Bases d`Images. - Espace Jas de Bouffan

Bases
du
traitement
d'Images.
Version 4.00
samedi 6 janvier 2007
mercredi 25 février 2004
1
LA RESOLUTION & LES TYPES DE
RESOLUTION
DEFINITION D'UN APPAREIL NUMERIQUE ET
LA RESOLUTION EQUIVALENTE
OBTENUE.LE POIDS DES IMAGES
DES PIXELS ET DES VECTEURS ET DES
FORMATS
LES MODELES COLORIMETRIQUES
LE MODE LAB.
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En Mode Lab, on a un fonctionnement équivalent, avec la luminance sur
une couche (qui est donc en noir et blanc), et deux autres couches (pour la
chrominance) correspondant aux couleurs (a et b étant les coordonnées
déterminant une couleur dans le gamut).
Ce mode est intéressant pour améliorer une image, car on peut travailler à
part le paramètre auquel l’oeil est le plus sensible : la luminance. L'autre
avantage est qu'en modifiant uniquement la luminance, on évite les
déséquilibres entre les couleurs.
Sur l'exemple ci-dessous, le contraste a été poussé à +50% sur une même
portion d'image.
En mode RVB, on peut voir que les couleurs sont criardes et modifiées par
rapport à l'original; alors qu'en mode Lab., le contraste n'est réglé que sur la
couche Luminance et les couleurs restent fidèles.
Original
+50% de contraste en RVB:
+50% de contraste en mode Lab
LA RESOLUTION
La résolution indique le nombre de points (pixels sur un écran) utilisés pour
représenter un carré de 1 X 1 pouce (1 pouce = 2,54 cm). Plus leur nombre
est élevé, mieux les détails seront rendus.
Pour minimiser l'effet d'escalier et rendre leur brillant aux photos, on utilise
une forte résolution d'image.
L’unité de la résolution se mesure donc en points par pouces (PPP, ou DPI
pour dot per inch). En théorie plus sa résolution est élevée, meilleure est
l’image mais un écran et sa carte graphique ne sont pas en mesure d'afficher
n’importe quel résolution d'image.
La définition standard sur un écran est le 72 dpi et le RVB. Une résolution
supérieure augmenterait le poids et ralentirait le chargement des images.
1 pt
= 0,035 cm environ ou encore 1 pt = 1/72 de pouce.
12 pts = 0,43 cm (c’est une taille normale pour les polices de caractères
d’un texte ; on peut descendre jusqu’à 10 pts)
Dans l’édition et traitement d’un document de travail, on doit conserver une
résolution élevée. Notamment pour les images numérisées pour, par
exemple, facilement effectuer un grossissement sur l'image ou appliquer des
effets sans perte de qualité. De nombreuses fonctions ne sont disponibles
qu'à partir d'une résolution élevée.
De même, lors de l'ajout de piqué à l'image via un filtre d'accentuation, le
fait de ne l'appliquer qu'à la couche Luminance permet de limiter les
artefacts colorés que peuvent engendre ce genre de filtres en mode RVB. Et
en plus, on ne mettra l'accentuation que sur les transitions de la luminosité,
et non pas sur celles des couleurs... un bon moyen d'éviter d'augmenter le
bruit coloré.
Note
Il est un peu abusif d’assimiler les Points (unités pour les imprimantes) et les
pixels (unités pour les écrans à la fois pour des raisons de technologie et de
précision. Cf plus loin, les divers types de résolution.
POIDS DES IMAGES
Il est aussi très pratique pour faire facilement une image noir & blanc à
partir d'une photo couleur. Il suffit de passer en mode Lab, de sélectionner
les couches a et b et de les remplir avec du gris 50% (via le menu Edition >
Remplir...). On peut même faire un virage coloré par la suite en modifiant
las courbes sur les couches a et b.
Pour finir, il faut rebasculer l’image en Mode RVB avant de la sauvegarder,
sinon on a plus accès au format PhotoShop et à l’ensemble des
fonctionnalités
La taille de fichier et temps de chargement sont étroitement liés. Plus la
taille du fichier est petite plus le chargement sera rapide.
