Photographie/Image numérique/Résolution, affichage et impression
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Bibliographie
■ préface - SOMMAIRE COMPLET ■ notions fondamentales et conseils pour les débutants ■ aspects esthétiques, thèmes photographiques ■ références scientifiques ■ photométrie, colorimétrie, optique ■ appareils, objectifs, éclairage, accessoires, entretien ■ procédés chimiques ■ procédés numériques ■ caractéristiques physiques des images, densité, netteté ■ compléments techniques et pratiques ■ photographie et vie sociale, histoire, enseignement,institutions, droit... | ||||||
Introduction
modifierLa résolution des images devrait toujours être suffisante pour cacher à notre regard les discontinuités des images, que celles-ci soient affichées sur un écran de visualisation ou imprimées sur du papier ou tout autre support. Il s'agit donc de donner l'illusion du continu ; d'une manière générale, plus l'image est grande, plus elle peut (ou doit) être observée de loin, et plus sa résolution peut être faible.
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Les « phosphores » d'un écran cathodique de type « informatique » -
Un détail d'un écran à cristaux liquides, avec un élément « mort » -
La trame d'une image imprimée en quadrichromie
Dans tous les cas, l'image visible est constituée de petits éléments colorés. Les écrans de télévision ou d'ordinateur utilisent les couleurs primaires rouge, vert, bleu et les diverses teintes des images sont obtenues par synthèse additive. Dans le cas de supports imprimés, ce sont au contraire les teintes secondaires, complémentaires des premières, à savoir respectivement le cyan, le magenta et le jaune, qui réalisent une synthèse soustractive.
Le pixel et le point
modifierLes deux notions de pixel et de point sont trop souvent confondues mais pourtant très différentes.
- Le pixel, en abrégé px, est l'unité de surface qui permet de définir la définition d'une image numérique.
Comme nous l'avons dit plus haut, il n'a pas de dimension réelle par lui-même ; c'est la valeur de la résolution qui peut lui en conférer une.
- Le point Pica, en abrégé pt, est une unité de longueur utilisée en imprimerie.
Le point pica correspond à 1/72 pouce, c’est-à-dire environ 0,03528 cm, soit un peu plus d’un tiers de millimètre ; il y a donc toujours 72 points Pica par pouce. Même si cette valeur n'a pratiquement aucun intérêt en photographie, elle est souvent reprise, ce qui aboutit à l'idée farfelue selon laquelle il serait nécessaire d'attribuer aux images destinées à être vues sur un écran ou transmises par l'internet une résolution de 72 pixels par pouce.
- Le mot point (dot en anglais) utilisé sans autre précision est intrinsèquement ambigu et c'est de là que viennent la plupart des confusions. C'est au niveau de la visualisation d'une image sur un écran ou de son impression sur papier que tout se complique.
Visualisation par affichage sur un écran
modifierLes divers écrans qui constituent désormais notre environnement quotidien (téléviseurs, ordinateurs, téléphones mobiles, appareils photo numériques, etc.) fonctionnent tous sur le principe de la synthèse additive. Hors fonctionnement, ils n'émettent aucune lumière et présentent donc un fond noir uniforme. Pour afficher une image, il faut activer une multitude de petits éléments qui vont émettre des quantités variables des couleurs primaires, rouge, vert et bleu. Ces petits éléments ne peuvent normalement pas être distingués dans des conditions d'utilisation normales mais il est très facile de constater leur présence à l'aide d'une loupe.
Sur les écrans à tube cathodique (CRT = Cathode Ray Tube), dont la disparition est presque totale depuis le début des années 2010, on trouvait une trame répétitive de « phosphores » ou « luminophores » circulaires plus ou moins excités par l'action de flux d'électrons dosés en fonction de la couleur à obtenir. Ces tubes comportent trois « canons à électrons » (1) émettant des faisceaux d'électrons (2) qui peuvent être modulés indépendamment les uns des autres. Des bobines de focalisation (3) et de déviation (4) permettent de faire converger les faisceaux et de les diriger à volonté vers tel ou tel point de l'écran. Un « masque » (6), constitué d'une plaque métallique percée d'une multitude de petits trous, est disposé de telle façon que les faisceaux de chaque canon à électrons ne peuvent atteindre que les phosphores d'une seule couleur. Une connexion (5) relie ce masque à l'anode pour évacuer les électrons interceptés par ce masque. Un balayage à haute fréquence de l'écran permet d'exciter successivement chacun des groupes de 3 phosphores (8). Ceux-émettent des impulsions lumineuses très brèves mais qui se fondent en une lumière d'apparence continue en raison de la persistance rétinienne.
