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La conversion numérique des photographies

Présentation (I)

Progrès oblige, depuis plusieurs générations l'informatique a remplacé beaucoup de processus par leur équivalent numérique. Cet article a été rédigé au siècle dernier (!), à une époque où les scanners étaient très répandus tandis que les APN étaient réservés aux amateurs avertis.

Bien que dépassé, cet article décrit malgré tout quelques techniques intéressantes qu'il est bon connaître, même à l'ère du tout numérique. Le texte a été mis à jour au fil du temps et est aujourd'hui présenté pour mémoire.

Imaginons que vous désiriez manipuler sur ordinateur des photographies imprimées sur papier photosensible, les diffuser sur un site web ou les communiquer à un webzine. Comment allez-vous passer du format papier ou inversible au format électronique ? Nous allons passer en revue plusieurs méthodes.

En complément nous aborderons la question de la qualité d'impression : comment imprimer une photographie digitale sans perdre de qualité ?

Pixel, bit et quantité d'information

Définissons tout d'abord quelques termes courants du jargon digital.

- Le pixel représente l'unité élémentaire d'une image digitale. Par analogie il s'agit des points élémentaires d'un écran. Ils sont constitués de trois composants électroluminescents, les phosphores, chacun gérant une couleur primaire, le bleu, le vert ou le rouge en fonction de l'intensité du signal vidéo. C'est l'intensité des électrons reçus par chaque phosphore qui génère plus ou moins de lumière sous la forme d' un pixel.

- Le dpi ou dot per inch (point par pouce) représente la définition de l'image équivalent au nombre de pixels par unité de mesure. On parle également de résolution (à propos des scanners par exemple). Le standard en PAO est de 300 dpi. On peut augmenter la qualité d'une impression soit en augmentant la définition de l'image, mais au détriment de la taille du fichier d'impression, soit en augmentant la quantité de couleur à l'impression (technologie à jet d'encre HP REt, etc).

- Le bit est l'unité élémentaire d'information qui peut prendre la valeur 0 ou 1, soit 2 états. Il est la base du langage binaire, l'un des rares langages compris directement par un ordinateur (son processeur) sans devoir être interprété.

- Le byte : il correspond à un "mot" ou 1 octet de données. Il contient 8 bits. Ses multiplicateurs sont le kilobyte (1024 bytes ou 1 KB), le mégabyte (1024 KB ou 1 MB), le gigabyte (GB), le terabyte (TB), l'exabyte (EB), ...

A lire : La restitution des images sur ordinateur

Encodage des couleurs et performance des cartes graphiques

Bits, pixels et taille des fichiers

Quelle taille ferait une image définie en 2048 x 1536 pixels codée en 256 couleurs (mode d'affichage de 8 bits/pixel, le standard du format GIF) et en "true color" (24 bits/pixel) ? Y a-t-il des cas particuliers ?

Rappelons que 1 KB contient 1024 bits et 1 byte (octet) contient 8 bits. En codant digitalement les couleurs sur 8 bits/pixel, nous pouvons afficher 28 soit 256 couleurs différentes. A la résolution de 2048 x 1536 pixels, l'image occupe (2048 x 1536 x 8 / 8) / 10242 = 3 MB.

En "true color" chacune des trois couleurs primaires exige 8 bits, l'image est codée sur 24 bits/pixel. Dès lors une image de 2048 x 1536 pixels occupe (2048 x 1536 x 24 / 8) / 10242 = 9 MB. A mode d'affichage constant, si la résolution double, le fichier devient 4 fois plus grand du fait que l'image est 4 fois plus grande.

La progression n'est pas linéaire et dépend du format d'image (TIFF, RAW, BMP, JPEG, etc), du mode d'affichage (8, 24 bits/couleur) et de la qualité (taux de compression).

Quelle que soit la résolution d'une image numérique, à un certain niveau d'agrandissement, la pixelisation devient apparente. Inversement, à petite échelle, inférieure à la taille des photodiodes d'un APN ou de la résolution d'un écran, on peut réduire l'effet d'écrenage (effet d'escalier) au moyen d'un filtre passe-bas (anti-aliasing) qui va lisser certains niveaux de détails.

Il y a des cas particuliers. Une image comprimée en format JPEG verra sa taille diminuer selon le facteur de compression et le niveau de détails de l'image.

Dans un logiciel graphique, une image de 2048 x 1536 pixels peut occuper plus de place si elle est par exemple constituée de plusieurs calques ou masques (layers) qui représentent autant d'images supplémentaires. Si ces dernières sont totalement colorées, chacune peut occuper 9 MB et charger d'autant la taille globale du fichier. C'est ainsi que certaines de mes illustrations réalisées notamment sous Photoshop à cette résolution peuvent dépasser 60 MB tandis qu'une image en deux tons ne dépasse pas 800 KB.

- Une image de 8 bits/pixel est une image digitale dont chaque pixel peut gérer 8 bits d'information de couleur. Cette image peut donc reproduire 28 soit 256 couleurs ou niveaux de gris. C'est le cas du format GIF. Les images sauvées dans ce format n'occupent pas beaucoup de place en mémoire ou sur disque mais n'offrent pas non plus une grande définition (qualité).

- Une image de 24 bits/pixel est qualifiée de "true color" (vrais couleurs ou photo-réaliste). Dans ce format, 24 bits sont assignés à chaque pixel, soit 8 bits/couleur primaire R,G, B, ce qui représente une gamme de 224 soit plus de 16.7 millions de couleurs. Tous les périphériques utilisés en infographie sont capables de supporter ce format (écran, scanner, APN, imprimante...).

