Deux notions de photo numérique

Profondeur de couleur et métadonnées Exif

Cette page s’inscrit dans le programme de SNT de seconde. Elle décrit deux caractéristiques d’une image numérique : la profondeur de couleur et les métadonnées Exif.

 

La profondeur de couleur

La profondeur est le nombre de bits nécessaire pour définir un pixel (bpp pour bits par pixel).

Si une image n’est composée que de deux couleurs, par exemple le noir et le blanc, un seul bit suffit. Il prend la valeur 0 si le pixel est noir et 1 s’il est blanc.

Si l’image est en niveaux de gris, le dégradé est réalisé à partir de 256 valeurs possibles (0 pour le noir et 255 pour le blanc). La profondeur est 8 car \(8^2 = 256.\)

Passons à la couleur. Un pixel est constitué de trois couches : rouge, vert et bleu. On compte 256 valeurs possibles pour le rouge et autant pour le vert et le bleu. Profondeur : \(3 \times 8 = 24.\)

Si vous maîtriser les calculs sur les puissances, vous constatez au passage qu’il existe \(256^3\)) \(=\) \(16\,777\,216\) couleurs possibles dans une image définie en 24 bits.

Illustrons-le avec ce sympathique puma qui fait la sieste. La profondeur de 24 bits est celle de la photo telle qu’elle a été prise.

puma en couleurs

Une petite manipulation sur Photoshop vous restitue l’image en niveaux de gris (Image > Mode > Niveaux de gris), qui est donc en 8 bpp.

puma en gris

Pour obtenir l’image codée sur un seul bit, il faut partir de la précédente puis Image > Mode > Bitmap et dans le mode choisir 50 % Seuil.

puma en noir et blanc

 

Les métadonnées Exif

Un fichier image contient la photo elle-même et des métadonnées Exif (exchangeable image file format).

Elles sont enregistrées par l’appareil photo lors de la prise de vue mais on peut aussi ajouter des commentaires plus tard, par exemple pour faire valoir des droits d’auteur, ou supprimer des informations pour alléger la taille du fichier.

Il existe des tas de façons de les connaître. La plus directe est l’accès depuis l’appareil photo. Ci-dessous, on constate que seule une toute petite partie des métadonnées est affichée.

photo sur Nikon

Une autre façon simple est de les lire depuis le gestionnaire de fichiers de Windows (ou le Finder de Mac). Il est inutile d’afficher l’image. Clic droit sur le fichier puis propriétés et détails. Extrait :

Vous pouvez aussi ouvrir le fichier et afficher les métadonnées à partir d’un logiciel. Par exemple, avec Photoshop, cliquez sur Fichier puis Informations.

Il est également possible de lire les métadonnées d’une image trouvée sur le web. Mais bien souvent elles ont été effacées pour alléger le poids du fichier. Lorsque vous envoyez une photo sur les réseaux sociaux, il est normal que ces données soient supprimées sans que vous le sachiez. Pour des raisons de sécurité, le monde entier n’a pas besoin de connaître le lieu exact de la prise de vue ni de savoir quel est le modèle de votre smartphone.

Bien sûr, les données de position ne sont disponibles que si l’appareil photo est muni d’un récepteur GPS.

Ci-dessous, des données Exif ont été affichées avec Photoshop.

On y apprend que la photo (celle du puma) a été prise avec un Nikon Coolpix P950, que sa résolution est de 300 bpi, que la durée d’exposition était de 1/640 s (un six-cent-quarantième de seconde), etc.

Bien qu’elle ne figure pas dans la fenêtre ci-dessus, la profondeur de couleur fait bien partie des métadonnées (normalement 24 bpp).

 

métadonnées exif