La photographie

Sciences numériques et technologie

donnees

Les technologies de la photographie argentique ont eu une évolution très lente, liée aux progrès en optique, mécanique et chimie. Ce n’est pas du tout le cas pour l'évolution de la photographie numérique, davantage due aux algorithmes qu’à la physique : algorithmes de développement et d’amélioration de l’image brute, algorithmes d’aide à la prise de vue.

Son coût marginal et sa facilité de diffusion facile et immédiate par internet ont aussi facilité son développement.

Chaque jour, des milliards de photos sont prises et partagées.

Un peu d'histoire :

  • 1826 : naissance de la photographie argentique ;
  • 1900 : photographie en couleurs. Après la seconde guerre mondiale, généralisation du format 24 x 36 et de la visée reflex ;
  • 1969 : arrivée des premiers capteurs CCD (Charge Coupled Device) ;
  • 1975 : apparition des premiers appareils numériques ;
  • 2007 : arrivée du smartphone

Le principe de la numérisation de l'image

oeil

Dans la rétine, les récepteurs de l’œil servent à décomposer les informations lumineuses en signaux électriques qui seront envoyés au nerf optique. Chez l’être humain, il existe :

  •  trois types de cônes (rouge, vert, bleu) servant à décomposer la lumière en couleurs ;
  • des bâtonnets, qui ne captent que la luminosité, plus rapides et plus sensibles que les cônes.

Les bâtonnets se trouvent à l’extérieur de la partie centrale de la rétine et sont surtout responsables de notre vision périphérique. Très sensibles à la lumière, ils nous permettent ainsi la vision nocturne. En revanche, en présence d’une forte lumière, les bâtonnets deviennent complètement « aveugles ». Et les bâtonnets ne décomposent pas la lumière en couleurs (la nuit, tous les chats sont gris, ...). Ce sont les autres cellules de la rétine, les cônes, qui assurent à l’œil humain la vision des couleurs et une bonne acuité visuelle. Ils sont concentrés au centre de la rétine (la macula).

Nos yeux nous permettent de voir en transmettant des signaux à notre système nerveux. À de nombreux égards, ils sont très semblables à un appareil photo.

Appareil photo

La qualité de l'image qui va être capturée par le capteur de votre appareil photo dépend du nombre de photosites présents. Chaque photosite se contente de faire la moyenne des rayons de lumière qui le touchent. Ainsi plus le capteur comptera de photosites et mieux l'image sera définie.

Appareil photo
Traitement d'une image

Entraînement 1

Rédiger un cours texte faisant l'analogie entre le fonctionnement de l'oeil et l'appareil photographique.


Le physicien Thomas Young (1773-1829) démontra pour la première fois que l’on peut recomposer la lumière blanche avec trois couleurs appelées couleurs primaires lumières : ROUGEVERTBLEU

Notre oeil est tri chromate et dispose de 3 types de cônes : ceux sensibles au "rouge", ceux sensibles au "vert" et ceux sensibles au "bleu" , couleur à laquelle notre oeil est le plus sensible. Le principe de la synthèse additive des couleurs consiste à combiner la lumière de plusieurs sources émettrices colorées afin d'obtenir une nouvelle couleur.

Actuellement, chaque composante est notée sur 8 bits. On peut donc représenter 28=256 niveaux de chaque composante Le capteur numérique capte la lumière et la convertit ainsi en une valeur numérique allant de 0 (aucune lumière) à 255 (intensité lumineuse maximale permise).

Entraînement 2 :

Rechercher et démontrer combien de couleurs différentes est-il possible d’obtenir avec ce système R V B ?

Entraînement 3 :

À l'aide de l'application proposée, faites varier les canaux rouge, vert et bleu (afin d'obtenir différentes couleurs.

  1. Comment obtenir du rouge ? R = ........... V = ........... B = ...........
  2. Comment obtenir du blanc ? R = ........... V = ........... B = ...........
  3. Comment obtenir du noir ? R = ........... V = ........... B = ...........
  4. Comment obtenir du jaune ? R = ........... V = ........... B = ...........
  5. Que se passe-t-il quand les trois canaux ont la même valeur (par exemple 125,125,125) ?