Le mot photographie
, abrégé en photo
, peut désigner :
Les deux principaux procédés sont :
| Date | Evènement |
|---|---|
| Antiquité | Description de la chambre noire dans le livre XV des Problèmes d'Aristote. |
| XVIe siècle | Amélioration des performances par une lentille de verre devant le sténopé (petit trou). |
| 1826 | Invention de l'héliographie, produisant les premières photographies permanentes sur plaque d'étain recouverte de bitume de Judée, par Joseph Nicéphore Niépce. |
| 1839 | Invention du daguerréotype, produisant des photographies argentiques sans négatif, par Louis Jacques Mandé Daguerre. |
| 1840 | Invention du calotype, procédé négatif-positif permettant une reproduction multiple, par William Henry Fox Talbot. |
| 1869 | Invention de la trichromie, produisant les premières photographies en couleurs à l'aide de trois épreuves, par Charles Cros et Louis Arthur Ducos du Hauron. |
| 1903 | Invention de l'autochrome, produisant des photographies en couleurs sur plaque de verre, par les frères Auguste et Louis Lumière. |
| Date | Evènement |
|---|---|
| 1969 | Invention du capteur CCD (Charge Coupled Device) par George Elwood Smith et Willard Boyle des Laboratoires Bell. |
| 1981 | Commercialisation du premier appareil photographique numérique, le Mavica de Sony. |
| 1990 | Invention du capteur CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) par Eric Lossum du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. |
| 2000 | Commercialisation (en Corée du Sud) du premier téléphone portable avec appareil photo, le Samsung SCH-V200. |
| 2007 | Commercialisation du premier téléphone portable à écran tactile, l'iPhone d'Apple. |
Le système optique à l'avant d'un appareil photo se nomme l'objectif. Il se compose de lentilles dont le but est de former une image sur le capteur. Sa caractéristique fondamentale est sa distance focale, qui détermine l'angle de champ (ou angle de vue) et donc le grossissement.
Distance entre le centre optique de l'objectif et le capteur (le foyer).
Mesure de la portion de scène capturée par l'appareil phorto.
L'angle de champ α :
Formule de calcul :
α = 2 × Arctan
L'exposition représente la quantité de lumière que reçoit, par unité de surface, le capteur. Son choix dépend de 3 facteurs :
L'Organisation internationale de normalisation définit l'échelle de sensibilité communément admise. La sensibilité d'un capteur varie de 50 ISO à 800000 ISO.
Ce composant électronique photosensible comporte un grand nombre de photosites. Chaque photosite convertit la lumière en un signal électrique analogique. Ce signal est ensuite amplifié, numérisé et traité pour obtenir une image numérique.
C'est le nom des cellules photoélectriques qui composent le capteur. Elles correspondent au plus petit élément qui réagit à la lumière. Au-dessus de chaque photosite, un filtre sélectionne les rayons lumineux et une microlentille les concentre.
Le filtre de Bayer permet à chaque photosite du capteur de ne voir qu'une seule couleur, le rouge, le vert ou le bleu. Sur chaque groupe de quatre photosites un correspond au bleu, un au rouge et deux au vert. Cette répartition se rapporte à la sensibilité de notre vision. Ainsi, 4 photosites forment un pixel de couleur.
Il existe d’autres types de matrice. A la place du bleu, du rouge et du vert, on peut utiliser le cyan, le magenta et le jaune pour produire une image par synthèse soustractive.
Il existe deux grandes familles de capteurs :
Sur les CMOS, chaque photosite possède son propre convertisseur charge/tension et amplificateur.
| Caractéristique | Capteur | |
|---|---|---|
| CCD | CMOS | |
| Apparu en | 1969 | 1990 |
| Usage | Premier à être utilisé | Majoritaire de nos jours |
| Coût | Plus élevé | Plus faible |
| Consommation électrique | 2 à 4 fois plus importante | Réduite |
| Vitesse de lecture | Moyenne | Plus rapide |
| Sensibilité en basse lumière | Elevée (0,1 lux) | Moins bonne (10 lux) |
| Image | Composition | Exemples | Avantages |
|---|---|---|---|
| Matricielle | Petits points appelés pixels. | PNG, JPEG | Bien adapté aux photographies |
| Vectorielle | Objets géométriques : Polygones, cercle... | SVG, DXF | Occupe peu de place en mémoire, se redimensionne sans perte. |
La couleur est composée à partir de trois couleurs primaires, selon le principe de la synthèse additive. L'addition des trois couleurs primaires donne le blanc. Ce format est utilisé pour les écrans d'ordinateur et les capteurs photographiques.
La couleur est caractérisée par trois propriétés :
Ce format facilite la recherche d'une couleur.
La couleur est composée à partir de trois couleurs primaires, selon le principe de la synthèse soustractive. L'addition des trois couleurs primaires donne le noir. En pratique, ce noir est plutôt un gris, corrigé avec l'ajout de noir. Ce format est utilisé pour l'impression.
