Regard sur l'image

- Les pixels sont comme les cochons, tous égaux...

Hervé BERNARD dit RVB — 2010-08-07T11:28:00Z

Les pixels sont comme les cochons et pourtant, contrairement au cochon, tous n'est pas bon dans le pixel. En fait, les pixels, pareils aux cochons d'Animal Farm, sont égaux. Mais, tout comme les cochons d'Animal Farm, certains pixels sont plus égaux que d'autres. En effet, les pixels ont des tailles différentes est, comme pour les cochons, cette taille joue un rôle dans le pouvoir du dit-pixel à moins que là aussi, elle ne soit là la conséquence de ce pouvoir. Encore une histoire de cochon qui se mort la queue....

En effet, miniaturisation oblige, les pixels d'un téléphone portable, à définition d'image égale, sont bien plus petits que ceux d'une caméra HDV qui sont, eux-mêmes, plus petits que ceux d'une caméra équipée d'un capteur HD plein format (24x36) et, simultanément, moins nombreux que ceux de cette même caméra construite autour de ce capteur plein format réellement doté de 1080 lignes de 1920 photosites chacune. De là à en déduire que la miniaturisation réduit le pouvoir...

Est-ce à dire que lorsque l'on affirme qu'un téléphone portable a une définition de 1920 x 1080 pixels on nous ment ? Oui et non ; certes l'image finale contient bien les 2 073 600 pixels annoncés, il est donc impossible de crier au loup. Pourtant cette affirmation omet d'évoquer la méthode d'obtention de ces fameux 2 millions de pixels. De fait, dans tous les cas cités précédemment, à l'exception du capteur comportant réellement 1080 lignes de 1920 photosites, les pixels de l'image finale sont obtenues par interpolation, c'est-à-dire par calcul à partir de la matrice [1] du capteur de cet appareil de prise de vue. Les pixels de l'image finale sont donc des pixels déduits mathématiquement de cette structure.

Vous allez me répondre, à juste titre, que tous les pixels d'une image numérique sont recalculés à partir des pixels environnants, puisque chaque pixel d'un appareil mono-capteur n'est sensible qu'à une seule des trois couleurs primaires. Il y a cependant une grande différence entre un pixel dont on a calculé les couleurs et un pixel produit à partir d'un capteur qui contient un nombre de photosites équivalent à la moitié de sa définition finale. Dans ce dernier cas, l'interpolation a encore plus de poids et elle affaiblit donc le “pouvoir” de chacun de ces pixels.

Par ailleurs, outre le rapport nombre de photosites du capteur / nombre de pixels de l'image finale, deux autres éléments jouent un rôle important dans cette inégalité. Plus un photosite est petit, moins sa sensibilité à la lumière sera forte et plus sa sensibilité au bruit sera importante. C'est une règle incontournable, ces deux sensibilités sont inversement proportionnels. Si la sensibilité de ce pixel à la lumière est moins grande, il va donc être nécessaire, là aussi, d'interpoler le signal obtenu afin de produire une image propre quand le photophone sera utilisé dans des conditions de faible éclairage. Dans ce cas, interpoler le signal obtenu revient à pousser la sensibilité du capteur et l'on sait que pousser la sensibilité d'un signal produit du bruit[définition du bruit dans le dictionnaire de la photonumérique de ce site, http], c'est-à-dire de la distorsion. Or, nous venons de préciser que ce photosite est lui-même plus petit sur un photophone que sur un appareil photographique et cette taille inférieure est elle-même génératrice de bruit. Nous avons donc, ici, deux motifs de recalculs et donc d'interpolation du signal qui vont conforter ces inégalités.

La difficulté est, comme en argentique, de trouver le compromis entre la sensibilité (plus une surface est sensible, plus ces éléments photosensibles sont grands), la taille des photosites et la taille du capteur. Ce compromis est d'autant plus difficile à réaliser que la taille du capteur est petit. Difficultés accentuées, dans le cas des photophones, par l'emploi d'optiques dont la qualité est parfois largement inférieure à celle d'un cul de bouteille. Nous sommes donc bien d'accord, les pixels, c'est comme les cochons. Faut-il encore savoir de quel cochon parle-t-on.

2014-2015 Épilogue
Et avec la vidéo 4k on recommence la même histoire, on essaye à nouveau de nous faire croire que tous les pixels sont égaux. En l'état de la technologie, la seule image cinématographique 4k, pleine bande, pleine définition spatiale (nombre de pixels) et pleine définition colorimétrique (chaque couleur primaire de chaque pixel est numérisée et non une couleur sur trois) est celle d'une image pellicule scannée. Cette image là est l'image de référence. Cette image est composée de 4096 pixels par ligne sur un maximum de 2160 lignes selon le rapport du format de tournage.

