LA PHOTOGRAPHIE NUMERIQUE
Une image numérique se compose d'une matrice de pixels continus, généralement de forme carrée, raison pour laquelle les images numériques sont toujours rectangulaires ou carrées.
(Il est également apparu récemment des pixels orthogonaux, améliorant l'imbrication des pixels, et créant ainsi une image plus fine.)
On parle aussi d'image bitmap. Une image numérique possède trois caractéristiques de base : la résolution, la dimension, le nombre de bits par pixel.
La résolution définit dans le langage courant le nombre totale de pixels formant une image, mais elle définit aussi le nombre de pixels par pouce (ppp). Bien souvent, les diagonales et les contours des objets présentent un effet d'escalier ou crénage lorsque la résolution est trop faible. Toutefois, une résolution élevée n'est pas toujours garante de la netteté de l'image, les détails pouvant encore apparaître flou.
REPRESENTATION DE PIXELS (TAILLE TRES AGGRANDIE)
PLAN:
Partie I:
LE CAPTEUR CCD ET PREMIER ENREGISTREMENT DE L'IMAGE
Partie II:
RESTITUTION DE L’IMAGE FINALE:
=> obtention de l‘image positive sur papier!
+ quelques définitions pour résumer ou préciser...
PREMIERE PARTIE: LE CAPTEUR CCD ET PREMIER ENREGISTREMENT DE L'IMAGE
Derrière un objectif est disposé une matrice CCD -complétée par de l’électronique plus ou moins sophistiqué-. La matrice CCD, qui est donc une puce intègre des capteurs CCD, qui sont des éléments primaires que l’on appelle aussi des photosites (cellules photoélectriques). Chaque cellule génère une micro tension. Les photosites convertissent chaque signal lumineux reçu en signal électrique, converti ensuite en un système binaire: en une suite de 0 et de 1. Les données sont ensuite compressées puis stockées sur un support d'enregistrement.
(paru dans la revue pictures net gate.com - n°1 décembre/janvier 2001)Pour connaître le nombre de couleurs d’une image, on parle de bits. Une image en Noir & Blanc contient différentes nuances de gris. Dans le système binaire, dont l’unité est le 2, le nombre de bits correspond à l’exposant de l’unité, le 2. Par exemple, une image de 8 bits contient 2 puissance 8 = 256 nuances de gris différents. Pour obtenir une image couleur, on utilise la séparation trichrome: en utilisant 8 bits et en juxtaposant des pixels comportant chacun un filtre R V ou B (rouge, vert, ou bleu) -c’est ce que l’on appelle une image composite- l’image finale comportera 16 millions de couleurs. On parlera d’image à 24 bits. La densité d’une image numérique est exprimée soit en point par pouce (ppp), soit, en anglais, en dots per inch (dpi). On peut donc en conclure qu’une image à 300 dpi est 2x plus définie(plus « nette ») qu’une image à 150 dpi. De même que l’on comprendra qu’une image faisant 72 dpi (définition d‘un écran d’ordinateur) sera très mal restituée pour ne pas dire illisible à la sortie de l’imprimante.
24 bits
3 bits
1 bit
Les coûts de production et l’état actuel des techniques limitent globalement la plupart des matrices CCD à une taille proche du format d’un film argentique classique. Seule la zone centrale de l’image projetée est enregistrée. Les capteurs à transfert de charges, les CCD enregistrent l’intensité lumineuse globale, bien qu’ils soient plus sensibles à l’extrémité rouge du spectre lumineux qu’à l’extrémité bleue. Ils sont également très sensibles aux longueurs d’onde infrarouge. Moyennant des filtres adéquats, les appareils photo numériques peuvent capturer des images en N&B, en couleur ou infrarouges. L’augmentation de la température peut créer des parasites (bruit) et fausser la mesure de la lumière. Sur les appareils photos numériques, les filtres rouge, vert et bleu décomposent la lumière en couches RVB (rouges, vertes, bleues) qui permettront de reproduire le spectre visible. Le filtre infrarouge couvre l’ensemble des capteurs CCD pour prévenir les valeurs de rouge excessives. La faible sensibilité au bleu est compensée soit au moment du traitement des mesures, soit par allongement du temps d’accumulation des charges dans les capteurs bleus. Alors que l’œil humain s’adapte à la lumière multicolore, les filtres simulent la sensibilité de l’œil à la lumière du jour.
