SNT – Photographie numérique – Synthèse additive des couleurs – animation

Qu’est-ce qu’un pixel ?

Un “pixel” (abréviation d’élément d’image’) est un minuscule carré de couleur. L’ensemble de ces pixels peuvent former une image numérique.

Chaque pixel a un nombre spécifique et ce nombre indique à l’ordinateur de quelle couleur il doit être. Le processus de numérisation prend une image et la transforme en un ensemble de pixels.

La synthèse additive des couleurs est un procédé qui permet, à partir des trois couleurs primaires Rouge, Vert et Bleu (RVB), de reconstituer toutes les couleurs que nous connaissons.
Les cônes qui tapissent notre rétine sont justement sensibles à ces trois couleurs.

La télévision, le cinéma et la photographie s’appuient sur notre perception de la trichromie tout comme l’ont fait les peintres pointillistes de la fin du XIXe siècle.

Cliquer puis faire glisser les composantes R(Rouge) V(Verte) et B (Bleue) sur la scène.
Presser une des touches du clavier pour superposer les photos et reconstituer l’image.

C’est à la fin du XIXe siècle que Louis Ducos du Hauronexploite la trichromie pour réaliser les premières photos couleurs. Le procédé est complexe car il faut prendre trois clichés avec les…

Extrait du programme de SNT

Cet article peut être un élement de cours sur la photographie numérique du programme d’enseignement commun en seconde de SNTSciences numériques et technologie

Contenus Capacités attendues
Photosites, pixels, résolution (du capteur, de l’image), profondeur de couleur Distinguer les photosites du capteur et les pixels de l’image en comparant les résolutions du capteur et de l’image selon les réglages de l’appareil.
Métadonnées EXIF Retrouver les métadonnées d’une photographie.
Traitement d’image Traiter par programme une image pour la transformer en agissant
sur les trois composantes de ses pixels.
Rôle des algorithmes dans les appareils photo numériques Expliciter des algorithmes associés à la prise de vue.
Identifier les étapes de la construction de l’image finale.

Vous trouverez l’ensemble du programme en cliquant ici.

Addition des couleurs

La rétine de l’œil comporte des récepteurs de couleurs (les cônes) uniquement  sensibles aux  trois couleurs  rouge,  vert et  bleu. C’est à partir de ces trois couleurs dites primaires que le cerveau interprète  toutes  les gammes de couleurs.

Cette animation illustre la synthèse additive des couleurs. Les disques de couleur représentés peuvent être assimilés à des projecteurs déplaçables. Le mélange en proportions égales de ces trois couleurs primaires donne:

  • le jaune (addition du rouge et du vert),
  • le cyan (addition du vert et du bleu),
  • le magenta (addition du bleu et du rouge)
  • le blanc (addition des trois couleurs primaires).

Le jaune, le cyan et le magenta sont les couleurs secondaires de la synthèse additive. L’absence de couleur donne du noir.

Cliquer puis faire glisser les disques colorés.

Extrait du programme de SNT

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Contenus Capacités attendues
Photosites, pixels, résolution (du capteur, de l’image), profondeur de couleur Distinguer les photosites du capteur et les pixels de l’image en comparant les résolutions du capteur et de l’image selon les réglages de l’appareil.
Métadonnées EXIF Retrouver les métadonnées d’une photographie.
Traitement d’image Traiter par programme une image pour la transformer en agissant
sur les trois composantes de ses pixels.
Rôle des algorithmes dans les appareils photo numériques Expliciter des algorithmes associés à la prise de vue.
Identifier les étapes de la construction de l’image finale.

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Comment fonctionnent les images numériques ?

Une image numérique est une image stockée sur un ordinateur. Il a été numérisé, ce qui signifie qu’il a été changé en une séquence de nombres que les ordinateurs peuvent comprendre.

Il y a plusieurs façons de faire une image numérique. Vous pouvez en créer un dans un logiciel de conception (comme Paint ou Photoshop), en prendre un sur un appareil photo numérique ou en numériser un en utilisant un scanner.

Qu’est-ce qu’un pixel ?

Un “pixel” (abréviation d’élément d’image’) est un minuscule carré de couleur. L’ensemble de ces pixels peuvent former une image numérique.

Chaque pixel a un nombre spécifique et ce nombre indique à l’ordinateur de quelle couleur il doit être. Le processus de numérisation prend une image et la transforme en un ensemble de pixels.

Regardons la situation dans son ensemble

Imaginez la photo d’un poisson. Placez une grille carrée dessus.

Chacun des carrés est un pixel. Pour stocker l’image, l’ordinateur enregistre simplement un nombre pour représenter la couleur de chaque carré. Plus il y a de carrés dans la grille, plus les images seront belles.