Vient ensuite une image de la même définition tournée avec un capteur de 4096 pixels sur 2160 lignes échantillonné en 4:4:4 [2], puis une image de la même définition échantillonnée en 4:2:2 [3]. Bien entendu, dans les deux cas, ses signaux sont faiblement compressés et uniquement avec une compression intra-image et sans compression inter-image.

Le 4k DCI natif à lui aussi une définition de 4096 x 2160 ce qui donne en CinemaScope une image de 4096 × 1714 ou encore dans sa version 1:85 3996 × 2160, dans tous les cas l'image subie une compressée intra-image à la norme JPEG 2000. Cependant, ce taux de compression est deux fois plus élevé que celui du 2k DCI puisque le débit des serveurs reste identique.

L'Ultra Haute Définition Télévision (Ultra HD), normalisé en octobre 2012 a une définition de 3 840 × 2 160 pixels et son débit se réduit à celui de la norme HDMI 2.0

[1] pour mémoire, les lignes impaires de cette matrice sont composées d'une alternance de pixel vert et rouge tandis que les lignes paires sont composées d'une alternance de pixel bleu et vert

[2] pleine définition du signal de luminance et pleine définition des deux signaux de chrominance

[3] pleine définition du signal de luminance et moitié de la définition pour chacun des deux signaux de chrominance

- Définitions commençant par la lettre A

Hervé BERNARD dit RVB — 2010-06-30T09:10:42Z

Aberration chromatique : déformation de la couleur d'une image due par exemple à un défaut optique et provoqué par exemple par un reflet dans l'une des lentilles d'un objectif.

Accentuation : fonction de renforcement de la netteté d'une image plus particulièrement utilisée en photogravure. Ce filtre n'ajoute pas du détail mais accentue (d'où son nom) le contraste sur les bords des objets de manière à les mettre en relief. Il procède par combinaison d'une image floue à une image encore plus floue pour obtenir un effet de netteté. La taille de la matrice ou rayon détermine le nombre de pixels modifiés. Si celui-ci est trop large, il provoque l'apparition d'un effet de halo. Tandis que le seuil gère son effet sur les écarts de densité. Ainsi, un seuil élevé limite son effet aux écarts de densité importants.
Voir aussi : la netteté, c'est du flou

Achromatique : signal lumineux dont la chrominance est égale à zéro. Une photo noir et blanc est l'exemple d'une image achromatique.

Actinique : lumière qui agit sur un film photographique. Cette lumière provoque une réaction chimique qui impressionne une émulsion. Opposé : inactinique.

Affaiblir : en photographie, diminution de la densité générale ou locale d'une photo. Pour cela, on a longtemps utilisé des pinceaux ou des éponges et un liquide affaiblisseur. Cette opération était aussi pratiquée en photogravure sur les films de sélection. Aujourd'hui, on le fait dans des logiciels comme PhotoShop en jouant sur la courbe de contraste ou sur la luminosité de l'image.
Méthode longtemps utilisé dans les portraits pour compenser le trop grand piqué des optiques, piqué qui faisait apparaître tous les défauts de la peau.

Affichage progressif : en informatique, formats de fichier (JPEG et GIF progressif...) permettant l'affichage d'une image par amélioration progressive de la qualité au fur et à mesure de la transmission depuis le support d'archivage ou depuis le réseau
En informatique et en télévision, système d'affichage successeur de l'affichage entrelacé, l'image s'affiche de haut en bas, ligne après ligne sans interruption. Pour l'affichage entrelacé, une image vidéo est divisée en deux trames dites paires et impaires car la première contient toutes les lignes paires de l'image tandis que la seconde contient toutes les lignes impaires. C'est parce que la trame paire est enregistrée en premier qu'elle s'affiche en premier puis, lui succède la trame impaire. C'est cet artifice qui donne l'impression que la télévision produit un meilleur rendu du mouvement que le cinéma. En fait, l'échantillonage vidéo PAL est donc de 25 images à la seconde ou de 50 trames/sec. En NTSC, ces deux valeurs sont de 30 et 60.

Aléatoire (accès) : accès à une suite de données non successives et non liées par un critère. Ce terme est notamment utilisé pour désigner l'accès aux données par la tête de lecture d'un disque dur ou encore aux éléments d'une base de données.

Aléatoire (trame) : cf trame stochastique, type de trame d'impression.

Algorithme : suite d'opérations mathématique obéissant à un enchaînement déterminé appliquée notamment dans le monde de l'image numérique. Ainsi, pour un photomontage, des algorithmes de transcodage sont utilisés lors de la transformation d'une image en 12 bits par couleur en 8 bits et ils ont un rôle fondamental. Selon la méthode de réduction utilisée du bruit apparaîtra ou n'apparaîtra pas dans les ombres de l'image. De même, de nombreux filtres d'effet ou de correction utilisent un algorithme.
Ils sont aussi utilisés le domaine de l'image de synthèse pour le rendu photoréaliste (algorithme de Phong ou de Gouraud), pour la compression d'images et pour la conversion d'espace de couleurs (conversion de l'espace RVB à l'espace CMJN par exemple).