Points communs aux trois premiers formats GIF, JPEG (ou JPG) et PNG :
Quelques dates :
| Format | GIF | JPEG | PNG | SVG | WebP | AVIF |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Année | 1987 | 1992 | 1996 | 1998 | 2010 | 2019 |
Peu utilisé pour les photographies à cause du nombre limité de couleurs (256 au maximum), il gère la transparence et permet de créer des images animées.
Il engendre des photographies de taille réduite en altérant plus ou moins la qualité de l'image, selon le taux de compression. Il ne gère pas la transparence.
Il ne dégrade pas la qualité de l’image et gère la transparence, mais les fichiers sont plus volumineux.
Ce format relativement récent :
Ce format très récent, pris en charge par les navigateurs modernes, séduira-t-il les utilisateurs?
Une photographie encodée en base64 s'intègre directement dans la page HTML, au lieu d'être placée dans un fichier externe. Utilisé parfois pour les petites photos :
Exemple de code :
<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAA... ...BJRU5ErkJggg==">Résultat correspondant
C'est un ancien format d’image.
Ce format d'image est proche du BMP.
Il est principalement utilisé par les photographes.
Ce format récent d'image compressée mais non compatible avec les navigateurs, est utilisé sur les ordiphones (téléphones portables).
Tout appareil numérique attache au fichier JPEG (ou RAW) une série de données normalisées, appelées données EXIF (Exchangeable Image File Format). Ces données peuvent être :
Exemple de données EXIF obtenues avec la commande exiv2 :
$ exiv2 -pt test.jpg Exif.Image.Make Ascci 6 Canon Exif.Image.Model Ascci 14 Canon EOS 60D Exif.Image.ExposureTime Rational 1 1/125 s Exif.Image.ExifTag Long 1 90 Exif.Photo.ExposureTime Rational 1 1/125 s Exif.Photo.FNumber Rational 1 F4.5 Exif.Photo.ISOSpeedRatings Short 2 160 Exif.Photo.DateTimeOriginal Ascci 20 2023:06:17 14:20:04 Exif.Photo.Flash Short 2 No, compulsory Exif.Photo.FocalLenght Rational 1 20.0 mm Exif.Photo.LensModel Ascci 26 EF-S18-200mm f/3.5-5.6 IS
Une image numérique peut être affichée :
Les couleurs primaires sont le rouge, le vert et le bleu pour l'affichage sur un écran.
Les couleurs primaires sont le cyan, le magenta, le jaune et le noir (couleur additive) pour l'impression sur papier.
L’observation à la loupe de la surface d’un écran d’ordinateur montre qu’il est composé de pixels
(contraction de picture element
) :
| Format | Usage |
|---|---|
| 4/3 | Adapté aux écrans à tube cathodique, en voie d'abandon. |
| 16/9 | Le plus commun actuellement pour les ordinateurs. |
| 16/10 | Moins répandu que le 16/9. |
| 9/18, 9/19 | Pour les ordiphones (téléphones portables). |
| 21/9 | Pour les grands écrans, de 27 " et plus. |
Elles sont nombreuses : Le temps de réponse, la fréquence de rafraîchissement, la latence, l'épaisseur de l'écran, le prix, la durée de vie, la consommation en électricité...
| Type d'écran | Description |
|---|---|
| LED (Light-Emiting Diode) | C'est un écran à cristaux liquides accompagné d'un rétroéclairage par LED. La consommation en électricité est modeste. |
| LCD (Liquid Crystal Display) | C'est un écran à cristaux liquides accompagné d'un rétroéclairage par lampe fluorescente. La consommation électrique est relativement importante. |
| OLED (Organic Light-Emitting Diode) | C'est un écran sans rétroéclairage, avec chaque pixel constitué de trois diodes électroluminescentes (rouge, verte, bleue) juxtaposées. La consommation électrique est réduite. |
| SED (Surface-conduction Electron-emitter Display) | Le principe SED, abandonné de nos jours, consiste à placer un canon à électron miniature derrière chaque sous-pixel. |
| Plasma | Il s'agit du premier écran plat apparu sur le marché. Chaque pixel comporte trois cellules distinctes, chacune contenant un gaz (argon et xénon) qui luit quand un courant électrique le traverse. Ce type d'écran n'est plus guère commercialisé. |
| A tube cathodique ou CRT (Cathode Ray Tube) |
Très utilisé autrefois, cet écran volumineux, basé sur un canon à électron bombardant une surface phosphorique, est largement supplanté par les écrans plats. |
La colorimétrie est la discipline psychophysique qui se donne pour objectif la mesure de la couleur. Elle relie des mesures physiques effectuées sur la lumière aux perceptions colorées.
L'œil humain perçoit une couleur selon la longueur d'onde de l'onde lumineuse. Le spectre visible s'étend de 380 nm à 780 nm.
L'œil humain interprète le mélange de plusieurs couleurs du spectre visible. Il peut percevoir :
