Équipements informatiques

Résultante de l’acquisition par un scanner, un apn, ou un dos numérique, l’image numérique bitmap est constituée d’une mosaïque de points (ou pixels), en opposition au mode vectoriel qui considère la représentation des images à partir de formes géométriques (vecteurs). Cette codification de l’image bitmap explique qu’elle peut présenter des contours crénelés ou perdre de sa netteté, lorsqu’elle est mise à l’échelle ou imprimée à une résolution plus élevée que sa résolution nominale. On parle alors d’artefacts du fichier image ou aliasing.

L’image numérique est caractérisée par :

• Sa taille en pixels,
• Par ses dimensions réelles
• Par sa résolution (quantité de pixels sur une distance donnée).

Ces trois paramètres sont liés par l’équation suivante :
Résolution (en dpi) = Nb pixels / Nb de pouces
ou Résolution (en px /cm) = Nb pixels / Nb de cm

Exemple d’un fichier numérique 10x15 cm, 300 dpi en mode RVB :
Taille en pixels : 1181x1771 px (détail : Xpx = 11,81px/mm x 100 mm = 1181 px)
soit une résolution image de 2091551 pixels par couche,
Dimensions réelles 100x150 mm
Résolution : 1 inch = 25,4 mm, soit 300 dpi / 25,4 = 11,81 px/mm ou 11,81 ppm

La profondeur de codage d’une image numérique (de 1 à 32 bits) permet d’attribuer un certain nombre de nuances par couche. Une image NB est codée sous 1 octet, soit 8 bits, soit 256 nuances de gris. Une image RVB sera codée en 24 bits (1 octet par couche), ce qui permettra de générer théoriquement, 256x256x256 = 16,7 millions de couleurs.

Dans certains cas (exemple de numérisation d’une ekta (Dmax 3,6) sur un scanner), on utilise une profondeur de codage supérieure à 8 bits, ce qui permet d’augmenter le nombre de nuances (codage 12 bits, 4096 nuances), donc plus grande finesse et d’accroître la Dmax théorique du scanner (8 bits : log256 = 2,4 (Dmax) et 12 bits : log4096 = 3,6 (Dmax)).

Le poids de fichier d’une image numérique correspond au produit de la quantité de pixels par la profondeur de codage utilisé.

Exemple d’un fichier 10x15 cm, 300 dpi, 8 bits par couche, d’une résolution image de 1181x1771 pixels, le poids de fichier est donné par l’équation :

Poids (en Mégaoctet)= ((Xpx x Ypx) x (nb bit/8)) / (1024x1024),
soit ((1181x1771) x (24/8)) / (1024x1024) = 5,98 Mo

L’image numérique est constituée de pixels ; chaque pixel définit une infime partie de l’image, par ses propres caractéristiques (teinte, saturation, luminance). Selon le mode d’enregistrement choisi pour une image couleur, l’information du pixel du fichier natif sera conservée soit par une codification des informations selon la luminance (et la chrominance), soit par une superposition des couches RVB.

Format d’enregistrement RAW (cas des APN reflex) :

Ce format de fichier HD permet un enregistrement des informations grâce à un algorithme de compression sans perte. C’est un fichier achrone, l’interpolation des couleurs ne se réalise pas à la prise de vue, les images RAW doivent être transférées et converties en un format image reconnu, dans un logiciel prioritaire. Avantages du Raw : quantification supérieure à 8 bits par couche et espace colorimétrique optimisé, propre au fabricant. À noter que les prises de vue des APN proposent aussi le mode d’enregistrement JPEG (directement exploitable).

Format d’enregistrement PSD (Adobe Photoshop) :

C’est un format de fichier prioritaire au logiciel de traitement de l’image, permettant de conserver l’ensemble des fonctionnalités HD du fichier numérique (calques, masque fusion, détourage, couche alpha, couches de tons directs, …). Toutes corrections de retouche, de densité, de chromie peuvent être modifiables et réversibles par l’usage des calques.

À noter que le format de document volumineux (psb) permet d’enregistrer des fichiers psd, qui ont une résolution d’image excédant 30000 pixels, un poids de fichier excédant 2 Go, une profondeur de codage très élevée...

Compression avec pertes irréversibles : JPEG

Ce format de fichier permet des compressions très efficaces des images RVB, CMJN ou niveau de gris (NB), et la conservation de toutes les nuances principales de couleurs. Pour réduire le poids de fichier, le jpeg opère par une destruction sélective des données redondantes et de certaines nuances de résolution tonale, selon un taux de compression paramétrable. Ratio de compression de 1 :15. Au-delà, la dégradation devient plus sensible, distorsions, qualité d’image altérée. À noter que le jpeg est un procédé de compression cumulatif, les phases d’ouverture et de fermeture engendrent un cumul des dégradations (perte de définitions sur les contours et les dégradés).