- Une carte de 128 bits est une carte dont le bus d'entrée-sortie dispose de 128 lignes en parallèle. Dans une carte graphique cela permet de gérer simultanément 128 bits/pixel. Par "simultanément" on parle d'un temps de réponse de l'ordre de la nanoseconde qui exige une bande passante dépassant 16 GB/sec ! Le processeur travaille en virgule flottante double précision, ce qui lui permet d'attribuer à chaque pixel non plus 8, 10 ou 12 bits de couleurs mais 128 bits de couleur, ce qui représente un choix parmi 2128 couleurs ! Des modifications de l'architecture des processeurs graphiques et une extension de leur mémoire vidéo leur permettent de fonctionner 4 fois plus vite que les cartes 32 bits. Comme toutes les cartes graphiques travaillant en virgule flottante, on les qualifie de carte graphique accélératrice. Ce format est aujourd'hui supporté par les fabricants ATI, Nvidia et autre Radéon ainsi que quelques fabricants de logiciels. Le standard hautement dynamique HDR supporte également ce format d'image. Les fabricants d'APN ne supportent pas encore ce format qui multiplie par 3 la taille des images.

- Le format JPEG est un format standard de compression des images développé par le Joint Photographic Experts Group. JPEG permet des taux de compression d'environ 10:1 sans détérioration notable d'apparence (s'il y a peu de détails). Le JPEG 2000, conforme à la norme ISO 15444 permet de convertir les images les plus nuancées sans perte noticiables de qualité. Toutefois pour un usage professionnel il convient de travailler en format TIFF ou en tout autre format qui préserve l'image (Bitmap 24 bits, PNG, HDR, etc).

A. Les méthodes de conversion

Il existe fondamentalement deux méthodes pour obtenir une image digitale d'un objet :

- 1°. Photographier le sujet avec un appareil numérique

- 2°. Convertir l'image analogique en format digital (scannage de l'image avec ou sans gravure sur CD).

1°. Si vous possédez un appareil photo numérique

Vous comptez parmi les nombreuses personnes qui ont fait confiance aux fabricants d'APN dans lesquels les images sont directement enregistrées sur des cartes à mémoire flash et non plus sur film argentique.

A lire : La photographie numérique

Les appareils photos numériques compacts, bridges et réflex

Nikon D2X

Panasonic Lumix DMC-TZ20

Olympus Camedia C-144L

Nikon D2x

Le téléchargement des images enregistrées sur la carte-flash s'effectue par un simple copier-coller vers le disque dur de votre ordinateur ou par le biais du logiciel du constructeur. Vous pouvez ensuite les manipuler à votre guise dans un logiciel de traitement d'image. 

La plupart des programmes récents reconnaissent par défaut le format digital de Kodak (.kdc) mais n'espérez pas utiliser un vieux logiciel tel MS Photo Editor pour les éditer à moins de les convertir au préalable au format JPEG (.jpg) et de limiter la taille du fichier à moins de 7 MB et 11 Mpixels.

Il va sans dire que le fait de disposer d'un appareil numérique répond à toutes vos questions et résoud presque tous vos problèmes de conversion. C'est la solution la plus efficace, elle vous posera le moins de contraintes, les manipulations sont réduites au minimum et les images présenteront également la plus haute résolution (celle du capteur de votre APN).

Si vous ne possédez pas d'APN, cette solution est onéreuse car si un APN compact coûte entre 100 et 500 € environ, un APN réflex commence à 500 € et peut dépasser dix fois ce prix.

2°. Si vous possédez des négatifs

Dans ce cas, vous pouvez confier vos négatifs à un laboratoire professionnel, leur demandant de les copier sur un CD. Ils vous donneront en échange un CD multi-sessions sur lequel seront gravés toutes vos images au format Kodak Photo CD (.pcd) dont la résolution atteint 3072 x 2048 pixels. Ce format représente des fichiers de 18 MB de 6 Mpixels ! Le CD est fourni avec un logiciel de visualisation et de traitemernt d'image.

Précisons que dans certains laboratoires la gravure sur CD est réalisée avec un taux de compression de 50% ou supérieur. Le résultat est souvent catastrophique sur les agrandissements. Précisez donc bien à la commande si vous souhaitez ou non la compression de vos images ou exigez une sauvegarde au format TIFF.

Ainsi que nous l'avons dit, rappelez-vous que les images en haute résolution ne sont pas toujours compatibles avec les logiciels de traitement d'image grand public qui peuvent refuser de les charger. Utilisez de préférence une application récente comme Adobe Photoshop.

Vous pouvez également convertir vos images analogiques au format Vidéo CD pour les lire dans un lecteur DVD connecté à votre télévision (par la prise HDMI ou péritel pour les anciens modèles). Dans certains cas, en vue d'une publication dans un livre par exemple (300 dpi), on vous demandera le format des images une fois publiées (par exemple A5 ou 10x15) et le scannage sera adapté en conséquence mais il y aura une perte de résolution.

Enfin, ne demandez jamais une réduction des images à la source si vous désirez les manipuler ultérieurement dans un logiciel de traitement d'image, pour réaliser des documents multimédia ou en vue d'une publication en haute résolution. Ce serait la meilleure façon de gâcher vos images.

Deuxième partie

Si vous possédez des photos ou des diapositives

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