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Schéma d'un tube-image à rayons cathodiques -
Sur un écran CRT, un pixel est formé par les trois phosphores qui sont excités à un instant donné par les trois faisceaux d'électrons -
Image grossie du pointeur d'une souris tel qu'il est affiché sur un écran CRT
Pratiquement tous les écrans CRT destinés aux ordinateurs ont adopté une disposition des phosphores conforme au schéma ci-dessous. Cependant d'autres dispositions moins contraignantes pour la fabrication ont été adoptées, en particulier sur les téléviseurs dont les images sont moins définies que celles des ordinateurs et qui, de plus, sont observés depuis une distance bien plus importante. Les flèches blanches représentent le « pas » de l'écran (pitch en anglais), autrement dit la distance qui sépare deux pixels voisins et qui caractérise en fait la taille des pixels.
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Les phosphores peuvent être « découpés » dans des « lignes » ou formés par la juxtaposition de trois « tirets ». Le décalage est destiné à éviter certains phénomènes de moiré lorsque l'image que l'on doit afficher comporte plusieurs lignes horizontales relativement proches. -
Ces deux figures montrent au même grandissement le détail des phosphores d'un tube cathodique de télévision et de ceux, beaucoup plus fins, d'un écran cathodique informatique
Dans le cas des écrans cathodiques, la façon de disposer les phosphores dépend étroitement des contraintes imposées par la présence du masque. Beaucoup plus de liberté existe pour les écrans plats et, sans entrer ici dans le détail des techniques utilisées pour leur réalisation, la forme et la disposition des éléments lumineux peut être beaucoup plus variée.
Sur les écrans plats à cristaux liquides la disposition la plus fréquente est actuellement un groupement de petites « barrettes » affichant les couleurs primaires rouge, vert et bleu, disposées de façon à former un réseau de petits carrés, comme le montrent les vues ci-dessous. Chacun de ces carrés correspond à l'affichage d'un pixel de l'image qui sera perçue par l'observateur de l'écran.
Un écran qui compte par exemple 1 920 x 1 080 pixels (format full HD) comporte donc 1 920 x 1 080 triades de petites barrettes colorées.
Sa définition native est de : 1 920 x 1 080 = 2 073 600 pixels = 2,074 Mpixels
Attention au vocabulaire ! Les revendeurs d'écrans, généralement imprégnés de « franglais » jusqu'à la moelle, vous parleront d'une résolution de 1 920 x 1 080 pixels mais ce terme est impropre.
Dans le cas présent, la zone d'affichage (la « dalle ») de l'écran que nous avons pris pour exemple a pour largeur de 46,5 cm, soit 18,3 pouces, et pour hauteur 29 cm, soit 11,4 pouces. Sa résolution linéaire native est une constante, qui vaut :
On dit bien pixels par cm (ppcm) ou par pouce (ppp) et non points par cm (ppcm) ou par pouce (ppp).
En français il y a manifestement un problème avec les abréviations ppcm et ppp en raison de cette ambiguïté. En anglais cela va mieux, pouce se dit inch et point se dit dot, ce qui donne respectivement ppi et dpi. Pour caractériser la résolution d'un écran et par extension celle de l'image qui s'y trouve affichée, il faut utiliser les pixels par pouce ou les pixels per inch, les ppi et non les dpi. Pour éviter toute confusion il vaut finalement mieux écrire les choses en toutes lettres, ce que nous ferons par la suite.
Afficher une image au rapport 1:1, ou à 100 %, signifie que chaque pixel de l'image est affiché par un des pixels de l'écran ; dans ce cas, la résolution de l'image est évidemment la même que celle de l'écran, même si l'on a attribué à cette image une autre résolution, par exemple 150, 200, 300... ou 72 pixels par pouce. Remarquons aussi que si cette image compte par exemple 4 000 pixels dans sa longueur et 3 000 dans sa hauteur, soit une définition de 12 000 000 pixels, elle ne pourra pas être affichée à 100 % dans sa totalité puisque l'écran sur lequel nous raisonnons n'en compte que 2 073 600.
Images en réserve
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moiré -
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Diverses dispositions d'éléments lumineux sur les écrans plats -
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Image numérique
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