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Conversion d'un nombre binaire en nombre décimal : un exemple vaut mieux qu' un En codage RVB 24 bits, chaque pixel utilise 3 octets (soit 3 × 8 = 24 bits)

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Un octet est un byte (chiffre binaire) particulier contenant 8 bits Pour faciliter les Exemple : Conversion de N = (10110101)2 en un nombre décimal 6 2 2 Le peut-être ici matérialisée par un unique bit (pixel allumé ou éteint) Le codage 

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Une image numérique correspond à un tableau de pixels, c'est-à-dire de petits carrés discrétisation (= conversion d'une information sous forme numérique) 1 octet formé de 8 bits permet donc de coder 28 couleurs possibles soit 256

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5.1 SNT: La photographie numérique

Table des matières

5.1 SNT: La photographie numérique...............................................................................................................1

5.1.1 La photographie numérique: Liste des activités..................................................................................2

5.1.2 En fin de séance , validation du travail réalisé.....................................................................................2

5.1.3 Le prof, mise en situation.....................................................................................................................3

5.1.4 L'élève: Codage en noir et blanc..........................................................................................................4

5.1.5 Le prof: Les photographies numériques, codage en nuances de gris...................................................5

5.1.6 L'élève: Codage en niveau de gris.......................................................................................................6

5.1.7 Le prof: Les photographies numériques, codage RVB........................................................................7

5.1.8 L'élève : Codage en couleurs (RVB)....................................................................................................8

5.1.9 Quelques éléments de base sur la fenêtre de Gimp..............................................................................9

Vocabulaire

définition

La production attendue

51SNT_Photo.odt1 Sur 9Hauteur 4 pixels

Largeur 4 pixelsRésolution 16 pixels

Taille

Bit Octet

La page guide, à imprimer et coller

5.1.1 La photographie numérique: Liste des activités

A coller sur le cahier et à compléter au fur et à mesure de l'avancement. Rayer "à faire" quand l'activité est réalisée.

5.1.2.1Faire valider le travail réalisé.page 2à faire

5.1.4.1Les caractéristiques des 2 imagespage 4à faire

5.1.4.2Définition et qualité de l'imagepage 4à faire

5.1.4.3Pour ceux qui ont terminé avant la correction: dessiner avec Gimppage 4à faire

5.1.6.1Relier une image à son code en niveau de grispage 6à faire

5.1.6.2Codage des nuances de grispage 6à faire

5.1.6.3Modifier le niveau de gris, assombrir une imagepage 6à faire

5.1.6.4Nombre de couleurs possiblespage 6à faire

5.1.6.5Pour ceux qui ont terminé avant la correction: dessiner avec Gimppage 6à faire

5.1.8.1Nombre de couleurs possibles pour chaque canal R V ou Bpage 8à faire

5.1.8.2Pourquoi un codage 24 bits ?page 8à faire

5.1.8.3Déterminer la taille d'une image en haute résolutionpage 8à faire

5.1.8.4Pour ceux qui ont terminé avant la correction: dessiner avec Gimppage 8à faire

5.1.2 En fin de séance , validation du travail réalisé

Activité 5.1.2.1Faire valider le travail réalisé.

Quand vous avez terminé, ouvrir votre cahier à la page du jour et appeler pour vérification.

51SNT_Photo.odt2 Sur 9

5.1.3 Le prof, mise en situation

* Une image numérique correspond à un tableau de pixels, c'est-à-dire de petits carrés d'une couleur

donnée. L'image A, 20 pixels par 20 pixelsL'image B, 20 pixels par 20 pixels Taille réelle 100 %Zoom 600 %Taille réelle 100 %Zoom 600 % * Chaque image est caractérisée par : ses dimensions :largeurethauteur

La palette de couleur utilisée

noir et blanc niveau de gris

256 couleurs

16 millions de couleurs

sa définition = nombre de pixels qui la composent, plus ils sont nombreux plus l'image est précise. sa taille = nombre d'octets nécessaires à son stockage * Chaque pixel est caractérisé par : ses coordonnées horizontalela numérotation commence en haut à gauche par 0 verticalela numérotation commence en haut à gauche par 0 sa valeur dans une image noir et blanc 0 = noir1 = blanc

Exemple :

Image C Coordonnées des pixels de l'image CValeurs des pixels de l'image C x 801234x 801234 y 6y 6

0(0,0)(0,1)(0,2(0,3)(0,4)000111

1(1,0)(1,1)(1,2(1,3)(1,4)110111

2(2,0)(2,1)(2,2(2,3)(2,4)210011

3(3,0)(3,1)(3,2(3,3)(3,4)311000

*Caractéristiques de l'image C: largeur 5 pixelshauteur 4 pixels donc définition de l'image 5 X 4 = 20 pixels palette de couleurs : noir et blanc *Caractéristiques du pixel le bas et le plus à droite: Coordonnées (x,y) = (3,4)Code couleur = 0Couleur = noir

Comment coder cette image pour un ordinateur ?

