L'image numérique
PRINCIPE :
L'appareil de photo
numérique est composé, comme son homologue "argentique",
d'une boite noire (boitier) , un objectif et un capteur.
Le boitier n'a rien de spécial et il ressemble à celui
d'un appareil classique. De même, l'objectif d' un APN à
les mêmes qualités que celui d'un APA. La différence
essentielle tient dans le capteur d'image.
Le CAPTEUR :
Alors que le capteur d'un APA est composé d'un cache sous lequel défile la pellicule, celui d'un APN est un capteur électronique complexe appelé photoscope.
Le PHOTOSCOPE
Le photoscope est un petit rectangle plan composé d'une
matrice de cellules photosensibles : généralement des C.C.D.
(Charged Coupled Device) de quelques micromètres de dimension.
Ce photoscope est placé dans le plan focal comme la pellicule d'un
APA.
Chaque élément CCD appelé "photosite"
reçoit une quantité de lumière (photons) qu'il transforme
en une quantité d'électricité (électrons). Un
convertisseur Anlogique/ Digital se charge de transcoder cette information
électrique en une valeur digitale (ou numérique !) codée
sur un certain nombre d'élements binaires (bits = contraction de binary
digit). En général, ce codage se fait sur 8 bits soit 256
niveaux.
L'image numérique ainsi obtenue sur l'ensemble des photosites serait monochrome, c'est à dire : blanc pour un éclairage maximum, différents niveaux gris pour un éclairage intermédiaire, et noir pour un éclairage nul.
La COULEUR
Pour obtenir une image en couleurs, un filtre est placé devant chaque photosite. Ce filtre est composé de cellules colorée aux couleurs primaires soit : Rouge Vert et Bleu.
C'est la somme de ces trois couleurs qui détermine la teinte de l'image.
Une "micro-lentille" focalise les rayons lumineux sur chaque photosite pour en améliorer le rendement.
Les filtres sont disposés de manière à ce que un photosite rouge ou bleu cotoie deux photosites verts... ceci pour se rapprocher des caractéristiques de l'oeil humain qui est plus sensible à la lumière verte !
Une image qui ne serait composée que de photosites monochromes
serait très imparfaite. L'élément de base d'une image
en couleurs est appelé pixel (contraction de picture element).
Il est créé par la juxtaposition d'un groupe de photosites bleu,
vert, vert, rouge par un circuit spécialisé commandé
par un logiciel spécifique (firmware) ; c'est de celui-ci que
dépend, en grande partie, la qualité d'image prise par un APN.
Selon la programmation de ce firmware, l'image obtenue sera plus ou
moins proche de la réalité.
Après ce traitement, chaque pixel est donc codé (en numérique)
en trois couleurs sur 3 x 8 bits soit 24 bits, ce qui permet d'obtenir une
palette de 16 millions de nuances colorées. Ce qui signifie qu'une
image originelle de un millions de pixels nécessitera 3 millions d'octets
de mémoire de stockage ! Une mémoire de 16 Mo d'un APN ne pourra
donc contenir que 5 images de ce type !
Les appareils de photo numérique ont débuté par des photoscopes de 1 million de pixels... ils en sont maintenant (2005) à 5, 7 et 10 millions de pixels ! Les mémoires ont suvi par une augmentation de capacité qui peut atteindre 1 Go !
La COMPRESSION :
Ce nombre important de Mo serait difficile à stocker.
Il faut alors faire appel à la compression c'est à dire réduire
au maximum le volume des fichiers tout en conservant une qualité acceptable
de l'image. Bien entendu toute compression dégrade un peu l'image,
et le taux choisi sera un compromis entre l'encombrement et la qualité.
Les types de compressions sont nombreux, mais les plus utilisés actuellement
sont les fichiers GIF et JPEG.