Comment, dans tout circuit intégré classique, la température influe-t-elle sur l’émission spontanée d’électrons ?
Sur un capteur photo on peut constater l'apparition d'une multitude de points colorés dès que les temps de pose s'allongent (au delà de1/2s), ou, lorsque la température ambiante est trop élevée: c’est la manifestation du "courant d'obscurité".
Ce courant (appelé bruit thermique) provient du CCD lui-même, qui sous l'effet de la chaleur, produit un signal parasite:
Les électrons ont une émission non nulle augmentant avec la température. Cette dernière est d'autant plus importante que la température du capteur augmente par son activité, ou à cause de la température ambiante...
Même résultat par l'accroissement du temps de pose, (bruit thermique et temps de pose sont proportionnels).
Ces quelques difficultés actuelles sont en cours de résolution par l’amélioration des circuits de commandes et de contrôle des nouveaux CCD.
SECONDE PARTIE:
RESTITUTION DE L'IMAGE FINALE
Les données du CCD sont compressées puis stockées sur un support d'enregistrement. Il existe de nombreux supports, de capacité et de prix différents. Les mémoires sont des petites cartes, nécessitant un lecteur spécifique pour l’ordinateur dont les capacités varient de 8 Mo à 1 Go . Il y a aussi la possibilité d’utiliser un support plus classique comme la disquette 3,5’’, cependant sa capacité de stockage est moindre comparée aux cartes mémoires. En effet, on peut stocker une quarantaine de photos de moyenne qualité sur une carte mémoire alors que seulement une vingtaine sur une disquette. Il existe cependant un appareil photo numérique ayant un graveur CD intégré permettant l’enregistrement de nombreuses photos sur des CD réinscriptibles. Une fois les données enregistrées, il faut pouvoir les lire sur ordinateur; c’est pourquoi il existe de nombreux logiciels de lecture et de retouche permettant d’améliorer la qualité des photos. Cependant, une mauvaise photo ne pourra jamais devenir excellente grâce aux logiciels de retouche....
Une fois les photos prêtes et s'il le faut retouchées, l'impression est possible! Mais on peut leur trouver de nombreuses autres applications: elles peuvent être uniquement regardées sur le moniteur de l’ordinateur, ou bien envoyées par e-mails ou affichées sur des sites Internet par exemple....OU: CETTE SOLUTION EST LA PLUS COURANTE
MAIS CE N'EST PAS LA SEULE POSSIBILITE POUR OBTENIR DES PHOTOGRAPHIES NUMERIQUES!!! :
(paru dans la revue pictures net gate.com - n°1 décembre/janvier 2001)
QUELQUES DEFINITIONS...
Bit: unité minimale de données informatiques ayant pour valeur soit 0 ou 1 en chiffres binaires, soit marche ou arrêt en terme électrique
Bitmaps: désigne une image créée à partir d'une grille constituée de pixels individuels qui sont généralement de forme carrée
CCD (charged couple device): aussi appelé photosite, c'est un capteur photosensible qui convertit la lumière en courants électriques (analogiques) pouvant ensuite être transformés en informations numériques. Des groupes de capteurs CCD sont disposés en rangées ou matrices pour former une puce CCD. Chaque capteur crée un pixel individuel
Octet: Nombre binaire constitué de 8 bits. Un nombre de 8 bits correspond aux nombres compris entre 0 et 255 sur l'échelle décimale. La mémoire ou l'espace de stockage d'un ordinateur se mesurent en octets. Ainsi, 1 Mo= 1 mégaoctet et 1 Go= 1 gigaoctet.
Pixel (de "PICture ELement"): Unité minimale d'une image numérique. Généralement carrés, ils sont disposés en grille sous forme de mosaique appelée bitmap.
Résolution: elle exprime le nombre ou la taille minimum des détails visibles. L’électronique qui lui est associé permet de fixer l’écart des luminosités enregistrées, et la décomposition de l’écart total en paliers discernables: s’il y a 258 paliers discernables, on dira alors que l’image est enregistrée en 8 BITS de PROFONDEUR.
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