L'ordinateur ne peut utiliser que les valeurs 0 et 1 (codage binaire). Toute information doit donc être mise

sous la forme de suites de 0 et de 1 pour que l'ordinateur puisse l'utiliser, on parle de numérisation ou

discrétisation (= conversion d'une information sous forme numérique). Un emplacement de stockage d'une

valeur (0 ou 1) est appelé un bit. 8 bits forment un octet. L'octet est l'unité de mesure de la quantité d'information stockée :

8 bits = 1 octetExemple d'octet : 00000000

51SNT_Photo.odt3 Sur 9

5.1.4 L'élève: Codage en noir et blanc

On considère un trait simple (objet 0 ci-dessous) dont on veut créer une image numérique. En numérisant,

on associe la valeur 0 lorsqu'une partie du trait passe dans le pixel, ou la valeur 1 dans le cas contraire et on

peut ainsi obtenir l'image qui sera affichée, manipulée par l'ordinateur, ou imprimée. Pour chaque pixel, il faudra 1 bit pour stocker l'information (1 ou 0).

Voilà ce que l'on peut obtenir :

avec 256 pixels (16 X 16) = ligne 0 avec 64 pixels (8 X 8) = ligne 1

La grille de numérisation 0 comporte 256 pixels utilisant chacun 1 bit. Elle utilise donc 256 bits et pèse

256/8 = 32 octets.

La grille de numérisation 1 comporte 64 pixels utilisant chacun 1 bit. Elle utilise donc 64 bits et pèse 64/8

= 8 octets. Que se passe t'il si on utilise une grille encore moins fine ? Activité 5.1.4.1Les caractéristiques des 2 images

Sous forme de tableau, dans votre cahier, donner les caractéristiques des images 1, 2 et 3 présentées ci-

dessus (largeur, hauteur, définition en pixels, nombre de bits nécessaires, taille en octets). Activité 5.1.4.2Définition et qualité de l'image

Dans votre cahier, pour les images 2 et 3, refaire les cadres de la colonne " numérisation » et de la

colonne " image numérisée ». Compléter les cases numérisation et image numérisée sur le modèle des objets 0

et 1.

Concluez par un phrase sur l'impact de la définition sur la qualité de l'image. Faire valider par

l'enseignant. Activité 5.1.4.3Pour ceux qui ont terminé avant la correction: dessiner avec Gimp

Quand le travail précédent est validé, ouvrir Gimp (logiciel de dessin que nous utiliserons) et vous

entraîner à dessiner avec. Vous disposez d'un cours explicatif sur aimti.fr à la page du thème photo numérique

(sous le cours python turtle). Pas d'aide de ma part sur cette question.

51SNT_Photo.odt4 Sur 9

5.1.5 Le prof: Les photographies numériques, codage en nuances de gris

Principe du codage en nuances de gris

Lors d'une prise de photo en nuances de gris, le capteur mesure l'intensité lumineuse moyenne reçue par

chaque pixel. Cette intensité lumineuse (grandeur analogique) est convertie par chaque pixel du capteur en une

tension (grandeur analogique). Cette tension est ensuite numérisée et donc transformée en séries de 1 et de 0

stockées sous forme de bits. Nombre de bits et nombre de couleurs utilisables :

Si je dispose d'un seul bit, j'ai 2 combinaisons (valeurs) à ma disposition, 1 ou 0, je peux donc stocker 2

informations différentes (noir ou blanc, oui ou non, réussite ou échec ...).

1 bit = 2 couleurs possibles

Si je dispose de 2 bits, j'ai 4 combinaisons (valeurs) à ma disposition (00, 01, 10, 11), je peux donc

stocker 4 informations différentes (blond, brun roux, blanc par exemple).

2 bits = 4 couleurs possibles

1 bits permet de coder 21 = 2 couleurs, noir et blanc.

2 bits permettent de coder 22 = 4 niveaux de gris

Chaque bit supplémentaire multiplie par deux le nombre de possibilités.

3 bits permettent de coder 23 = 8 niveaux de gris

4 bits permettent de coder 24 = 16 niveaux de gris0000000100100100100001010110011110001001...Ce que l'on peut résumer par le tableau suivant :

Nombre de Bits12345678

Nombre de couleurs possibles2122232425262728

248163264128256

1 octet formé de 8 bits permet donc de coder 28 couleurs possibles soit 256.

Le codage habituel en niveau de gris se fait sur 8 bits pour chaque pixel donc avec 256 niveaux de gris.

51SNT_Photo.odt5 Sur 90

1 0

10 00

1 01

0 10

1 11

01

00011011

000001010011100101110111

5.1.6 L'élève: Codage en niveau de gris

Noter vos réponses dans le cahier à la date du jour.

Les 4 images ci-dessous utilisent la palette en niveau de gris codée sur 24 bits (256 nuances de gris).

Dans ce type de codage

Le blanc a pour valeur 255

Le noir a pour valeur 0

Plus le gris est foncé, plus la valeur associée est faible.

Les tableaux 1, 2, 3 et 4 correspondent au codage des 4 images A, B C et D ci-dessus (tableaux dans le

désordre).

