- Le numérique, quelques principes de base- Le numérique, comment ça marche ? (5) (nouvelle version)

,  par Hervé BERNARD dit RVB

Le numérique est basé sur la numérisation en base 2 (elle utilise uniquement deux chiffres, le 1 et le 0). A la base de l’informatique, la numérisation binaire a été choisie parce qu’un ordinateur ne connaît que deux situations : le courant passe ou le courant ne passe pas.

Le bit est la plus petite unité informatique d’information gérée par un ordinateur. Il sert à coder toutes les informations sous la forme de 0 ou de 1. Huit bits forment un octet qui peut représenter de nombreux types d’informations comme une lettre de l’alphabet, un chiffre décimal ou un autre caractère. Cet octet est l’équivalent du « mot » de la langue française. Le bit sert notamment à déterminer la qualité d’un signal (sonore ou visuel) lors de sa numérisation. Un octet peut prendre toutes les valeurs comprises entre 0000 0000 et 1111 1111.

Quelques définitions liées au numérique

ASCII(American Standard Code for Information Interchange)  : Code Standard Américain pour l’Échange d’Information, conçu en 1963 et repris par l’ISO en 1967. C’est un codage des lettres, de la ponctuation et des chiffres réalisés sur sept bits (plus un bit de parité qui sert à contrôler les erreurs), ce qui donne 128 possibilités. Il en existe une version appelée ASCII étendu ou Unicode, codée sur huit bits qui offre donc 256 possibilités. Ce qui lui permet d’inclure des caractères graphiques et des codes de contrôle. Ce standard permet l’échange de données brutes (sans mise en forme) entre les différentes plate-formes informatiques. Avec le développement de formats comme Acrobat, ce codage sera probablement de moins en moins utilisé pour le transfert de données.

Bruit : phénomène qui parasite la diffusion et/ou la compréhension de l’information. Le souffle produit par les haut-parleurs, le courant de noir dans un CCD, le voile du support d’une émulsion cinématographique sont différentes manifestations du bruit respectivement dans le son, le cinéma numérique et le cinéma ou la photographie argentique. Généralement, contrairement à l’information, le bruit n’est pas structuré. S’il correspond à une déperdition de l’information, le bruit est parfois utile, ainsi, pour réduire ou faire disparaître l’effet de bande dans un dégradé on va bruiter l’affichage des bandes de couleur. Dans, ce cas, on fera en sorte que deux bandes contiguës d’un dégradé s’interpénètrent afin de faire disparaître leurs limites. Il existe cependant un bruit inhérent au support comme le montre la pellicule photographique.

Crénelage ou aliasing : en numérique, ce phénomène physique est provoqué par la structure rectangulaire du pixel. Il se manifeste par un bord en escalier sur les droites obliques et les courbes. Plus la définition d’une image est faible plus ce phénomène est important. Il est corrigé par un algorithme de lissage. D’un point de vue électronique, il s’agit d’une déformation d’un signal due à une perte de continuité provoquée par un pas d’échantillonnage insuffisant. L’aliasing existe donc aussi dans le son comme le montre ce schéma.

En haut, le signal avant échantillonnage, en bas, le signal déformé par un échantillonnage insuffisant. Chaque point rose, correspond à la prise d’échantillon. Illustration Hervé Bernard

Equivalence entre le nombre de bits par couleur primaire
et le nombre de nuances par couleur primaire.

6 bits par couleur ou 18 bits = 64 nuances par couleur
8 bits par couleur ou 24 bits = 256 nuances par couleur
10 bits par couleur ou 30 bits = 1 024 nuances par couleur
12 bits par couleur ou 36 bits = 4 096 nuances par couleur

Equivalence entre le nombre de bits d’une image et les films photographiques
- un bit par pixel est l ’équivalent du film trait en photographie, ce film n’enregistre que du noir ou du blanc sans aucune nuance de gris ;
- 8 bits est l ’équivalent du film demi-ton ou demi-teinte, il donne une image monochrome, au cinéma, c’est l’équivalent d’un film noir et blanc puisque le film monochrome n’existe pas ;
- 8 bits par pixel par couleur primaire soit 24 bits RVB ou 32 bits RVB plus une couche de masque donne une image en couleurs réelles, en cinéma, c ’est l’équivalent d’un film couleur, dans ce cas le masque est alors codé sur huit bits ;
- et enfin 32 bits en CMJN donnent une image en couleurs réelles et son équivalent est toujours une photo couleur mais avec un peu moins de nuances car l ’espace couleur CMJN ne permet pas de restituer autant de couleurs que l’espace RVB.

Pixel, spot et triplet, quelle différence ?
Le pixel représente le plus petit point de l’image numérique, le spot excite les photophores d’un tube cathodique tandis que le triplet de photophores affiche les couleurs sur un écran cathodique. On retrouve aussi le quadruplet (CMJN) dans l’impression en quadrichromie. Il a longtemps été erroné de parler du pixel de l’écran de télévision hormis et il était plus exact de parler du triplet de photophores de l’écran. Par contre, avec l’apparition de la TVHD, on peut maintenant parler du pixel de l’écran de télévision.


© Texte et illustration Hervé Bernard