Une page Web peut contenir plusieurs éléments graphiques ; chacun doit
être chargé avant que la page soit complétée.
La taille moyenne d’une image réduite : 2,7 Ko ; d’une image de qualité : 40
Ko et tjrs en JPEG
En moyenne les modem vont à 28.8 bps. Il faut créer des fichiers images de
30 Ko maxi, ou plus petits.
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Les supports calques de Netscape et de IE5 permettent de construire des
graphiques plus complexes en superposant plusieurs fichiers lorsque vous
téléchargez une page.
Dans ce mode l’image est divisée en deux composantes distinctes :
1. la luminance
2. la chrominance.
LES TYPES DE RESOLUTION
- Résolution scanner (numériseur)
- Résolution écran.
- Résolution d’impression (imprimante ou photocomposeuse).
Pour activer ce mode, sous PhotoShop, Faire Image, Mode et de
sélectionner le mode "Couleurs Lab" au lieu de "Couleurs RVB" (ou autre)
comme dans l'exemple ci-dessous:
En infographie, il faut bien distinguer les divers types de résolution.
Le numériseur va fournir une image en ppp ou dpi. Une image avec une
résolution élevée est un fichier plus lourd, qu'une image de même
dimension, mais de résolution plus basse.
Le nombre de pixels par unité de longueur sur l'écran est la résolution
d'écran, mesurée aussi en points par pouce (ppp). Attention, dans
Photoshop, les pixels des images sont directement convertis en pixels de
l'écran. Donc si la résolution de l'image est supérieure à celle de l'écran,
l'image apparaît plus grande à l'écran que ses dimensions spécifiées pour
l'impression. A titre d'exemple, lorsque vous affichez une image de
dimension d'un pouce carré avec une résolution de 144 ppp sur un écran
d'une résolution de 72 points par pouce, l'image s'étale sur une surface de
quatre pouces carrés (2 X 2) à J'écran.
Par exemple, une image de 10 cm X 15 cm avec une résolution de 72 ppp
sera stocké comme un fichier de 400 Ko. Avec un facteur de 100% pour son
affichage, on la verra intégralement à l’écran.
La même image de 10 cm X 15 cm avec une résolution de 200 ppp sera
stocké comme un fichier de 2,5 Mo. Avec un facteur de 100% pour son
affichage, on ne la verra que partiellement à l’écran (1/5 de la surface).
Le nombre de points encrés par pouce produit par une photocomposeuse ou
une imprimante laser est appelé « résolution d'impression » ou
« résolution de sortie ». En principe, plus la résolution initiale est élevée et
plus la résolution de l’imprimante est grande, meilleure sera la qualité à la
sortie.
La résolution adéquate pour une image à imprimer est déterminée à la fois
par la résolution de l'imprimante et par la « linéature ». La linéature est le
nombre de « lignes par pouces » (lpp) des trames de demi-teintes utilisées
pour reproduire l'image
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Ce mode représente les couleurs selon
un espace colorimétrique très
étendu, et surtout très en rapport avec
le fonctionnement de l'oeil humain.
En effet, l'oeil est
sensible
principalement à la lumière et aux
contrastes, et moins sensible à la
couleur.
Des cônes et des bâtonnets qui
tapissent la macula au fond de l'œil,
les uns (plus nombreux) captent la
lumière, les autres, la couleur.
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couleur en image noir et blanc, les informations de couleur de l'image
originale sont remplacées par des niveaux de gris tout en conservant la
luminosité d'origine.
Réglage de la balance des couleurs
Quelque soit le modèle colorimétrique utilisé, chaque réglage affecte la
balance globale de l'image. Il existe de nombreuses autres façons d’obtenir
des effets similaires, selon l'image et l'effet désiré.
La roue chromatique présentée avec le modèle TSL aide à déterminer
l'incidence des modifications d'une composante calorimétrique sur les autres
couleurs de l'image et à évaluer les variations qui existent entre les modèles
RVB et CMJN.
Vous pouvez réduire la proportion d’une couleur dans une image en
augmentant la quantité de sa couleur opposée sur la roue chromatique et
inversement. De même vous pouvez augmenter ou réduire une couleur en
réglant les couleurs adjacentes à cette couleur ou à sa couleur opposée sur la
roue chromatique.
