SNT — Sciences Numériques et Technologie
La photographie numérique
Pixels, résolution, compression, métadonnées, retouche d'image
Résumé synthétiqueFiche en 5 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub
Résumé
Derrière chaque photo de smartphone se cache un nombre : une image numérique n'est qu'une grille de **pixels**, chacun étant une **couleur codée** en chiffres. En codage **RVB** (Rouge, Vert, Bleu), chaque composante tient sur **8 bits** (valeurs de $0$ à $255$), soit **24 bits** par pixel et plus de **16 millions** de couleurs. La **définition** d'une image se compte en pixels (largeur × hauteur), et la **résolution** d'impression en **ppp** (pixels par pouce). La **taille** d'un fichier non compressé vaut largeur × hauteur × nombre d'octets par pixel — d'où le besoin de **compression** : **sans perte** (PNG) ou **avec perte** (JPEG), cette dernière allégeant le fichier au prix de la qualité. Les **métadonnées EXIF** enregistrent date, appareil, réglages et parfois la position **GPS**. Et la **retouche** pose une vraie question : peut-on encore croire une image ?
Zoome à fond sur une photo : elle se décompose en petits carrés colorés, les **pixels** (de l'anglais *picture element*). Chaque pixel porte **une** couleur, codée par des nombres. Le plus courant est le codage **RVB** : on mélange trois lumières — **Rouge, Vert, Bleu** — chacune dosée de $0$ à $255$.
- **Pixel** (picture element) : le **plus petit** élément d'une image numérique.
- **Codage RVB :** chaque composante **Rouge, Vert, Bleu** est codée sur **8 bits** (valeurs de $0$ à $255$).
- **Profondeur de couleur :** $3 \times 8 = 24$ bits par pixel, soit plus de **16 millions** de couleurs.
- **Niveaux de gris :** chaque pixel sur **8 bits** ($256$ nuances, du noir au blanc).
- **Noir et blanc pur :** chaque pixel sur **1 bit** ($0$ = noir, $1$ = blanc).
Exemple
Le pixel $(255, 0, 0)$ est rouge pur : rouge à fond, vert et bleu éteints. Le pixel $(255, 255, 255)$ est blanc (les trois lumières au maximum), et $(0, 0, 0)$ est noir (tout éteint).
Piège à éviter
En RVB, le **blanc** s'obtient en **allumant** les trois lumières à fond, et le **noir** en les éteignant — c'est une **synthèse additive** de lumière, contraire au mélange de peinture où superposer les couleurs assombrit.
Deux mots souvent confondus : la **définition** (combien de pixels en tout) et la **résolution** (combien de pixels par pouce à l'impression). De ces nombres découle la **taille** du fichier, que l'on sait calculer directement.
- **Définition :** nombre total de pixels, soit **largeur × hauteur** (ex. : $1920 \times 1080$).
- **Résolution d'impression :** nombre de pixels par pouce (**ppp** ou **dpi**), souvent **300 ppp** pour imprimer net.
- **Taille non compressée** $=$ largeur × hauteur × **nombre d'octets par pixel**.
- En RVB, un pixel occupe **3 octets** (un par composante).
- Plus la définition est grande, plus l'image est détaillée… et plus le fichier est **lourd**.
Exemple
Une image $1920 \times 1080$ en RVB non compressée : $1920 \times 1080 = 2\,073\,600$ pixels, $\times 3$ octets $\approx 6{,}2$ millions d'octets, soit environ **6 Mo**. C'est pourquoi on compresse presque toujours les photos.
Piège à éviter
Ne confonds pas **définition** (nombre total de pixels) et **résolution** (pixels par pouce). Une même image peut être imprimée petite et nette (haute résolution) ou grande et floue (basse résolution) : c'est la **densité** de pixels qui change.
Une photo non compressée est énorme. La **compression** réduit la taille du fichier, selon deux philosophies opposées : la compression **sans perte** garde l'image intacte, la compression **avec perte** sacrifie des détails invisibles (ou presque) pour gagner beaucoup de place.
- **Sans perte (PNG, BMP) :** réduit la taille **sans altérer** la qualité ; l'image d'origine est récupérable.
- **Avec perte (JPEG) :** réduit **fortement** la taille mais **dégrade** l'image de façon irréversible.
- Le **taux de compression JPEG** est réglable : plus on compresse, plus on **perd** en qualité.
