L'Image Numérique

Une image numérique est une représentation d'une image sous forme de données informatiques. Contrairement aux photos argentiques traditionnelles, elle est composée d'éléments discrets et peut être stockée, transmise et modifiée par un ordinateur.

Caractéristiques principales :

• Composée de pixels (picture elements)

• Organisée sous forme de grille rectangulaire

• Stockée sous forme de valeurs numériques

• Peut être affichée sur un écran ou imprimée

Types d'images numériques :

• Images matricielles (bitmap) : composées de pixels (photos, captures d'écran)

• Images vectorielles : composées de formes géométriques définies par des équations (logos, icônes)

Dans ce cours, nous nous concentrons sur les images matricielles, les plus courantes.

Le pixel (contraction de 'picture element') est l'unité de base d'une image numérique. C'est le plus petit élément dont la couleur peut être définie individuellement.

Propriétés d'un pixel :

• Forme carrée dans la grande majorité des cas

• Position unique dans la grille (coordonnées x, y)

• Couleur définie par des valeurs numériques

• Taille variable selon la résolution de l'écran

Exemple concret :

Si vous zoomez beaucoup sur une photo numérique, vous finirez par voir des petits carrés de couleur : ce sont les pixels !

Analogie :

Une image numérique est comme une mosaïque : chaque petit carré de couleur (pixel) contribue à former l'image globale. Plus les carrés sont petits et nombreux, plus l'image est détaillée.

Une image numérique est organisée sous forme d'une grille rectangulaire de pixels, comme un tableau à deux dimensions.

Organisation de la grille :

• Lignes (rows) : rangées horizontales de pixels

• Colonnes (columns) : rangées verticales de pixels

• Coordonnées : chaque pixel a une position (x, y)

• Origine : généralement en haut à gauche (0, 0)

Exemple d'une grille 4×3 pixels :

```

(0,0) (1,0) (2,0) (3,0)

(0,1) (1,1) (2,1) (3,1)

(0,2) (1,2) (2,2) (3,2)

```

Cette grille contient 4 × 3 = 12 pixels au total.

Définition de l'image :

• Largeur : nombre de pixels en horizontal (4 pixels dans l'exemple)

• Hauteur : nombre de pixels en vertical (3 pixels dans l'exemple)

• Définition : largeur × hauteur (4 × 3 = 12 pixels)

Plus la grille contient de pixels, plus l'image peut contenir de détails.

La définition d'une image exprime le nombre total de pixels qui la composent. Elle s'exprime généralement en largeur × hauteur.

Définitions courantes :

• VGA : 640 × 480 = 307 200 pixels (≈ 0,3 Mégapixels)

• HD (720p) : 1280 × 720 = 921 600 pixels (≈ 0,9 MP)

• Full HD (1080p) : 1920 × 1080 = 2 073 600 pixels (≈ 2 MP)

• 4K UHD : 3840 × 2160 = 8 294 400 pixels (≈ 8 MP)

• 8K UHD : 7680 × 4320 = 33 177 600 pixels (≈ 33 MP)

Impact de la définition :

• Plus de pixels = plus de détails visibles

• Plus de pixels = fichier plus volumineux en mémoire

• Plus de pixels = temps de traitement plus long

Calcul du poids en mémoire (image non compressée) :

Pour une image couleur 24 bits (3 octets par pixel) :

Poids = Largeur × Hauteur × 3 octets

Exemple Full HD : 1920 × 1080 × 3 = 6 220 800 octets ≈ 6,2 Mo

En mémoire, une image est stockée comme une suite de valeurs numériques représentant la couleur de chaque pixel.

Méthodes de stockage :

• Image en noir et blanc (1 bit/pixel) : 0 = noir, 1 = blanc

• Image en niveaux de gris (8 bits/pixel) : 0 à 255 (256 nuances)

• Image couleur (24 bits/pixel) : 8 bits Rouge + 8 bits Vert + 8 bits Bleu

Exemple d'une image 3×2 pixels en niveaux de gris :

```

Grille visuelle :

[Noir] [Gris] [Blanc]

[Blanc] [Noir] [Gris]

Valeurs en mémoire :

[0, 128, 255,

255, 0, 128]

```

Organisation en mémoire :

• Parcours ligne par ligne, de gauche à droite

• Chaque pixel est représenté par ses valeurs de couleur

• Les valeurs sont stockées de manière séquentielle

Cette représentation permet à l'ordinateur de manipuler, afficher et modifier l'image pixel par pixel.