1. Histoire de la photographie

La photographie numérique est une évolution majeure de la photographie argentique.

Définition : Le mot "photographie" vient du grec photos (lumière) et graphein (écrire), signifiant littéralement "écrire avec la lumière".

Quelques dates clés :

• 1826 : Nicéphore Niépce réalise la première photographie ("Point de vue du Gras").
• 1957 : Première image numérique par Russell Kirsch (176x176 pixels).
• 1969 : Invention du capteur CCD par Willard Boyle et George E. Smith (Prix Nobel 2009).
• 1975 : Premier appareil photo numérique par Steven Sasson (Kodak).

2. Numérisation d'une image

Pour qu'un ordinateur puisse traiter une image, celle-ci doit être numérisée, c'est-à-dire transformée en une suite de nombres.

2.1 Le Pixel

Une image numérique est composée d'une grille de petits carrés appelés pixels (contraction de picture element).

Définition : Un pixel est le plus petit élément constitutif d'une image numérique. C'est un point de couleur uniforme.

Si l'on zoome sur une image, on finit par voir ces carrés : c'est la pixellisation.

2.2 La Définition

La définition d'une image correspond au nombre total de pixels qui la composent. Elle se calcule en multipliant le nombre de pixels en largeur par le nombre de pixels en hauteur.

$\text{Définition} = \text{Nombre de colonnes} \times \text{Nombre de lignes}$

Exemple : Une image de 800 pixels de large et 600 pixels de haut a une définition de : $800 \times 600 = 480 000 \text{ pixels} = 0,48 \text{ Mpx (Mégapixels)}$

2.3 La Résolution

La résolution indique la densité de pixels sur un support physique (écran ou papier). Elle s'exprime en ppp (points par pouce) ou dpi (dots per inch).

Note : 1 pouce (inch) $\approx$ 2,54 cm.

$\text{Résolution} = \frac{\text{Nombre de pixels sur une ligne}}{\text{Longueur de la ligne en pouces}}$

3. Codage du Noir et Blanc

3.1 Image binaire (1 bit)

L'image la plus simple est composée uniquement de noir et de blanc pur. Chaque pixel peut être codé sur 1 bit :

3.2 Image en niveaux de gris (8 bits)

Pour obtenir des nuances (du gris), on utilise plus de bits pour coder chaque pixel. Le standard actuel est le codage sur 8 bits (1 octet) par pixel.

• Avec 1 bit : $2^1 = 2$ nuances (Noir / Blanc)
• Avec 8 bits : $2^8 = 256$ nuances possibles

Les valeurs vont de 0 à 255 :

• 0 : Noir absolu
• 255 : Blanc absolu
• Les valeurs intermédiaires sont des gris de plus en plus clairs.

À retenir : Plus la valeur est élevée, plus le gris est clair (proche du blanc).

4. Exercice : Le Négatif

Pour obtenir le négatif d'une image, on inverse les couleurs. En niveaux de gris (0-255), le pixel inversé $P'$ se calcule ainsi : $P' = 255 - P$.