Par exemple, vous pouvez réduire le magenta d'une image :
1/ en réduisant directement sa valeur
2/ en réduisant sa proportion (en ajoutant du cyan et du jaune).
3/ Pour une image RVB en supprimant du rouge, et du bleu
4/ Pour une image RVB en ajoutant du vert.
Toutes ces opérations ont pour effet une balance des couleurs qui présente
moins de magenta.
Pour déterminer la résolution d'image d’une photographie, on peut se poser
sur une règle simple qui consiste à numériser avec une résolution 1,5 à 2 fois
supérieure à la linéature de l'imprimante. Par exemple, si la linéature de
l’imprimante est de 133 lpp, l'image sera numérisée avec une résolution de
200 ppp (133 multiplié par 1,5).
DEFINITION D'UN APPAREIL NUMERIQUE ET
LA RESOLUTION EQUIVALENTE OBTENUE.
un pouce
un pouce carré
2,54 cm
6,45 cm²
Kodak D260
Taille du capteur
largeur en pixel
longueur en pixel
Nbr de Pixels
Taille de l'image
largeur en cm
longueur en cm
surface
surface en pouce
ppp
LE MODE LAB
1 536
1 024
1 572 864
26,01
17,34
451,0134
69,91
150,00
cm
cm
cm²
pouce²
ppp
Nikon 5700
Le Mode Lab est adapté à la photo numérique, en vue de retoucher ses
photos sans dégrader certains paramètres (ce qui n’est pas toujours le cas
avec le mode RVB).
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Taille du capteur
largeur en pixel
longueur en pixel
Nbr de Pixels
Taille de l'image
largeur en cm
longueur en cm
surface
surface en pouce
ppp
2 560
1 920
4 915 200
21,67
16,36
354,5212
54,95
299,08
cm
cm
cm²
pouce²
ppp
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LES MODELES COLORIMETRIQUES.
Canon EOS 300D
Taille du capteur
largeur en pixel
longueur en pixel
Nbr de Pixels
Taille de l'image
largeur en cm
longueur en cm
surface
surface en pouce
ppp
un réglage moyen
28,9
19,19
554,591
85,96
180,00
TSL Le modèle Teinte-Saturation-Luminosité,
représente la roue chromatique qui couvre le
spectre de couleurs perçu par l'œil humain.
La teinte va de 0° à 360°.
(0° correspond à unRouge)
La saturation et la luminosité sont mesurées en
pourcentage.
On désigne par saturation la pureté d'une couleur,
et par luminosité la quantité de noir et de blanc
dans une image.
cm
cm
cm²
pouce²
ppp
Canon EOS 300D
Taille du capteur
largeur en pixel
longueur en pixel
Nbr de Pixels
Taille de l'image
largeur en cm
longueur en cm
surface
Nous en présenterons ici 5 :
TSL, RVB, CMJN, Le mode Lab et les
Niveaux de gris
2 048
1 360
2 785 280
formules
le meilleur réglage
3 072
2 048
6 291 456
43,35 cm
28,9 cm
1252,815 cm²
surface en pouce
194,19 pouce²
ppp
180,00 ppp
=Largeur*Longueur
RVB Rouge-Vert-Bleu, sont les couleurs primaires additives qui sont
utilisées pour l'éclairage, la vidéo, les caméras et les moniteurs. C'est le
mode utilisé pour la diffusion électronique des images. Chaque couleur est
un mélange des trois couleurs primaires avec une intensité comprise entre 0
(noir) et 255 (blanc).
=Largeur*Longueur
=Surface/un_pouce_
carré
=racine(Nbr de
Pixels/Surf. en
Pouce)
CMJN Cyan-Magenta-Jaune-Noir, est l'ensemble des couleurs primaires
soustractives. C'est le modèle utilisé en imprimerie. Chaque couleur est un
mélange d'un pourcentage des trois couleurs de base. Puisque les couleurs à
l'impression peuvent différer largement de celles utilisées à l'écran, une
image créée en mode RVB à l'écran doit impérativement être convertie en
mode CMJN avant impression. Cette conversion aboutit à la séparation des
couleurs.