Alias : petit fichier matérialisé par une icône et généralement placé sur le bureau, il contient le chemin pour accéder à une application et permet de la démarrer sans avoir à ouvrir tous les dossiers du chemin pour accéder à l'icône de démarrage du programme.

Aliasing : crénelage

Allocation (de mémoire dynamique) : espace mémoire attribué à une application, dans le cas d'une allocation de mémoire dynamique, sa taille varie en fonction des besoins du ou des logiciel(s) utilisé(s).

Alignement : un texte est aligné à droite quand son bord droit forme une ligne verticale. On parle d'alignement à droite, à gauche ou au centre. Dans ce dernier cas, le texte est aligné sur un axe central. fer.

Exemple de fer à gauche :
« Il est peut-être temps de reconnaître ceci : les médias (et surtout la télévision) ont un pouvoir limité ; leur influence sur les événements est relative ; contrairement au narcissisme qu'ils cultivent d'eux-mêmes, ils ne peuvent ni résoudre les grandes questions ni déclencher des mobilisations massives et nous laissent toujours à la fois renseignés et impuissants. A quelle condition une image est-elle efficace ? Quand elle cristallise un sentiment diffus dans l'opinion publique, confirme un parti pris : durant la guerre du Vietnam, une seule photo, celle d'une fillette vietnamienne courant toute nue sous un bombardement, éperdue de terreur (Huyng Cong Ut, 1972) a causé plus de dégâts que les reportages antérieurs et corroboré l'allergie des Américains à la poursuite du conflit. »
Pascal Bruckner, « La tentation de l'innocence », cité dans Regard sur l'image, troisème partie.

Exemple de fer à droite :

« Il est peut-être temps de reconnaître ceci : les médias (et surtout la télévision) ont un pouvoir limité ; leur influence sur les événements est relative ; contrairement au narcissisme qu'ils cultivent d'eux-mêmes, ils ne peuvent ni résoudre les grandes questions ni déclencher des mobilisations massives et nous laissent toujours à la fois renseignés et impuissants. A quelle condition une image est-elle efficace ? Quand elle cristallise un sentiment diffus dans l'opinion publique, confirme un parti pris : durant la guerre du Vietnam, une seule photo, celle d'une fillette vietnamienne courant toute nue sous un bombardement, éperdue de terreur (Huyng Cong Ut, 1972) a causé plus de dégâts que les reportages antérieurs et corroboré l'allergie des Américains à la poursuite du conflit. »

Pascal Bruckner, « La tentation de l'innocence », cité dans Regard sur l'image, troisème partie.

Exemple de fer au centre :

Pascal Bruckner, « La tentation de l'innocence », cité dans Regard sur l'image, troisème partie.

Analogique : méthode de codage de l'information procédant par analogie ; avec cette méthode, on constate une analogie entre une image et son modèle. En effet, il y a une correspondance entre les parties les plus denses de la diapositive et les parties les plus denses de la réalité. Cette équivalence peut être identique (diapositive) ou opposée (négatif). De même, pour le son optique au cinéma -transcrit par des traits sur le côté de la bande image d'un film 35 mm- il y a une analogie entre la densité des lignes noires sur le son optique et le volume sonore. La qualité de ce codage se dégrade avec la multiplication des générations (des copies), et avec l'usure (cf les disques vinyles)... D'un point de vue de la théorie de l'information, le codage analogique de l'information essaye de reproduire la courbe d'intensité de l'original en modulant l'intensité du signal lumineux (son optique) ou du signal électrique (mini-K7) qui enregistre l'information.
Un signal analogique, contrairement à un signal numérique est un signal continu qui prend une infinité de valeurs sur une échelle de temps. C'est cette différence qui fait dire à certains que l'analogique n'a pas encore dit son dernier mot face au numérique surtout si l'on sait que le pouvoir séparateur d'un hologramme est de plus de 50 000 lignes par pouce. Ce qui est bien supérieur au 80-90 lignes par millimètre du film photographique mais aussi à la définition des appareils numériques et des scanneurs.

Angle de trame : orientation de la trame qui permet de reconstituer les couleurs de l'espace CMJN en imprimerie. Chaque couleur d'impression utilise un angle différent pour éviter un trop grand chevauchement de chaque couleur et empécherait la rosette de bien se former.

Annulation : en informatique, fonction d'un logiciel qui annule la dernière opération. Certains logiciels ont une annulation sur plusieurs niveaux grâce à la fonction historique. Dans ce cas, il est possible d'annuler la dernière opération et/ou plusieurs opérations précédentes. Redo

Antialiasing : lissage.

Aplat : une couleur est un aplat si elle a l'aspect d'une teinte uniforme sur l'ensemble de sa surface.

