Déf. & réso. [2] : similitudes mosaïque - Bitmap

Résumé de l’épisode précédent : Deux élèves d’un atelier d’art plastique ont, chacun de leur côté, réalisé une mosaïque. L’un et l’autre sont partis exactement du même modèle mais ils n’ont pas employé des tesselles de même taille. De ce fait, les deux mosaïques ne comportent pas le même nombre de tesselles. La perception du motif de l’une et de l’autre des mosaïques est modifiée en fonction de la distance à partir de laquelle on la regarde.

Tesselles – pixels

En regardant une mosaïque de près (en particulier, celle de Nadia), on distingue les tesselles.

De même, si l’on observe une image numérique en l’agrandissant à l’écran, on voit qu’elle est constituée de petits carrés, que l’on appelle des pixels (pour picture element).

Les images numériques sont composées de pixels et ces derniers sont comparables, d’une certaine manière, aux tesselles de mosaïque parce que, dans les deux cas, l’information est recomposée visuellement par quadrillage de modules colorés.

Afin de bien distinguer les pixels, j’ai effectué, sur cette petite image, un zoom à l’écran de 800% sur Photoshop (nous reviendrons pour expliquer cette manip).

Dans les conditions ordinaires, les pixels sont donc invisibles. C’est notre cerveau qui recompose l’image dans sa globalité en faisant la synthèse des points colorés juxtaposés les uns à côté des autres ; comme avec la mosaïque de Nadia, vue de loin (l’art pictural, notamment avec les impressionnistes et les pointillistes, présente également une multitude d’autres exemples reposant sur ce principe).

Autre exemple, cette fois-ci, sur une photo : le montage avec le cercle qui comporte le détail agrandi de la photo a été réalisé en effectuant un zoom à l’écran de 1600% de sorte que nous puissions voir les pixels sur cette zone, alors qu’ils sont complètement invisibles sur l’image « à tel » (sans modification de la taille d’affichage).

Définition : nombre de pixels – nombre de tesselles

Il est temps, désormais, d’aborder une question théorique essentielle sur laquelle nous reviendrons souvent dans cette série de supports : ce qu’on appelle la définition d’une image numérique correspond précisément au nombre de pixels du fichier.

Pour les mêmes paramètres photographiques ordinaires (focale, profondeur de champ, stabilité, éclairage, etc.), une prise de vue « haute définition » permettra de restituer plus finement les détails qu’en « basse définition » :

Ci-dessus le même détail de deux prises de vues différentes : à gauche, l’APN a été réglé pour prendre une photo en « basse définition », à droite, la même vue a été shootée en « haute définition ». Contentons-nous provisoirement de cette illustration, à titre indicatif. Chacun pourra constater, par exemple en observant la même feuille sur chacune des images, que la photo de droite est plus « détaillée » ou plus « nette » que l’autre. Nous reviendrons de sur cet exemple, car il demande des explications.

Si l’on transpose uniquement nombre de pixels avec nombre de tesselles il est possible, là encore, à propos de la restitution des détails, d’établir une similitude entre image numérique et mosaïque :

Si j’insiste sur le nombre de tesselles et non leur taille, pour souligner qu’une mosaïque est plus détaillée que l’autre, ce n’est ni un hasard, ni un caprice de langage.

Chacun pourra admettre que, concernant la mosaïque, cette distinction est triviale : « Les carreaux utilisés par Nadia sont plus petits, donc comme la taille du support est la même pour les deux mosaïque, il a fallu qu’elle utilise beaucoup plus de tesselles qu’Émile », nous dit Félix.

En mosaïque, il s’agit bien d’un truisme mais ce n’est absolument pas le cas en imagerie numérique.

Nous touchons précisément, avec ce point, les limites de notre comparaison et il importe d’anticiper dès maintenant sur ce qui sera détaillé lorsque nous aborderons les différences entre image mosaïque et Bitmap.

Dans un cas nous avons affaire à une production qui résulte d’une transformation matérielle alors que dans l’autre, nous sommes dans un monde virtuel : celui du code informatique.

Autant vous le dire tout de suite : contrairement aux tesselles de mosaïque, les pixels des images numériques ne sont pas des objets matériels. Par conséquent, la question de la « taille des pixels » d’une image numérique est pire encore qu’un truisme. C’est une stupidité.