- **JPEG** est inadapté au **texte** et aux **aplats** de couleur (artefacts visibles autour des contours).
- **PNG** est préférable pour les **logos**, **schémas** et images avec **transparence**.
Exemple
Une photo de paysage en JPEG pèse 10 fois moins qu'en non compressé, sans différence visible à l'œil. Mais une capture d'écran de texte enregistrée en JPEG devient **floue** autour des lettres : ici, le PNG est bien meilleur.
Piège à éviter
Ré-enregistrer plusieurs fois un JPEG **dégrade** l'image à chaque fois : les pertes s'**accumulent** et ne se récupèrent jamais. Le PNG, lui, peut être ré-enregistré sans perte. « Avec perte » signifie vraiment **irréversible**.
Une photo contient bien plus que l'image : un bloc de **métadonnées EXIF** y enregistre les circonstances de la prise de vue. Pratique pour s'organiser, mais parfois indiscret, car ces données voyagent **avec** le fichier.
- **Métadonnées EXIF :** date, heure, **modèle d'appareil**, réglages (ISO, ouverture, vitesse).
- **Données GPS** dans les EXIF : la **localisation exacte** de la prise de vue.
- Elles sont **enregistrées automatiquement** par l'appareil, souvent à l'insu de l'utilisateur.
- Utiles pour **classer** et **rechercher** ses photos (par date, par lieu).
- Elles peuvent être **supprimées** avant de partager une image, pour protéger sa vie privée.
Exemple
Tu publies une photo prise dans ton jardin : ses métadonnées **GPS** indiquent les coordonnées précises de ta maison. Quelqu'un peut les lire et savoir **où tu habites**, sans que tu l'aies dit.
Piège à éviter
Partager une photo « brute », c'est souvent partager ses **coordonnées GPS** cachées. Beaucoup de réseaux retirent ces données, mais pas tous : penser qu'« une image ne dit rien d'autre que ce qu'on voit » est une idée reçue risquée.
Le numérique rend la **modification** d'une image facile et indétectable. Recadrer ou améliorer une photo est banal, mais la même technologie permet de **falsifier** la réalité : la frontière entre retouche et manipulation est devenue floue.
- **Retouche :** recadrage, filtres, correction des couleurs, **montage** (assembler plusieurs images).
- **Manipulation :** modifier le **contenu** pour tromper (**fake news**, **deepfakes**).
- **Image du corps :** retouches dans la **publicité** qui imposent des canons irréalistes.
- **Droit à l'image :** on ne peut **pas diffuser** la photo d'une personne **sans son consentement**.
- Esprit critique : une image **n'est plus une preuve** ; il faut **vérifier** sa source.
Exemple
Un **deepfake** peut faire « dire » à une personne célèbre des propos qu'elle n'a jamais tenus, avec un réalisme troublant. Sans vérifier la source, on peut être trompé — d'où l'importance de croiser les informations.
Piège à éviter
« Une photo, ça ne ment pas » est aujourd'hui **faux** : toute image peut être retouchée ou générée. Et publier la photo de quelqu'un sans son accord est **interdit** (droit à l'image), même si elle te paraît anodine.
Quiz - La photographie numérique
10 questions
Articles utiles
Questions fréquentes
Les points clés à retenir sur La photographie numérique, extraits du quiz de révision.
Un pixel est :
Réponse :
Le plus petit élément d'une image numérique
Le **pixel** (picture element) est le **plus petit** élément d'une image numérique. Chaque pixel porte une seule couleur, codée par des nombres (par exemple en RVB).
En codage RVB, combien de bits sont utilisés par pixel ?
Réponse :
24 bits
En RVB, chaque composante (Rouge, Vert, Bleu) est codée sur **8 bits**, soit $3 \times 8 = 24$ bits par pixel. Cela permet plus de 16 millions de couleurs.
Combien de couleurs différentes peut-on coder en RVB 24 bits ?
Réponse :
16 777 216
En 24 bits, on obtient $2^{24} = 16\,777\,216$ couleurs, soit plus de **16 millions**. Chaque composante prenant $256$ valeurs, cela fait $256 \times 256 \times 256$.
Le format JPEG utilise une compression :
Réponse :
Avec perte
Le **JPEG** compresse **avec perte** : il supprime des informations pour alléger fortement le fichier, ce qui **dégrade** l'image de façon irréversible. Le PNG, lui, est sans perte.