1)))))

99999
8

255 255 255 552

255 127 127 552

255 127 127 552

255 255 255 552 2

99999
8

63 63 255 255

255 255 0 0

63 63 255 552

0 0 0 0 3

99999
8

127 127 127 127

127 255 255 127

127 255 255 127

127 127 127 271 4

99999
8

127 127 255 255

255 255 63 36

127 127 255 552

0 0 0 0Activité 5.1.6.1Relier une image à son code en niveau de gris

Compte tenu du mode de codage du noir, du blanc et du gris indiqué ci-dessus, notez, pour chaque image

A, B, C et D, à quel tableau (1, 2, 3 ou 4.) elle correspond.

Un logiciel de traitement d'image (Photoshop, Gimp etc...) peut modifier la valeur de chaque pixel pour

assombrir ou éclaircir une image.

Activité 5.1.6.2Codage des nuances de gris

Dans l'image B, comment expliquer que le gris des cellules (2,0) et (2,1) soit plus foncé que les autres

cellules grises de cette image. On trouve que l'image C est trop claire, on veut la foncer. Activité 5.1.6.3Modifier le niveau de gris, assombrir une image

Écrire le tableau de numérisation correspondant à l'assombrissement maximal permettant de conserver le

dessin de C (le centre doit rester blanc et il ne doit pas y avoir de noir dans l'image).

Activité 5.1.6.4Nombre de couleurs possibles

Déterminer le nombre de couleurs possibles en 16 bits. Noter le résultats sur votre cahier. Activité 5.1.6.5Pour ceux qui ont terminé avant la correction: dessiner avec Gimp

Quand le travail précédent est validé, ouvrir Gimp (logiciel de dessin que nous utiliserons) et vous

entraîner à dessiner avec. Vous disposez d'un cours explicatif sur aimti.fr à la page du thème photo numérique

(sous le cours python turtle). Pas d'aide de ma part sur cette question.

51SNT_Photo.odt6 Sur 9

5.1.7 Le prof: Les photographies numériques, codage RVB

Pour restituer toutes les couleurs d'une image on utilise la synthèse additive des couleurs avec les trois

couleurs primaires lumières : le rouge (R), le vert (V) et le bleue (B). Lors de la capture d'une image, on récupère l'intensité lumineuse des trois couleurs primaires lumières grâce à des cellules photoélectriques sensibles à l'une des trois couleurs et disposées régulièrement sur la matrice du capteur.Lors de l'affichage d'une image couleur numérique sur un écran, ce dernier allume totalement ou partiellement chaque cellule (ou sous-pixel) d'un pixel, et ceci pour tous les pixels présents sur l'écran. Chaque cellule reçoit donc une information dédiée.

Pour réussir à quantifier de manière convenable (sans trop de perte par rapport à la donnée analogique

tout en utilisant une mémoire raisonnable) la couleur d'un pixel (composé de 3 sous-pixels ou cellules) on

utilise le plus souvent 3 octets, soit 3 l 8 = 24 bits. On parle alors du codage RVB 24 bits. A chaque cellule correspond un octet. Pour chaque cellule on peut alors avoir : DécimalBinaire28 = 256 nuances différentes par couleur000000000

100000001Ainsi, pour chaque pixel, on peut avoir :

200000010224

300000011= 16 777 216 couleurs possibles

400000100e 16 millions de couleurs possibles

255111111111 octet1 octet1 octet

111111111111111111111111

24 bits

Le code RVB du pixel en exemple ci-dessus est donc : R255 V255 B255. Les trois cellules du pixel sont

allumées au maximum de leur intensité ce qui donne une couleur blanche.

1 octet1 octet1 octet

000000000000000000000000

24 bits

Le code RVB du pixel en exemple ci-dessus est donc : R0 V0 B0. Les trois cellules du pixel sont éteintes

ce qui donne une couleur noire.

51SNT_Photo.odt7 Sur 91 cellule

1 pixel

5.1.8 L'élève : Codage en couleurs (RVB)

Pour représenter les couleurs, on procède le plus souvent par synthèse additive du rouge du vert et du

bleu : on parle de codage RVB (ou RGB en anglais).

Selon le nombre de bits utilisés pour coder une couleur, on pourra représenter des dégradés plus ou moins

fins. Aujourd'hui, la situation la plus courante est un codage sur 24 bits.

Un oeil humain discerne tout de même 10 millions de couleurs ! De plus les échanges de données entre les

éléments d'un ordinateur (mémoire, processeur, disque ...) se font par nombre entiers d'octets d'où le choix de

24 bits, c'est-à-dire 3 octets.

A l'aide du document , répondre aux questions suivantes : Activité 5.1.8.1Nombre de couleurs possibles pour chaque canal R V ou B

Le codage se faisant sur 24 bits pour 3 couleurs, combien de nuances de rouge sont possibles pour le R ?

Activité 5.1.8.2Pourquoi un codage 24 bits ?

A l'aide des éléments du texte, argumenter sur le choix du codage en 24 bits (texte court sur votre

cahier).

On rappelle que :

la taille d'une image est la place nécessaire au stockage de l'image.quotesdbs_dbs13.pdfusesText_19