Nous reviendrons en détail sur cette question.

Pour l’instant, considérons que la comparaison entre mosaïque et image numérique, à partir de notre exemple, ne reste valide que si l’on prend en compte la définition de l’image, c’est-à-dire le nombre de pixels (et donc de tesselles) qui compose l’information.

Nous avons vu que la définition, plus ou moins importante, détermine le niveau de détail de l’image. En imagerie numérique, il est souvent question de « haute définition » et de « basse définition ». À partir de là, on pourrait donc considérer que la mosaïque de Nadia serait en « haute définition » et celle d’Émile, en « basse définition » et, cela uniquement parce que l’une compte plus de tesselles que l’autre, alors que les deux composent le même motif général, dans les mêmes proportions.

Là encore, nous retrouvons une similitude avec la prise de vue sur un APN. Après avoir fait la mise au point, une « image cadrée » s’affichera au viseur (pour un réflex) ou sur l’écran (pour un compact numérique). Quel que soit le niveau de définition, il s’agira toujours du même « motif général ». La seule différence réside ans le nombre de pixels qui compose l’information, exactement comme avec nos mosaïques.

Définition et taille d’affichage

Observons, à présent, les conséquences pratiques qu’il faut tirer de tout ce que nous venons de voir pour afficher correctement ses images à l’écran ou à l’impression.

Plus la définition est importante, plus l’image sera détaillée ; ça, nous le savons.

Cela signifie tout simplement, par exemple, qu’il est préférable d’utiliser une version haute définition pour imprimer un poster 40×60cm et qu’une version basse définition du même visuel est largement suffisante être affichée en vignette sur son blog :

Ci-dessus il s’agit du même « visuel », mais à deux niveaux de définition différents ; donc deux fichiers différents. Chacun conviendra que ce n’est plus tout à fait le même niveau d’information visuelle qui nous est communiqué. Par exemple, sur la petite image, la typographie, est à peine lisible.

Normal : sur le blog, l’image est plus petite, me dira-t-on. Oui, mais la raison essentielle tient surtout au fait que cette image-ci, en basse définition, ne contient plus assez de pixels pour restituer correctement l’information permettant de lire le texte.

Ce qu’il est important de retenir, dans c’est exemple, c’est que l’on aura employé deux fichiers distincts (blog ou poster), chacun étant adapté au support, compte tenu, d’une part de la définition de l’image et, d’autre part, des caractéristiques physiques du périphérique de sortie.

Cet exemple est illustré avec une image non-photographique. Cela permet, grâce à la typographie, de constater plus facilement le rapport qui existe entre la définition d’une image et la précision des détails.

C’est exactement le même principe qui régit les photos, même si cela est moins spectaculaire qu’avec un graphisme non-photographique. Nous avons vu que, sur un ANP, qu’il est possible de cadrer exactement la même scène avec deux définitions différentes.

Cela signifie qu’il est préférable, là aussi, pour le même objet photographié, de traiter des photos de définitions différentes selon les usages souhaités : on prendra une image « haute définition » si l’on souhaite l’afficher en « grand format » (par exemple sur papier) et une « basse définition » suffira pour un affichage écran en « taille réduite » (par exemple, sur un blog).

« Plus de détail en haute déf »

Pour illustrer notre propos, il me semble intéressant de fournir quelques explications techniques complémentaires sur cet exemple, que nous avons déjà vu :

Ci-dessus, j’ai procédé à un montage à partir de deux prises de vue distinctes :

– une photo « basse définition » de 1936×1288 pixels.

– une photo « haute définition » de 3888×2592 pixels.

Il est important de préciser que ce montage ne comporte pas les images complètes. Il ne s’agit que d’un cadrage sur une zone, car les images non-recadrées, même en basse déf, sont d’une définition beaucoup trop importante pour les publier « à tel » sur le web.

Ci-dessus l’image basse déf non cadrée, « redimensionnée » à 500 pixels, avec la zone (encadrée) qui a été prélevée pour notre exemple.