Exemple dans PhotoShop de la taille d’une image prise avec un
Nikon 5700 :
Note
Dans Photoshop, comme dans Illustrator, une couleur peut être codée par un
nombre hexadécimal (base 16) à 6 positions (= 6 chiffres en hexadécimal)
allant de 000000 à FFFFFF ce qui revient à un codage sur 24 bits.
Le mode Lab fait l’objet d’une présentation à part (voir plus loin)
Niveaux de gris : Le mode Niveaux de gris représente toutes les valeurs de
luminosité de gris comprises entre 0 (noir) et 255 (blanc) ou tout
simplement des pourcentages de noir. Lorsque vous convertissez une image
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généralement spécifiques à chaque constructeur d'appareil, voire à chaque
appareil, et nécessitent donc souvent un logiciel spécial pour pouvoir les
exploiter.
Le format bitmap (BMP) est aussi un format sans compression ni perte de
qualité. On le retrouve dans l’environnement Windows. Il est à prohiber car
les fichiers générés sont souvent de dix à trente fois plus imposants que ceux
aux autres formats.
Le format EPS (Encapsulated PostScript) est un format décrivant le contenu
d'une image ou d'une page complète (textes, filets, images importées).
Contrairement aux fichiers PostScript (format .PS) qui ne peuvent être
destinés qu'à l'impression, le fichier EPS peut être visualisé et importé dans
bon nombre de logiciels de dessins, de PAO et de mise en pages.
En fait, chaque fichier EPS contient une représentation matricielle en basse
résolution en TIFF ou en PICT pour visualiser l'illustration à l'écran.
Un fichier EPS est verrouillé. C'est donc dire qu'un fichier EPS exporté de
FreeHand, d'XPress ou de PageMaker ne pourra être modifié même lorsque
ré-importé dans son logiciel d'origine. Seul un document Illustrator exporté
en EPS vectoriel pourra être réouvert sur ce même logiciel et être modifié.
Adobe Illustrator a pour format de travail AI, mais il peut aussi enregistrer
sous un grand nombre de formats. Citons le format EPS (PostScript) et le
format PDF (Adobe Acrobat).
PhotoShop a pour format de travail PSD, mais il peut aussi enregistrer sous
un grand nombres de formats, dont JPG et GIF.
DES PIXELS ET DES VECTEURS ET DES
FORMATS
Il existe des formats de traitement d’images comme le TIF (Scanner), le
BMP (Windows), etc. qui ne sont pas du tout adaptés au Web. Certains sont
dit « Bit Map » (en pixel), d’autres vectorisés.
Les trois formats JPG, GIF et PNG enregistrent une image sous forme de
« pixels », c’est à dire sous la forme d’une somme de points qui compose
l'illustration. Leur taille est si petite qu'en général ils ne peuvent pas être
individualisé par l'observateur. Une ligne s'enregistre alors en une suite de
points. Pour gagner de la place, cherche ensuite à les comprimer.
Contrairement à cela, les graphiques vectoriels, eux contiennent des
représentations mathématiques des images. Une ligne se définir à par de
deux points, entre lesquels on trace un segment. Les graphiques vectoriels
prennent alors bien moins de place. Parmi les logiciels vectoriels les plus
connus, nous citerons Illustrator et AutoCad.
De plus, il est possible de redimensionner facilement un graphique vectoriel,
sans dégradation de la qualité. Les images pixel, en revanche, peuvent
présenter un « effet d'escalier ». Dans cette représentation, on ne peut pas
modifier la taille des images comme on le souhaite.
Il est possible de traiter des images vectorielles avec des outils tel que
SchockWave Flash de Macromedia. Mais cela nécessite de rajouter un plugins au navigateur.
Pour minimiser cet effet d'escalier, on utilise souvent l'antialisasing, c'est-àdire l'ajout de pixels en bordure d'image, entre ses éléments graphiques et le
fond, pour mieux lisser les contrastes.
Le format GIF (Version 3.0 des fichiers GIF : GIF89a)
- Le GIF (Graphics Interchange Format), développé par
CompuServe est le format le plus simple. Les logiciels
graphiques qui y recourent doivent verser des droits. Il n'existe
donc pas de logiciel gratuit qui utilise ce format. Le GIF
convient particulièrement aux illustrations.