Approche : espace séparant deux caractères d'un même mot. Il existe deux types d'approche, l'approche de groupe et l'approche par paire. L'approche de groupe gère l'approche des caractères sur l'ensemble d'un texte ou d'un paragraphe. Tandis que l'approche par paire concerne l'approche entre deux lettres particulières.

APS : nouveau format photographique argentique lancé en 1995 par les cinq grands émulsionneurs. Outre un chargement simplifié pour supprimer tous les problèmes dus aux amorces de pellicules mâles enclenchées, ce format apporte une bande magnétique couchée sur le film côté support pour enregistrer des informations comme la date ou les conditions de prises de vue où un bref commentaire qui sera imprimé au dos du tirage (cette dernière fonctions n'est toujours pas utilisée par les laboratoires en 1998). Ses deux autres nouveautés sont : le multiformat (rapport 24x36, 16/9^e et panoramique) et le changement de pellicules en cours de film sans gaspillage de vues.

Arborescence : structure logique ou d'agencement en forme d'arbre. Schéma de construction d'une application multimédia qui décrit les liens entre les différentes parties de l'application. Le nœud d'une arborescence représente l'un des points de bifurcation tandis que sa racine concerne le début de cette application. Le graphisme d'une arborescence est construit sur le principe d'un arbre généalogique.
Historique de ce classement.
En 1250, Richard de Fournival imagina un modèle de classement des livres fondé sur le système horticole. Il compare donc sa bibliothèque à un jardin où il est possible de cueillir les fruits de la connaissance. Et il divise ce jardin en trois parterres qui correspondent à la philosophie, aux « sciences lucratives » et à la théologie. Chaque parterre étant lui-même subdivisé en un certain nombre de carrés qui comprennent chacun une table des matières énumérant les sujets traités. Ainsi le parterre de la philosophie est divisé en trois carrés chacun relié au mot philosophie par un trait. Tandis que celui des « sciences lucratives » est divisé en deux carrés correspondant à la médecine et au droit civil et canon. Quant au troisième parterre, il ne subdivise pas. (D'après « Une histoire de la lecture » de Alberto Manguel, Éditions Actes Sud)

Argentique (photo) : désigne la photo traditionnelle ou analogique par opposition à la photo numérique. Car, l'halogénure d'argent est l'un des éléments photosensibles intégrés dans la gélatine.

Arrière-plan : élément de la composition d'une photo perçue comme étant au « fond » d'une image.

Artefact : altération du rendu dans une partie ou sur la totalité d'une image numérisée. Les artefacts correspondent à une forme de bruit dans une image.

ASA (American Standard Associaton) : ancienne unité de mesure de la sensibilité d'un film photographique correspondant à une norme américaine elle-même précédée par une norme allemande (DIN : Deutsche Industry Normen). Depuis quelques années, la norme américaine est remplacée par la norme internationale notée en ISO. Cependant, un film de 25 ASA a la même sensibilité qu'un film de 25 ISO.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) : ou encore 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) ce qui donne 128 possibilités. Il en existe une version appelée ASCII étendu, 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 plateformes informatiques. Avec le développement de formats comme celui d'Acrobat, il sera probablement de moins en moins utilisé pour le transfert de données.

ASIC (Application Specific Integrated Circuit) : Circuit Intégré Dédié à une Application, ces circuits intégrés sont dédiés au traitement spécifique de fonctionnalité(s) de certaines applications comme par exemple la conversion d'un fichier RVB en CMJN. Ils sont donc optimisés pour cette opération et par conséquent, très performants pour un usage donné. Ils produisent donc une accélération très sensible des calculs leurs correspondants.

Asynchrone : une transmission est asynchrone si sa vitesse n'est pas identique dans les deux sens de circulation des données.

Atlas de la couleur : ensemble d'échantillons de couleurs assemblés selon une règle spécifique. Un atlas de la couleur est la matérialisation d'un schéma de classification.

Auteur : selon le Petit Robert, « personne qui est la première cause d'une chose, à l'origine d'une chose » et selon le P^r Léon Scwartzenberg dans "La Revue de la SACD".« L'auteur c'est le créateur, ou les créateurs. ». Ces deux phrases pourraient se résumer ainsi : personne(s) qui a (ont) fait une œuvre de l'esprit.

Autofocus : appareil photo doté d'un objectif à mise au point automatique Cette optique peut-être amovible ou non, à focale fixe ou variable. A ne pas confondre avec les objectifs à mise au point fixe qui en fait n'ont pas de mise au point puisqu'ils sont basés sur le principe de l'hyperfocale.

Avant-plan : premier plan.

AVI (Audio Video Interleaved) : ou Entrelacement Vidéo Audionumérique, format compressé développé par Microsoft pour numériser des séquences vidéo.

Ayant droit : personne qui bénéficie des droits d'un créateur suite à son décès ou à une incapacité de gérer ses droits.