J’ai donc prélevé le même détail sur l’une sur l’autre des photos afin de les mettre côte à côte dans un troisième fichier. À gauche, il s’agit d’un détail prélevé sur l’image « basse définition », à droite, la même détail de la photo, mais copié depuis l’image « haute définition » :

Nous avions donc, à partir de cet exemple, indiqué en quoi la « haute déf » permettait d’obtenir plus de détail que la « bass déf ».

C’est un fait, mais il me faut ajouter une précision essentielle : afin de pouvoir comparer le rendu des deux images en sorte qu’elles s’affichent à la même échelle côte à côte, j’ai été obligé « d’agrandir », à l’aide de Photoshop, l’image de gauche.

Cette opération a été nécessaire, précisément parce que les images, n’ayant pas le même nombre de pixels global, il est impossible qu’elles affichent la même information (le même motif) si l’on prélève, sur l’une et sur l’autre, un détail dans une zone rectangulaire composée du même nombre de pixels.

Il a donc fallu que je prélève des échantillons de valeurs différentes pour l’une et pour l’autre en me basant uniquement sur le cadrage visuel, puis j’ai ensuite redimensionné l’échantillon « basse déf » afin d’obtenir la même échelle.

Cet « agrandissement » n’est ni plus ni moins qu’une modification de la définition ; ce que Photoshop appelle « rééchantillonnage » et qui consiste à recalculer l’information générale contenue dans l’image en la répartissant sur un nombre différent de pixels (procédure sur laquelle nous reviendrons).

Donc, dans les faits, contrairement à ce que l’on pourrait penser, ces deux détails de la photo recadrée ont, en l’état, exactement la même définition, au sens où, dans les deux cas, c’est le même nombre de pixels qui compose l’information.

La seule différence provient de leur définition d’origine (lors de la prise de vue sur l’APN), qui a été modifiée sur l’une d’entre elles.

Autrement dit, même si ce procédé est couramment utilisé dans nombre de tutoriaux, il n’est pas des plus rigoureux, car il consiste à présenter les différences de rendu dans les détails, compte tenu des différences de définition, alors que les deux fichiers ont, en réalité, exactement la même définition.

Mieux vaut comparer ce qui est comparable.

Une autre façon, peut être, moins spectaculaire, mais plus correcte consisterait à illustrer notre propos de cette façon-là :

Ci-dessus, Je me suis juste contenté de prélever un échantillon rectangulaire de 500×350 pixels, sur l’une et l’autre des images non cadrées (simple copier-coller). Puis j’ai rassemblé le tout dans ce troisième fichier (500×700 pixels). Contrairement à tout à l’heure, je n’ai, cette fois-ci, procédé à aucune modification de définition sur les fichiers.

En haut, figure le détail prélevé sur l’image « basse définition » (1936×1288 pixels non cadrée) ; en bas nous retrouvons le même détail « haute définition » que précédemment.

Ce qui me semble le plus important à montrer au travers de cet exemple, c’est que, si l’on conserve la définition des deux photos, la différence de « netteté » ou de « restitution des détails » selon le fait qu’il s’agisse d’une « haute déf » ou d’une « basse déf » est beaucoup moins flagrante.

Et pour cause : il ne s’agit plus du tout du même niveau d’information visuelle.

Ces deux photos peuvent être considérées comme étant d’un niveau de précision et de « piqué » équivalent (plutôt moyen, d’ailleurs), compte tenu de ce qu’elles présentent l’une et l’autre. Dans un cas on veut montrer un détail, mieux vaut, alors, piocher dans la « haute déf » ; dans l’autre, c’est une vue général qui nous intéresse : la « basse déf » suffira.

La basse déf n’est pas « moins bonne » que la haute déf (les deux sont plutôt quelconques) ; chacune est plus ou moins adaptée à un format d’affichage, selon sa définition et selon le périphérique de sortie (nous y viendrons).

Pour terminer, avec cet exemple, nous allons essayer l’opération inverse à celle qui avait été présentée initialement :

Les deux images sont à la même échelle, mais cette fois-ci, c’est la « haute déf », en bas, qui a été rééchantillonnée pour se caller sur l’échelle de la « basse déf ». Nous avons donc réduit la définition de l’image. Vous voyez une différence entre les deux, vous ? Moi, même avec des lunettes, je trouve que cela ne saute pas vraiment aux yeux.

