Image matricielle
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Une image matricielle (ou image en mode point, ou en anglais une « bitmap » ou « raster ») est une image numérique stockée dans un fichier dans un format de données qui se compose d'un tableau de pixels ou de points de couleur, généralement rectangulaire, qui peut se visualiser sur un moniteur d'ordinateur, tout autre dispositif d'affichage, ou simplement sur une feuille de papier.
[modifier] Principe
Le codage ou sa représentation informatique d'une image implique sa numérisation. Cette numérisation se fait dans 2 espaces:
- l'espace spatial où l'image est numérisée suivant l'axe des abscisses et des ordonnées. Les échantillons dans cet espace sont nommés pixels et leur nombre va constituer la définition de l'image.
- l'espace des couleurs où les différentes valeurs de luminosité que peut prendre un pixel sont numérisées pour représenter sa couleur et son intensité. La précision d'échantillonnage dans cet espace dépend du nombre de bits sur lesquels on code la luminosité et est appelée profondeur de l'image.
À chaque pixel est associé une ou plusieurs valeurs d'intensité qui se combinent pour déterminer la couleur affichée par ce pixel. Ce peut être aussi simple qu'un bit à 1 ou 0 (pour une image en noir et blanc), ou un triplet de couleurs rouge, vert et bleu, chacun sur 32 bits (pour une image couleur de haute définition). Certains disent, pour cette raison, que les images matricielles typiques fonctionnent dans l'espace de couleur RVB. Ce format brut de représentation des images est utilisé d’une manière générale par le matériel d'infographie pour projeter les images sur un moniteur et se trouve à la base de beaucoup de formats graphiques.
Une image matricielle correspond point par point (ou bit à bit) à une image affichée sur un écran, souvent (pour des raisons d'efficacité) dans le même format utilisé par la mémoire d’une carte graphique. Une image matricielle est caractérisée par sa largeur et sa hauteur et le nombre de bits par pixel qui détermine le nombre de nuances de gris ou de couleurs pouvant être représentées. Une image matricielle en couleur (au format « pixmap ») se compose habituellement de pixels, et entre chaque, huit bits pour chacune des composantes de rouge, de vert et de bleu. D'autres encodages de couleur sont également utilisés, notamment dans les représentations vectorielles (R, G, B). Le composant vert a parfois plus de bits que les deux autres, pour offrir à l’œil humain un plus grand discernement de cette couleur.
La qualité d'une image matricielle est déterminée par le nombre total de pixels (appelé sa définition) et la quantité d’information contenue dans chaque pixel (souvent appelée profondeur de numérisation des couleurs). Par exemple, une image qui emmagasine 24 bits d'information de couleur par pixel (norme de la plupart des affichages de haute qualité en 2001) peut représenter des degrés plus nuancés de couleur qu’une image qui n’emmagasine que 16 bits par pixel d’information, mais moins nuancés qu'une image qui en stocke 48 bits. De même, une image numérisée avec une résolution de 640×480 pixels (donc contenant 307 200 pixels) apparaîtra très approximative et sous forme d’un pavage de petits carrés de couleur, par comparaison à une image numérisée à 1280×1024 (1 310 720 pixels). Puisqu'il coûte une grande quantité de données pour stocker une image de très grande qualité, des techniques de compression de données sont souvent employées pour réduire la taille des images stockées sur un disque. Certaines de ces techniques perdent des informations, et ainsi appauvrissent la qualité de l’image, afin de réaliser un fichier occupant beaucoup moins de place sur disque. Les techniques de compression qui perdent des informations sont dites destructrices.
Les images numériques ne peuvent pas changer de taille ou être remises à la cote sans perte de qualité apparente. Plus exactement, une fois qu'une image est numérisée, sa qualité est fixe et ne peut pas s'améliorer même en utilisant de meilleurs dispositifs d'affichage. En revanche, les images vectorielles peuvent facilement s’afficher sous différentes échelles et s’adaptent à la qualité du dispositif d’affichage. Malgré cela, les images matricielles sont plus appropriées que les images vectorielles aux travaux sur photographies ou sur photos réalistes. Très tard dans le XXe siècle, les moniteurs d'ordinateur pouvaient afficher environ entre 72 et 96 points par pouce (dpi), alors que les imprimantes modernes peuvent atteindre des résolutions de 600 dpi voire plus ; ainsi travailler avec des images destinées à l’impression peut s’avérer difficile ou exiger de grands moniteurs et des ordinateurs très puissants. Les moniteurs avec des résolutions de 200 dpi furent disponibles pour le grand public vers la fin de 2001 et des résolutions plus élevées sont attendues dans les années à venir.
Donnons maintenant un exemple, avec la lettre « J » : J
En regardant bien cette lettre sur l'écran du moniteur, et en approchant une loupe, vous pouvez observer une aberration chromatique sur les bords de la loupe. Vous voyez un « J », l'ordinateur ne voit rien d’autre que des « . » qui représentent un zéro et un « X » qui représente un un :
....X ....X ....X ....X X...X .XXX.
Où il y a un zéro, l'ordinateur ordonne à son matériel vidéo de peindre la couleur du fond et quand il rencontre un un il lui demande de fixer la couleur courante de premier plan. C'est en réalité un peu plus compliqué, mais tout se ramène fondamentalement à un parcours de bit en bit, en faisant la distinction entre les couleurs des pixel adjacents, pour former ensemble une image. C'est le principe de base de l’affichage d’un dessin sur un ordinateur.
En infographie 3D (en trois dimensions), le concept d'une trame plane de pixel est parfois étendu à un volume tridimensionnel formé de petits pavés appelés « voxels ». Dans ce cas-ci, il y a une grille régulière dans l'espace tridimensionnel avec des éléments contenant l'information de couleur pour chaque point de la grille. Bien que les « voxels » soient des abstractions puissantes pour traiter les formes 3D complexes, ils demandent beaucoup de mémoire pour être stockés dans un tableau d’assez grande taille. En conséquence, les images vectorielles sont plus souvent utilisées que les « voxels » pour produire des images en trois dimensions.
Les images matricielles furent d’abord brevetées par Texas Instruments dans les années 70, et sont maintenant omniprésentes.
Les images destinés à l'impression professionnelle sont travaillés à 300dpi (pour 150) et en CMJN (cyan, magenta,jaune,noir). Elles pèsent entre une vingtaine de mega octets (~20mo) et plus de 100. Le RVB est une palette d'affichage qui correspond à la lumière. Le nombre de dpi n'est pas toujours infeodé à la taille d'impression mais on considère que 640x480 dpi correspond à l'affichage sur un écran 14"(ce n'est plus qu'une indication, le matériel ayant grandement évolué, ce genre de taille est maintenant reservé à internet).
[modifier] Voir aussi
- Image vectorielle
- Fonte bitmap
- éditeur d'image bitmap
- Typographie
Pour des informations pratiques pour l'utilisation des images matricielles :
- Programmes graphiques
- Formats de fichier graphique
[modifier] Liens externes
- bitmap sur FOLDOC (en anglais)
Cet article est basé sur du matériel provenant d'une traduction de la Free On-line Dictionary of Computing et est utilisé avec permission selon la GFDL.
