Les données numériques : Les images numériques - Quiz
Les images numériques
Une image numérique est une image enregistrée sous forme de données numériques. L'ordinateur peut ainsi la stocker, la modifier, la transmettre et l'afficher sur un écran.
Les pixels
Une image numérique est généralement composée d'une grille de petits éléments appelés pixels. Le mot pixel vient de l'anglais picture element.
Chaque pixel possède une couleur déterminée par des valeurs numériques. L'ensemble des pixels forme l'image complète.
Une image de 1 920 × 1 080 pixels contient :
1 920 × 1 080 = 2 073 600 pixels
Cette dimension correspond à une définition Full HD. Une image de définition plus élevée contient davantage de pixels et peut représenter davantage de détails.
La couleur des pixels
La couleur d'un pixel est généralement enregistrée avec le modèle RVB (Rouge, Vert, Bleu), appelé RGB en anglais.
Chaque couleur primaire possède une valeur comprise entre 0 et 255. Ces trois valeurs indiquent l'intensité du rouge, du vert et du bleu.
| R | V | B | Couleur |
|---|---|---|---|
| 255 | 0 | 0 | Rouge |
| 0 | 255 | 0 | Vert |
| 0 | 0 | 255 | Bleu |
| 255 | 255 | 255 | Blanc |
| 0 | 0 | 0 | Noir |
Par exemple, la couleur (255 ; 255 ; 0) combine une intensité maximale de rouge et de vert avec aucune intensité de bleu : elle produit du jaune.
Les données d'une image
Une composante RVB codée sur 8 bits peut prendre 256 valeurs différentes, de 0 à 255. Un pixel utilisant trois composantes RVB nécessite donc :
8 + 8 + 8 = 24 bits = 3 octets
Il peut représenter :
256 × 256 × 256 = 16 777 216 couleurs
Une image de 1 000 × 1 000 pixels contient un million de pixels. Avec 3 octets par pixel, sa représentation non compressée nécessite environ 3 Mo de données, auxquels peuvent s'ajouter d'autres informations enregistrées dans le fichier.
La transparence
Certains formats ajoutent une quatrième valeur au modèle RVB : le canal alpha. Il indique le niveau de transparence du pixel.
Un pixel peut alors être décrit par quatre valeurs :
R ; V ; B ; A
Le canal alpha permet par exemple de créer une image dont certaines zones sont transparentes. Le format PNG prend en charge cette possibilité.
La compression des images
Une image contenant plusieurs millions de pixels peut occuper beaucoup d'espace. Les formats d'image utilisent donc des techniques de compression pour réduire la quantité de données nécessaires.
La compression sans perte conserve exactement les informations originales. Après décompression, l'image retrouve exactement les mêmes pixels. Le format PNG utilise ce principe.
La compression avec perte supprime certaines informations afin d'obtenir un fichier beaucoup plus petit. Le format JPEG utilise cette méthode et convient particulièrement aux photographies.
Les principaux formats
JPEG : principalement utilisé pour les photographies. Il produit des fichiers relativement légers grâce à une compression avec perte.
PNG : compression sans perte et prise en charge de la transparence. Il convient notamment aux dessins, aux captures d'écran et aux interfaces graphiques.
GIF : format limité à 256 couleurs par image, pouvant contenir plusieurs images successives pour créer une petite animation.
WebP : format conçu pour le Web, avec une compression avec ou sans perte et la prise en charge de la transparence.
SVG : format vectoriel dans lequel l'image est décrite par des formes, des lignes, des courbes et d'autres éléments géométriques. Une image SVG peut être agrandie sans pixellisation.
Les images matricielles et vectorielles
Les formats comme JPEG, PNG, GIF et WebP enregistrent principalement une grille de pixels. On parle d'image matricielle ou bitmap.
Le SVG fonctionne différemment. Il enregistre les éléments de l'image sous forme de formes géométriques et de leurs propriétés. L'ordinateur reconstruit ensuite l'image à la taille demandée.
Une photographie convient particulièrement à une représentation matricielle, car elle contient une très grande quantité de détails et de variations de couleurs. Un logo, un schéma ou une icône peut être représenté efficacement en vectoriel, car ses éléments sont constitués de formes géométriques.
De la photo au fichier
Lorsqu'un appareil photo numérique prend une photographie, son capteur reçoit la lumière et mesure les informations lumineuses. L'appareil transforme ces mesures en données numériques, puis les organise en pixels.
Un logiciel de traitement peut ensuite modifier ces données : luminosité, contraste, couleurs, recadrage ou dimensions de l'image. Le résultat est enregistré dans un fichier selon un format choisi, comme JPEG, PNG ou WebP.
L'image numérique est donc constituée d'une grande quantité de valeurs numériques. Ces valeurs décrivent les pixels, leurs couleurs et éventuellement leur transparence. Les logiciels utilisent ces données pour reconstruire l'image visible sur l'écran.