Il fonctionne un peu comme une couleur numérique par chiffres.

Comment les pixels constituent-ils un affichage ?

Si vous regardez attentivement l’écran de votre ordinateur, vous verrez que l’écran est composé de millions de petits carrés.

Chacun de ces carrés est un pixel et chaque pixel peut être de millions de couleurs différentes.

Pour afficher une image, l’ordinateur demande à l’écran d’afficher une couleur particulière pour chacun des pixels.

Il fonctionne un peu comme une couleur numérique par chiffres.

Qu’est-ce qu’un bitmap ?

Un bitmap est une méthode de stockage d’images en pixels. On l’appelle bitmap parce qu’il s’agit d’une “carte” de l’endroit où les “bits” d’information sont stockés.

Ces informations sont stockées sous la forme d’une séquence de nombres définissant la couleur de chaque pixel.

Dans une image simple en noir et blanc, une image bitmap a juste besoin de savoir si un pixel est “activé” ou “désactivé”, qui peut être stocké comme 1 ou 0. Dans une image couleur nous avons besoin de beaucoup de “bits” (généralement 24) pour stocker les valeurs de couleur de chaque pixel.

Bitmap est également le nom d’un format de fichier commun pour l’enregistrement des images.

Différents types d’images

Images en pixels

Les images peuvent être enregistrées dans un certain nombre de formats, tels que JPEG, TIFF, PNG et GIF. Ces formats utilisent tous des pixels d’une manière ou d’une autre pour stocker l’image.

Graphiques vectoriels

Toutes les images n’utilisent pas des pixels. Les graphiques ‘vectoriels’ sont composés de lignes, de courbes et de formes au lieu de pixels. Chaque partie d’un graphique vectoriel est modifiable et peut être redimensionnée très facilement.

 L’attribut alt de cette image est vide, son nom de fichier est SNT-Photographie-numérique-03-1024x575.jpg.

Les graphiques vectoriels sont parfaits pour créer des diagrammes ou des graphiques. Ils ne peuvent normalement pas être utilisés pour stocker des images photographiques.

Compression d’images

Il est possible de ‘compresser’ une image pour réduire sa taille de fichier. Si une image a une taille de fichier plus petite, elle prendra moins de place sur votre ordinateur.

Il existe deux types de compression, sans perte et avec perte.

L’attribut alt de cette image est vide, son nom de fichier est SNT-Photographie-numérique-04-1024x883.jpg.

Compression sans perte

La compression sans perte fonctionne en ré-écrivant les données pour qu’elles soient stockées plus efficacement. La qualité du fichier restera la même.

Compression avec perte

La compression avec perte fonctionne en supprimant certaines données. La qualité du fichier sera réduite.

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Traitement d’image Traiter par programme une image pour la transformer en agissant
sur les trois composantes de ses pixels.
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Filtres photo

Exemple réel de synthèse soustractive. Vous pouvez sélectionner différents filtres en cliquant dessus puis observer leur action en survolant la photo.

Les filtres ‘couleurs primaires’ ne laissent passer que leur couleur. Les filtres ‘couleurs complémentaires’ laissent passer deux couleurs primaires.

Cliquer puis faire glisser le filtre sélectionné sur l’image.

 

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Métadonnées EXIF Retrouver les métadonnées d’une photographie.
Traitement d’image Traiter par programme une image pour la transformer en agissant
sur les trois composantes de ses pixels.
Rôle des algorithmes dans les appareils photo numériques Expliciter des algorithmes associés à la prise de vue.
Identifier les étapes de la construction de l’image finale.

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Ecran couleur

La reconstitution des couleurs est basée sur la synthèse additive des couleurs. Les curseurs glissants permettent de régler les niveaux d’intensité pour chaque couleur (Rouge, Vert, Bleu).

Rouge, Vert et Bleu sont les trois couleurs primaires. Comme l’indique la simulation synthèse additive des couleurs, leur mélange permet de générer quatre autres couleurs: Le cyan (vert+bleu), le magenta (bleu + rouge), le jaune (rouge + vert) et le blanc (somme des trois). Depuis la fin du XIXe siècle, nous savons qu’il est possible de générer toutes les couleurs connues en jouant sur les intensités de ces couleurs primaires. Cela permet de générer toutes les couleurs de l’arc en ciel comme l’illustre cette autre simulation: RVB.

Faire glisser le  pour modifier l’intensité de la couleur correspondante.

 

Les écrans affichent des images couleurs à partir de ce principe de colorimétrie nommé trichromieC’est aussi de cette façon que notre oeil perçoit les couleurs.

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