- La netteté, c'est du flou ! V2

Hervé BERNARD dit RVB — 2009-04-02T13:54:00Z

USM et antialiasing, filtre de netteté ou comment le flou donne l'illusion de la netteté.
Extrait de la série Le numérique, comment ça marche (2)

Les critiques d'art, les publicitaires, les photographes considèrent, à divers titre, le couple flou-net comme un aspect essentiel de l'appréciation de la qualité d'une image. Cependant, ce couple, comme de nombreux critères esthétiques lié à la perception, ne peut-être apprécié que de manière contextuelle. Pourtant, les physiciens, et plus particulièrement les opticiens, bien avant l'apparition du numérique, ont développés des outils de mesure de la netteté et par conséquent du flou d'une image. Après tout, le flou n'est que la valeur négative de la netteté. Outils qui, pour la majeure partie d'entre eux, ont évolués parallèlement au développement de la photographie et de l'imprimé.

L'outil de référence, la mire Koren, pour la mesure de la définition d'une image photographique ou imprimée, mesure le nombre de paires de lignes reproduites par millimètre. Paire de lignes parce qu'il s'agit de mesurer la capacité à reproduire une alternance de ligne blanche et de ligne noire. C'est pourquoi on parle de paires de ligne, de fréquence ou encore de période. La densité des lignes varie de 2 à 200 paires de ligne par millimètre selon les zones de la mire. Bien entendu, pour un système de reproduction, si l'on change un élément de ce dispositif que ce soit l'optique, la sensibilité du film ou du capteur ou encore si l'on modifie le diaphragme et/ou la mise au point, nous sommes alors en présence d'un nouveau dispositif qui aura une définition différente du dispositif précédent. Les mesures du pouvoir séparateur seront donc à refaire. C'est pourquoi, ces mesures sont non seulement accompagnées des caractéristiques de l'optique, du capteur ou de la pellicule mais aussi du diaphragme utilisé.

Cependant, ce nombre de paires de lignes ne fournit qu'une information partielle. En effet, des éléments subjectifs interviennent dans cette sensation et, finalement, c'est cette sensation qui prime car les chiffres ont seulement un rôle indicateur. Ainsi, le contraste et le modelé de couleurs sont des éléments primordiaux de cette sensation comme le montre l'exposition « Photochrome » à la Bibliothèque Forney (Paris) [1] . D'un point de vue perceptif, il est raisonnable d'affirmer que l'échantillonnage des couleurs influe sur la sensation de netteté. D'ailleurs, la compression Jpeg est là pour nous le rappeler. À première vue, quoi de plus imprécis qu'un ciel ou un nuage de poussières ? Pourtant, très curieusement, ces zones de l'image correspondent aux zones où les pertes de définition apparaissent en premier lors d'une compression. Pourquoi ? Parce qu'en réduisant les nuances d'une même couleur, on fabrique des à-plats et des artefacts qui perturbent le modelé. Ainsi, la photo de cette chauve-souris devient illisible lorsque l'on ramène son échantillonnage couleur à quatre couleurs.

En fait, quand on réduit le nombre de couleurs d'un dégradé, on fabrique une régularité qui détruit la forme notamment s'il s'agit d'un tube. Pour compenser cette tendance à transformer un tube en un polygone, on emploie un algorithme afin de générer du bruit. L'objectif de ce bruit est de casser la disposition régulière des couleurs dans les zones de transition afin de tromper notre œil. Parenthèse : à ce titre, on pourrait dire d'un point de vue perceptif, qu'une photo noir et blanc est moins bien définie qu'une photo couleur. En effet, cette image a perdu sa chrominance.

A gauche, photo d'une chauve-souris en 16 millions de couleurs et à droite, la même photo ramenée à 4 couleurs, la réduction du nombre de couleurs provoque une perte de détail et donc une réduction du nombre de nuances contenues dans l'image.

Dans cette image, la réduction du nombre de couleurs transforme le tube en un objet semblable à un polygone.

Le flou de surface ou comment donner l'illusion d'un dégradé en 16 millions de couleurs avec seulement 18 couleurs, dans ces trois variantes, nous avons utilisé trois algorithmes de bruits différents. C'est pourquoi, la visibilité des bandes n'est pas identique.

Le même dégradé en huit couleurs avec un algorithme de bruit moins performant et enregistré au format Gif.

L'un des paradoxes du numérique mais aussi de la photogravure traditionnelle, de la vidéo analogique, celle du temps des caméras équipées des bons vieux tubes CRT ; est que toutes ces technologies recourent au flou pour donner la sensation de netteté. En effet, comme le montre les photochromes de l'exposition de la Bibliothèque Forney, le contour des zones d'une image est l'un des éléments subjectifs essentiel à cette sensation de définition.

