La trame de base constituant le nappage d’une image numérique, que ce soit en imprimerie ou en photographie numérique, est définie en nombre de PPP ou, en anglais, en DPI (Dots Per Inch).

Elle définit le nombre d’informations constituant une ligne d’un pouce, soit 2,54 cm. Ainsi, une résolution de 2’400 PPP signifie que l’image, en noir-blanc, a une définition de 2’400 points blancs et noirs sur une longueur de 2,54 cm. Le point, dès lors, mesure 25’400 μm / 2’400 = 10,583 μm qui sera le détail le plus petit possible de l’image.

Les problèmes

Calculer la taille d'un écran de télévision de 21 pouces, format 4:3

Pour résoudre ce problème, nous avons déjà la diagonale qui est de 21 pouces. Ce qui équivaut à 53,34 cm.

Et voici le calcul hautement scientifique (valable pour tous les écran 4/3) :
h = 3 x d / 5 =   3 x 53.34 / 5 = 32 cm
 l = 4 x d / 5       4 x 53.34 / 4 = 42.67 cm

h = 32 soit 32 cm

l = 42.67 soit 43 cm

Donc, pour un écran en ratio 4/3, de 21″ de diagonale, équivalent à 53.34 cm, la hauteur doit faire 32 cm, et la largeur 43 cm.

Soit photo au format 1024 x 768. Calculer sa définition et son format

Pour la définition de la photo, il nous suffit de faire sa largeur fois sa hauteur, soit 1024 fois 768 ce qui nous donne 786’432 ce qui revient à 0,786 Mégapixels.

Pour connaitre son format, la solution la plus simple est de diviser la largeur par sa hauteur. Comme nous le voyons sur cette image, nous arrivons à un résultat de 1,33 ce qui signifie que nous sommes en 4 : 3

Calculer la résolution d'un écran de 15 pouces, au format XGA

Pour trouver la résolution d’un écran, nous avons plusieurs solutions possible, nous pouvons dans un premier temps faire un calcul complet et ensuite diviser la hauteur ou bien la largeur par son nombre de pouces correspondant

Définition : 1024  X 768

Diagonale : 15

Format : 1024 / 768 = 4 : 3

4 au carré + 3 au carré = 16 + 9 = 25 à la racine = 5

15 X 4 / 5 = X = 12

15 X 3 / 5 = Y = 9

Résolution 1024 / 12 = 85.33

Résolution 768 / 9 = 85.33

Nous avons donc ici une résolution de 85.33 DPI

La définition d'une photo dont le capteur est de 36 mm X 24 mm est de 4184 x 2790

1) Calculer la résolution du capteur

3,6 cm / 2.54 = 1,41”

2,4 cm / 2.54 = 0,94”

4184 / 1,41 = 2’967,37

2790 / 0,94 = 2968, 08

Sur le capteur de cet appareil, nous avons donc environ 2968 DPI

 

2) La photo est imprimée au format de 18cm x 12 cm. Quelle est la résolution

18 cm / 2.54 = 7.08”

12 cm / 2.54 = 4.72”

4184 / 7.08 = 590,96 DPI

2790 / 4.72 = 591, 10 DPI

Sur la photo imprimée, nous avons donc une résolution d’environ 590 DPI

Déterminer la taille du fichier d'une image de 1024 x 768, 100 DPI, qui possède 16 niveaux de gris

Pour calculer la taille du fichier, nous avons besoin de sa définition en Mégapixel, ce qui nous donne : 1024 X 768 = 786’432

Nous devons ensuite multiplié par le nombre de bits qui peut contenir le niveau de gris (16) donc 4 bits et diviser par un byte

786’432 X 4 / 8 = 393’216 octets

393’216 / 1024 = 384 kilo octets

Calculer la taille d'une image RGB de 1800 / 600

Partant du principe que l’image est codée en 24 bits/pixel et non en 48 bits/pixel.

 Nous savons que 1 pixel pèse 3 octets en RVB (3 canaux) (24 ÷ 8). Donc nous pouvons facilement trouver sa taille.

1800 X 600 x 3 = 3’240’000 octets.

3’240’000 ÷ 1 024 = 3164.06 Kilos octets

3164.06 ÷ 1024 = 3.09 Méga octets