Quel type d'images numériques ?

Il existe deux types bien distincts d'images numériques : les images vectorielles et les images matricielles.

Si, en pratique, nous nous intéresserons principalement aux images matricielles, il est important de connaitre les spécificités de ces deux types.

les images vectorielles

Définitionimage vectorielle

Une image vectorielle est une représentation décrite par un ensemble d'informations vectorielles (vecteurs ou chemins).

Elle est par nature composée d'entités géométriques (cercles, polygones, segments, courbes de Bezier, etc) et de formules mathématiques.

ExempleImage vectorielle

Image vectorielle : jardin automnal | Pixabay License Informations complémentaires...Informations
Image vectorielle : jardin automnalInformations[2]

Remarque

La notion de résolution (que l'on définira plus tard) n'a pas de sens pour une image vectorielle :

le changement d'échelle d'une image vectorielle n'a pas d'effet sur la netteté de l'image, on peut donc l'agrandir sans altérer sa qualité.

Exemple

Ci-dessous, une image vectorielle représentant un disque :

Disque dans une image vectorielleInformations[3]

Complément

<?xml version="1.0"?>
<svg height="100" version="1.1" viewBox="0 0 100 100" width="100" xml:space="preserve" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
  <g transform="matrix(1 0 0 1 50 50)">
    <circle cx="0" cy="0" r="40" style="stroke: rgb(0,0,0); stroke-width: 0; stroke-dasharray: none; stroke-linecap: butt; stroke-dashoffset: 0; stroke-linejoin: miter; stroke-miterlimit: 4; fill: rgb(0,198,255); fill-rule: nonzero; opacity: 1;" vector-effect="non-scaling-stroke"/>
  </g>
</svg>
Code XML d'un fichier SVG représentant un disque

Le code est la transcription en svg[4] de l'image vectorielle précédente.

les images matricielles

Définitionimage matricielle

Une image matricielle est une représentation qui comporte des informations matricielles.

Cela signifie que l'image est composée d'un ensemble (un tableau) de points, que l'on appelle pixels[7].

Chaque pixel représente un point de l'image.

L'image est alors constituée d'un tableau à deux dimensions (largeur et hauteur) contenant ces pixels.

Définitionrésolution

La résolution d'une image matricielle est le nombre de pixels contenus dans l'image, par unité de longueur.

Les unités les plus courantes sont le ppp (points par pouces) ou le dpi (dots per inch).

Remarque

La résolution définit la netteté et la qualité d'une image matricielle.

Plus la résolution est grande, plus l'image est précise et comporte de détails.

Définitiondéfinition

La définition d'une image, ou taille en pixels[7], est le nombre de points que comportent l'image numérique en largeur et en hauteur.

Pour une image matricielle, le poids (en octets) est directement relié à la définition : la définition d'une image correspond aux nombre de points de celle-ci, et chaque point à un poids.

Plus la définition est importante, plus le fichier image sera « lourd ».

Exemple

Par exemple, si je prends une photographie avec un appareil photo comportant un capteur de 12 Mpx, la définition pourra être de 3000x4000.

Une telle image comporte 12 millions de points.

Si je change la définition de cette image, et je la fixe à 600x800, j'ai appliqué un facteur de réduction de 25 : l'image ne comporte plus que 480 mille points, et le fichier sera potentiellement 25 fois plus petit !

Exemple

impact du changement de définition d'une image

originale

modifiée

Langue au chat

Langue au chat

définition

2303x3013

600x785

résolution

300 dpi

300 dpi

poids du fichier jpeg

1,3 Mo

271,2 ko

occupation mémoire théorique du tableau de pixels

21 Mo

1,4 Mo

occupation mémoire de l'image dans GIMP[8]

64,7 Mo

4,1 Mo

L'image de droite a été réduite par un facteur de 3,8383 sur les deux dimensions (un facteur global proche de 15).

En fait, la largeur finale a été choisie à 600 pixels, ce qui correspond à 10.2 cm (4 inch) pour une résolution d'affichage de 150 dpi (correspondant à la résolution courante des écrans d'ordinateur).

Le poids réel de l'image est bien divisé par un facteur proche de 15 (\(3.8383^2 \simeq 15\)).

( version originale : Langue au chat[9] )

Remarque

L'exemple précédent montre aussi qu'il est important d'adapter la définition à l'usage envisagé pour l'image.

Si l'image a vocation à être diffusée sur un site web (donc consultée sur un écran), pour de la simple illustration, autant viser une résolution classique de 150 dpi, et une définition correspondant à la taille d'affichage de cette image.

L'image d'origine est de trop haute définition. À qualité équivalente, sur un affichage à 150 dpi, l'image serait d'une taille d'environ 85 cm x 110 cm !

Remarque

Modifier la résolution n'altère pas la qualité d'une image, si l'on ne modifie pas sa définition !

vectorielle ou matricielle ?

Les deux types d'images numériques ont leur raison d'être.

Une image vectorielle est particulièrement intéressante lorsque l'on doit pouvoir afficher cette image à des tailles (géométriques) très différentes.

Les notions de définition et de résolution n'existent pas pour une image vectorielle, on peut donc « zoomer » à l'infini, sans perte de qualité.

À l'inverse, une image matricielle a une résolution et une définition données. Il y aura toujours un facteur d'agrandissement à partir duquel il y aura un effet de pixellisation de l'image.

Exemple

effet de pixellisation d'une image matricielle

version vectorielle

version matricielle

Disque dans une image matricielle

Disque dans une image matricielle

résolution

96 dpi

définition

100x100

zoom

Zoom sur la frontière d'un disque, dans une image vectorielle

Zoom sur la frontière d'un disque, dans une image matricielle

5000%

5000%

Pour cet exemple, nous avons repris le disque défini dans une image vectorielle.

Cette image a ensuite été enregistrée (et donc convertie) dans un format matricielle, à une résolution et une définition suffisantes pour en assurer un affichage correct dans sa taille d'origine.

Si l'on agrandit fortement les deux images, en faisant un zoom à la frontière du disque, on voit bien apparaître un effet de pixellisation de l'image matricielle. À cette taille d'affichage, et pour cette définition de l'image matricielle, la résolution n'est plus suffisante.