D'un point de vue perceptif, qu'est-ce que le contour ? C'est une transition brusque. En effet si vous cernez une forme d'un trait noir ou de couleur foncée, que faites-vous ? Vous accentuez (d'où le fameux filtre d'accentuation), vous renforcez la transition en fabriquant une limite brusque entre des zones de couleurs différentes. Ce que fait « la ligne claire » en bande dessinée. En fait, créer un contour est le rôle du filtre accentuation appelé en anglais USM (Unsharp Masking, c'est à dire mot à mot : masque de réduction de la netteté, de manière plus concise : masque de flou). Contrairement à de nombreux propos, ce filtre n'augmente pas les détails d'une image, une image ne peut contenir que les détails qu'elle contient, lapalissade importante à rappeler. Une fois enregistrée, il est impossible d'ajouter des détails à une photographie à moins de la transformer en un photomontage et ce n'est alors plus des mêmes détails que l'on parle. Il s'agit dans ce cas d'éléments ajouté. En fait, ce filtre augmente l'acutance, c'est-à-dire le contraste local et les transitions entre deux zones de l'image. Pour cela, il accentue les contrastes entre les zones en réduisant les nuances et donc les détails à la frontière entre deux zones.

Créer du contour, c'est donc réduire la surface de la zone de transition située de chaque côté de la limite entre ces deux zones. Comment ? Par un renforcement de la partie dense de la transition et par un éclaircissement de la partie claire. Ce qui revient à diminuer le nombre de nuances présentes dans cette transition, diminution qui accentue, renforce le contour entre les zones [2]. Pour reprendre une expression du monde de l'imprimerie, « on donne du dessin à la photo ». Là aussi le numérique n'a rien inventé. En effet, on utilise une technique de l'imprimerie combinant un négatif flou (produit par le filtre de flou gaussien) avec le positif original. La disparité des bords flous et des bords nets intensifie de ce fait le contraste local, faisant apparaître l'image plus nette. La luminosité de chaque pixel de chacune des images est ensuite comparée et plus la différence augmente, plus on est proche d'une zone de transition. Une fois ce calcul effectué, le niveau d'augmentation de la luminosité de chaque pixel reste à définir par le paramètre d'intensité du filtre. En imprimerie traditionnelle, on obtenait un résultat similaire : renforcement du contour en augmentant le taux d'encrage du noir lors de l'impression.

Accentuation de la partie droite de l'image, gain maximum 460% pour un rayon de 5 pixels, et un rayon de 255 niveaux. Cette application du filtre d'accentuation montre comment le contour est produit au détriment des nuances de l'image notamment dans les fleurs et dans la calandre.

C'est là où intervient notre référence à l'exposition de la Bibliothèque Forney. Ces images en couleur ont été réalisées à partir de photos noir et blanc dont a tiré des négatifs. Ensuite ces négatif subissent plusieurs traitements :
– certaines zones de ces négatifs sont masquées afin de fabriquer les matrices de chaque couleur d'impression d'un nombre bien souvent supérieur à quatre. Ce qui explique la richesse de couleurs de ces images.
– Chacune de ces matrices est posée sur une pierre lithographique enduite d'une couche de bitume de Judée photosensibilisée qui accentue le contraste. Au passage, on se souviendra que pour augmenter la netteté d'une photo argentique noir et blanc, on augmentait son contraste ce qui réduit là aussi les transitions entre les nuances de gris.
– une fois insolée, puis lavée elles sont encrées, tirées et chacune des couleurs sont superposées pour fabriquer l'image finale en couleur.

Et voilà, le tour est joué, non seulement on a des images en couleur réalisées à partir d'une photo noir et blanc mais elles peuvent-être imprimées en plusieurs centaines d'exemplaires et avec une saturation et une vivacité des couleurs bien supérieure à celle de l'offset. De plus, ces images ont un piqué incroyable parce qu'elles sont partiellement dessinées par ce processus de reproduction.

planche photographique des frères Bisson, année 1860

Cette parenthèse par l'histoire de la photo achevée, abordons maintenant l'antialiasing spatial, l'autre technique de flou qui sert à fabriquer de la netteté. Pour mémoire, le rôle de ce filtre est d'atténuer au point de supprimer visuellement l'effet d'escalier dû à la forme du pixel qui est carré ou rectangulaire. En effet, l'une des difficultés de l'image numérique est de produire pour l'œil l'illusion d'un cercle en utilisant des petits rectangles. Cette question est digne de la quadrature du cercle. Comment faire ?
– Première étape : réduire la taille des rectangles ; ce que l'on fait en réduisant la taille des pixels. De fait, celle-ci a approximativement diminuée de moitié depuis la création des premiers appareils photos numériques et des premiers scanneurs utilisant des capteurs CCD [3]. En effet, nous sommes passés de pixels de 15 microns (pour les premiers appareils numériques) à 6-8 microns aujourd'hui. Cependant, cette méthode se heurte perpétuellement aux limites technologiques. Par conséquent, pour contourner cet obstacle, depuis la création de la photo numérique, on s'amuse à tromper l'œil.
– Comment ? en accroissant les transitions [on crée pour cela un dégradé] entre les couleurs. En fait, on utilise donc le principe inverse du filtre d'accentuation. En augmentant ces transitions, on réduit la visibilité des angles de chaque pixel car on multiplie les nuances entre deux valeurs et paradoxalement, on donne l'illusion d'un contour mieux dessiné, ce qui laisse croire au couple œil-cerveau que la définition est meilleure. En fait, d'un point de vue pratique, la définition du contour est meilleure mais, la définition de chaque point est moins bonne car chaque pixel est moins visible. En fait, on noie le poisson, oups ! Non le pixel.