Autrement dit, il va peut-être falloir tordre le cou à une légende tenace, selon laquelle une image « haute déf » serait, en toutes circonstances, plus détaillée qu’une « basse déf ». Une légende souvent énoncée, notamment sur le web, au travers du fameux « qui peut le plus, peut le moins » ; ce qui, appliqué à la définition des images numériques, n’est pas toujours faux mais, donc, n’est pas toujours vrai ; en particulier, si l’on modifie la définition du fichier.

Une image en haute déf permet d’obtenir plus de détail : c’est l’évidence même.

Pour autant, il serait très hasardeux que cette évidence conduise à définir une règle générale selon laquelle « une image Haute déf » serait, par principe toujours mieux adaptée qu’une basse déf.

Tout dépend de ce qui doit être montré : a-t-on besoin du niveau de détail disponible sur le fichier Haute déf, compte tenu du niveau d’information qui doit être présenté dans l’image, dépendant de la taille d’affichage et du support sur lequel il s’affichera ?

Il m’est arrivé de voir, travaillant sur un site institutionnel prestigieux, que de superbes photos professionnelles hautes déf (prise de vue avec une chambre numérique) avait été purement et simplement massacrées lors de leur passage sur le Web. On avait appliqué un tel ratio de rééchantillonnage (effectué, de surcroît, par un script automatique en une seule passe) que ces photos, à la finale, étaient d’une qualité bien inférieure à ce qu’aurait fourni n’importe quel compact bas de gamme du marché.

Moralité (personnelle) de l’histoire :

– Une image « haute définition » est optimisée pour s’afficher « en grand format ».

– Une image « basse définition » est optimisée pour s’afficher « en petit format ».

– Mieux vaut éviter de modifier les définitions originales des images (nous y reviendrons).

Nous resterons donc, pour l’instant sur ces principes généraux, au risque de passer pour un sauvage.

Nous verrons que les explications plus précises sur ce sujet, faisant appel au concept de « résolution », nous entraînent sur un terrain qui n’a plus aucun rapport avec les œuvres d’Émile & Nadia. C’est la raison pour laquelle il n’en sera pas question pour l’instant.

Par contre si l’on s’en tient au principe général, là encore, on retrouve une similitude entre le mode du « bitmap » et celui notre petite histoire, en particulier lorsque la mosaïque d’Émile est déplacée :

On peut considérer que, compte tenu de la « définition » de la mosaïque d’Émile, il est nécessaire de l’éloigner pour obtenir un effet visuel comparable à celle de Nadia ; en particulier, si l‘on souhaite ne plus percevoir les tesselles (ce qui, d’ailleurs, n’est pas un critère esthétique forcément pertinent pour les mosaïque).

Une autre façon de présenter l’affaire consisterait à dire que, compte tenu de leur définition (nombre de tesselles), chacune de nos deux mosaïques est optimisée pour être vue à une distance spécifique : « de près », pour celle de Nadia et « de loin », pour celle d’Émile, comme avec nos images.

Car, si Félix déplace, cette fois-ci, la mosaïque de Nadia pour la mettre au même niveau que celle d’Émile et que Coralie reste toujours au même point d’observation, il est vraisemblable que les différences semblent beaucoup moins flagrantes :

Eh bien, comme nous l’avons vu, c’est un peu la même chose dans le domaine de l’image numérique.

La démonstration est un quelque peu caricaturale, je le reconnais, mais mieux vaut s’en tenir à ces principes élémentaires, cela évite bien des déboires.

Vous aurez beau avoir la photo la plus piquée au monde, d’une définition de plusieurs mégapixels, vous n’en obtiendrez rien si vous la publiez par exemple en vignette sur un blog.

Inversement si vous imprimez une image « basse déf. » en poster, vous risquez d’obtenir une image molle et floue, sans détail ; voire, même, compte tenu de la taille d’affichage inadaptée avec la définition de l’image, de faire apparaître les pixels (effet de pixellisation).

Nous en avons fini avec les similitudes, voyons à présent les différences importantes qui doivent être faites entre le monde de la mosaïque et celui de l’image numérique.