Compression sans perte : TIFF LZW

Le fichier TIFF est un format HD permettant de conserver un grand nombre d’informations (codage de 1 à 32 bits par pixel, modes colorimétriques, données Exif, couche alpha, …). Il est le format d’impression par excellence, et le format passerelle entre les différents logiciels de la chaîne graphique. Il est souvent associé à l’algorithme de compression LZW sans perte. Le principe du LZW est d’utiliser un algorithme (dictionnaire dynamique) qui contient des motifs du fichier à traiter. Il se construit lors de la compression du fichier et se reconstruit lors de la décompression. Le facteur de compression varie entre 1 :2 et 1 :4 en fonction de la nature et de la complexité de l’image.

La sensation de la couleur dépend de 4 paramètres :

1. l’œil et le système visuel (une couleur est identifiée par son spectre qui nous indique la répartition de l’énergie selon les longueurs d’onde et l’intensité lumineuse)
2. la source lumineuse (lumière blanche exprimée en température de couleur – degré Kelvin) : standard 5500°k pour le traitement des images numériques, plus « chaude » que la lumière du jour 6500°K
3. la qualité sélective des matières colorantes (encres)
4. les supports en tant que réflecteurs de lumières (papiers, médias)

L’interprétation de la couleur dans un espace tridimensionnel : la couleur en TSL

• Teinte : attribut de la couleur, dépendant des variations de la longueur d’onde de la lumière atteignant l’œil
• Saturation : vivacité de la couleur, mesurée en termes de différence par rapport à un gris neutre, incolore, ayant le même degré de luminosité
• Luminosité : caractère brillant ou sombre de la couleur, déterminée par le degré de réflectivité de la surface physique recevant la lumière
  

Chaque matériel ou procédé possède son propre espace colorimétrique qui fixe les limites de la gamme des couleurs reproductibles (exemple d’une image RVB). Seul le modèle CIE Lab permet de définir les couleurs par leur luminance (axe L) et leur chrominance (roue chromatique +a/-a et +b/-b), telles que nous les voyons, indépendamment de tout matériel ou marque.
4 étapes dans la gestion de la couleur :
• Quantifier la couleur, à l’aide de spectrophotomètre (analyse de la lumière à travers 32 filtres, pour définir un spectre précis). La couleur peut aussi être spécifiée à partir de nuancier (pantone par exemple) ou échantillon couleur mesuré avec un colorimètre.
• Communiquer dans l’espace CIE Lab (modèle indépendant des périphériques et perceptuellement uniforme, c-a-d qu’un écart géométrique dans cet espace correspond à une différence de perception).
• Calcul de la couleur à l’aide de CMM (Color Management Module), calculateur permettant de convertir les couleurs entre deux espaces définis (Entrée/Sortie) en s’appuyant sur le système CIE Lab.
• Reproduire la couleur avec CMS (Color Management System) associé aux différents modes de conversion (perceptive, saturation, colorimétrie relative et colorimétrie absolue), et avec les données du profil de destination.
En décrivant la couleur dans un modèle indépendant des périphériques, comme le CIE Lab, en la convertissant à l’aide de profil ICC, d’une CMM et d’applications compatibles, et en la reproduisant sur des périphériques calibrés et caractérisés, on obtient un environnement contrôlé où la couleur devient fidèle, prévisible et reproductible.

Dans un flux géré colorimétriquement, il est impératif d’utiliser des périphériques calibrés (optimisation et stabilisation du rendu photographique) et caractérisés (création du profil ICC du périphérique afin de gérer sa restitution). 3 étapes principales :
• Calibrer, stabiliser : il s’agit de maintenir les outils graphiques dans un bon état de fonctionnement afin qu’ils produisent un résultat de test conforme aux normes de constructeur ou par rapport à des valeurs ciblées. On mesure les dérives puis on les corrige à l’aide de logiciel, pour que les réglages restent stables dans le temps.
• Caractérisation : elle consiste à établir le profil de chaque périphérique de la chaîne graphique, à l’aide de chartes de couleurs normalisées (IT8, IT9), d’un colorimètre ou d’un spectrophotomètre associé à un logiciel de caractérisation.
• Harmonisation : on tire partie des deux actions précédentes à l’aide d’un système de gestion des couleurs CMM, permettant de réaliser la conversion des données numériques (profil à profil) et d’harmoniser le rendu des couleurs sur chaque périphérique caractérisé (mode de profilage).

Un profil ICC (International Color Consortium) est un fichier de description, carte d’identité du périphérique (scanner, écran, imprimante, …). Il sert à créer un lien entre fichier et périphérique, prenant en compte les « défauts » du périphérique et réajustant les couleurs du fichier d’origine en fonction des capacités de sortie du système de restitution. Utilisation double : pour l’affichage (simulation d’une image en fonction de sa projection dans un autre espace colorimétrique) et pour la conversion (optimisation du fichier par l’action du profilage).