Le petit cercle de gauche est antialiasé tandis que le cercle de droite ne l'est pas. Son contour nous paraît plus régulier même si a perdu un peu de sa densité. Dans la dernière version de Photoshop, vous retrouvez cette algorithme sous le nom de lissage, dans la fonction amélioration du contour.

Pourquoi, dans les deux cas a-t-on opté pour la création de flou afin de donner à l'œil l'illusion de la netteté ? D'abord parce qu'une photo, l'un de nos référents dans le domaine de l'image, contrairement à ce que nous raconte nos yeux, est floue. Plus exactement, les transitions entre les différentes zones d'une image ne sont jamais dessinées, elles ne sont pas tranchées, elles sont progressives. Comment se fait-ce ? Une photo est faite d'un amas de point généré par des grains d'argent de tailles et de dispositions irrégulières, cette irrégularité produit donc des formes dont le contour est lui-même plus ou moins irrégulier [4]. Or, l'œil détecte très bien les ruptures de continuité, donc il avale le poisson et croit détecter des lignes là où bien souvent, dans une photo, il n'y en a pas au sens graphique. En fait, le pixel, c'est-à-dire le plus petit point d'une image numériques est trop net par rapport au rendu photographique produit par des points faiblement discernables à l'œil nu. Avec, le numérique, certes, les points ou pixels sont disposés régulièrement mais en plus ils ont l'énorme défaut d'être d'une forme régulière et de taille constante. Pour donner à une photo numérique le « look and feal » d'une image photographique, il faut donc casser cette régularité. C'est pourquoi, on ajoute du flou aux images afin de les rendre nets.

Postface enthousiaste
Citations de Les Vacances du lundi et sous-titré Tableaux de montagne par Théophile Gauthier à propos des photos des frères Bisson qu'il accompagna dans les Alpes. Le récit de ses excursions dans les massifs des Vosges et des Alpes suisses ou françaises en plusieurs livraisons dans le Moniteur universel. Il les rassembla en un volume paru en 1869 intitulé. [5]

« Aucune description de poète, pas même le lyrisme de lord Byron dans son Manfred, ne peut donner l'idée de ce prodigieux spectacle qui restitue à la terre sa beauté d'astre, défiguré par l'homme. Les couleurs du peintre, si un peintre montait jusque-là, se glaceraient sur sa palette. Eh bien ! ce que ni l'écrivain ni l'artiste ne saurait faire, la photographie vient de l'exécuter.
[…]
Les montagnes semblent jusqu'à présent avoir défié l'art. Est-il possible de les encadrer dans un tableau ? Nous en doutons, même après les toiles de Calame. […]
Voici un fragment, une vague de la mer de glace, avec ses déchiquetures, ses cristallisations, ses milliards de prismes contrariés, travail immense que s'est donné la nature d'allier le détail infinitésimal à l'ensemble énorme et chaotique. Les pics de Charmoz, coupés de bancs de nuages, ferment cet étrange tableau.
Malgré tous les obstacles qu'il a entassés autour de lui, le mont Blanc n'a pas échappé à l'opiniâtre recherche de la science. Nous le tenons, farouche et seul, emprisonné dans le cadre étroit d'une planche photographique. La neige, ne trouvant même plus pour se poser la mousse intrépide, ce pionner de la végétation, glisse sur le roc nu et se loge avec peine dans les anfractuosités devenues rares, car on dirait que, las de lutter contre la pression du vide, le géant s'est affaissé sur lui-même ; une surface relativement plane s'étale au sommet du mont Blanc. »
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« Voici la petite troupe qui part des Grands-Mulets pour faire tenter à la photographie l'ascension du mont Blanc. Pour le coup, nous avons dépassé la zone humaine ; la végétation a disparu ; plus de trace de vie, rien que la neige bizarrement bossuée et dont çà et là quelques roches sombres percent le blanc linceul comme une échine maigre troue le manteau qui la couvre. Comparer à des fourmis en marche les hommes de la caravane conduite par Auguste Balmat serait une similitude assurément trop grandiose. Quelle solitude, quel silence, quelle désolation ! et par-dessus cela un vide opaque et noir fait de nuages qui rampent au lieu de flotter. Un peu plus haut, la rencontre des glaciers des Bossons et du Taconay produit un épouvantable chaos. Figurez-vous des courants d'une débâcle polaire, arrêtés par quelque obstacle invincible ; les glaces s'amoncellent, rejaillissent les unes par-dessus les autres en blocs, en prismes, en polyèdres, en cristaux de toutes les formes imaginables ; les érosions, les fissures, les fontes partielles écornent, divisent, déforment le tumultueux entassement dont les déhiscences semblent découvrir l'ossuaire des créations primitives. Dans cette fente large et profonde comme un gouffre se hissent les intrépides explorateurs
[…],
effrayants à voir quoique à peine perceptibles, car l'immensité du tableau dévore les figures, comme si la solitude de la montagne ne voulait pas être violée. Cette vaste photographie, où vingt personnages ne s'aperçoivent pas, n'est qu'un pli de cette mer immobile, plus accidentée et plus houleuse que l'Océan dans ses fureurs. On la voit se continuer par-delà le cadre de la planche sous son écume de neige. Cela donne tout à fait l'impression qu'on éprouve en observant la lune au télescope, lorsque l'ombre tombant de ses montagnes en dessine les anfractuosités sur le fond d'argent de son disque ébauché à demi. »
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planche photographique des frères Bisson, année 1860