- Les informations sont comprimées, sans perte, avec le procédé
Lempel-Zip-Welch (LZW). Sous sa forme entrelacée, l'image
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-
-
est enregistrée de telle façon qu'elle est affichée de façon
reconnaissable même avec une résolution grossière, puis
s'affine au fur et à mesure du chargement.
Un fichier GIF peut contenir autant d'images que nécessaire.
Lesquelles peuvent être affichées les uns à la suite des autres,
ce qui donne l'effet d'un petit film (GIF Animé).
Il est possible de définir une des couleurs transparente. Elle
laisse alors apparaître la couleur de fond.
Le GIF supporte jusqu'à 256 couleurs par image.
Le GIF ne convient pas aux photographies ou autres
illustrations demandant une importante profondeur de couleurs.
Il sert pour les boutons, les lignes, les icônes et autres
animations ou ornements graphiques.
Le format JPEG (ou Jpg, Version actuelle : jpeg progressif).
- Le JPEG (Joint Photographic Experts Group), est présenté
comme une alternative au GIF.
- Son algorithme est libre de droit. Pour être compatible avec
Windows on lui attribue souvent l'extension JPG.
- Le JPEG convient surtout aux images ayant une grande
profondeur de couleur comme les photographies.
- Les informations graphiques peuvent comprimées avecun fort
taux de compressions, mais avec des pertes. Les effets de la
compression donnent parfois des des tâches de couleur ou d'un
effet mosaïque.
- Le taux de compression varie entre 1 et 99 ; les valeurs entre
40 et 80 donnent généralement de bons résultats (sur l’échelle
de PhotoShop, qui va de 1 à 12 : prendre entre 5 et 10).
- LE JPEG gère jusqu'à 16,7 millions de couleurs.
Note : A chaque ouverture d’un fichier JPEG, suivi de modification
et d’un enregistrement, il est à nouveau comprimé. Ce qui, au fil
des compressions, peut se traduire par une image très dégradée par
la compression
-
Il est supporté par la quasi-totalité des navigateurs.
Compression sans perte, comme le GIF. Moins bonne que le
JPEG.
Des images qui peuvent être entrelacées
Support de 16,7 millions de couleurs, comme le JPEG
Possibilité de définir une couleur comme transparente
Ajout d'informations (notamment de copyright) au sein de
l'image
Il permet de constituer de petites animations.
Le format PDF
- Portable Document Format (PDF).
- C’est le format d’Adobe Acrobat.
- Ce format Propriétaire d’Adobe n’est pas exactement un
format de traitement d’image ; il permet l’édition (pas
forcément par le Web) de documents formatés destinés
généralement à être imprimés tout en leur assurant une certaine
protection.
- Il nécessite un plug-ins pour le navigateur.
- On peut consulter pour cela le site d'Adobe :
http://www.adobe.com.
Il n'existe pas de format graphique idéal. La qualité vient du PNG, le gain en
place du JPEG pour les photographies ou du GIF ou PNG pou les images
sans profondeur de couleur.
Toute illustration, doit être enregistrer dans un format sans perte pendant les
divers traitements.
La conversion en un format pour le Web (ou pour un flashage) ne se fera
qu’au dernier moment, avant la mise en ligne (ou l’envoi à l’imprimeur).
QUELQUES AUTRES FORMATS
Le format bitmap (TIF) est un format graphique sans compression
ni perte de qualité. Il contient (ou non) en entête de fichier une
image résumé. C’est généralement le format d’image provenant
d’un scanner.
Le format PNG (Portable Network Graphics)
- Le PNG ou ping est un format récent qui réunit les avantages
du GIF et du JPEG.
- Il n'est pas encore supporté par tous les programmes
graphiques.
Le format RAW (brut) est un format d'images issues d’appareils
numériques. Ce n'est pas un standard, mais une désignation commune pour
les fichiers générés par les dispositifs tels qu'appareils photos numériques,
ou scanners, et n'ayant subit aucun traitement. Ces fichiers sont
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