« Nous avons essayé, dans ce rapide examen, de rendre l'impression produite par l'œuvre de MM. Bisson, qui serait digne d'illustrer le Cosmos de Humboldt ou quelque traité de géologie. Pour terminer, nous ne pouvons que remercier les courageux photographes d'avoir fourni à la science et à l'art de nouveaux éléments et de nouvelles images. »
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« Le réaliste le plus obstiné est bien forcé d'employer, pour rendre la nature, certaines conventions de composition ou d'exécution. S'il est question de la composition, il ne peut prendre un morceau isolé ou même une collection de morceaux pour en faire un tableau. Il faut bien circonscrire l'idée, pour que l'esprit du spectateur ne flotte pas sur un tout nécessairement découpé ; sans cela, il n'y aurait pas d'art. Quand un photographe prend une vue, vous ne voyez jamais qu'une partie d'un tout : le bord du tableau est aussi intéressant que le centre ; vous ne voyez qu'une portion qui semble choisie au hasard. L'accessoire est aussi capital que le principal ; le plus souvent, il se présente le premier et offusque la vue. […] Devant la nature même, c'est notre imagination qui fait le tableau : nous ne voyons ni les brins d'herbe dans un paysage, ni les accidents de la peau dans un joli visage […]. »

planche photographique des frères Bisson, année 1860

« Sur des sommets comme le Rigi-Kulm, il faut regarder, mais il ne faut plus peindre. […] Ce ne sont plus des paysages, ce sont des aspects monstrueux.
[...] ; le paysage est fou.
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« En présence de ce spectacle inexprimable, on comprend les crétins dont pullulent la Suisse et la Savoie. Les Alpes font beaucoup d'idiots. Il n'est pas donné à toutes les intelligences de faire ménage avec de telles merveilles […] »

« Leur dimension [des montagne] dépasse toute échelle ; une légère strie au flanc d'une pente, c'est une vallée ; ce qui paraît une plaque de mousse brune est une forêt de pins de deux cents pieds de haut ; ce léger flocon de brume s'étale en nuage immense. En outre, la verticalité des plans change toutes les notions de perspective dont l'œil à l'habitude. Au lieu de fuir à l'horizon, le paysage alpestre se redresse devant nous, accumulant ses hautes découpures les unes derrières les autres. »

- La retouche numérique, historique des traitements du flou
Le flou

– Ne confondons pas échantillonnage et marchandage !
Article en 3 parties
- Première partie
- Seconde partie
- Troisième partie

[1] Photochrome 1876-1914, voyage en couleur, 1 rue du Figuier, Paris 4, du mardi au samedi de 13 h à 19 h, 27 janvier au 18 avril 2009. Procédé inventé par Léon Vidal et Hans Jakob Schmid, ce procédé est breveté en 1888 par la société Orell Füssli, Zurichi qui l'exploite sous la marque Photoglob Zurich (PZ).

[2] D'où les noms français de ce filtre : filtre d'accentuation ou renforcement.

[3] L'atout des scanneurs à photomultiplicateur (PMT) était de produire un point rond et non rectangulaire.

[4] C'est cette irrégularité de disposition des grains d'argent qui explique, pour partie, la légère vibration des images cinématographiques et, c'est cette régularité de disposition des pixels qui explique la stabilité de l'image numérique projetée.

[5] Théophile Gautier, Les Vacances du lundi. Tableaux de montagnes, Seyssel, Champ Vallon, coll. « Dix-Neuvième », 1994