📸 Photographie Numérique 2 : Les Images en Couleur
📚 Histoire de la photographie couleur
La photographie couleur naît en 1861 grâce aux travaux du physicien écossais James Clerk Maxwell, qui réalise la première photographie couleur en superposant trois images prises à travers des filtres rouge, vert et bleu.
Le procédé Autochrome des frères Lumière (1907) démocratise la couleur, suivi par le Kodachrome (1935) et le Polaroid couleur (1963). L'ère numérique révolutionne cette approche avec les capteurs CCD puis CMOS, permettant la capture directe des trois composantes colorimétriques.
Aujourd'hui, chaque smartphone capture des images couleur de qualité professionnelle grâce à des capteurs de plusieurs millions de pixels.
📖 Vision humaine et capteurs numériques
👁️ Le fonctionnement de l'œil humain
📖 Définition
L'œil humain fonctionne comme un appareil photo biologique, capable de percevoir les couleurs grâce à des cellules spécialisées appelées cônes.
| Composant | Fonction | Équivalent photo |
|---|---|---|
| Cornée | Convergence des rayons lumineux | Lentille frontale |
| Iris | Contrôle de la quantité de lumière | Diaphragme |
| Cristallin | Mise au point | Objectif |
| Rétine | Capture de l'image | Capteur |
| Cônes | Détection des couleurs (R, V, B) | Photosites |
Info
L'œil contient environ 6 millions de cônes, avec une prédominance des cônes verts (64%), suivis des rouges (32%) et des bleus (4%).
Activité : Anatomie de l'œil
Légendez le schéma de l'œil avec les termes appropriés :
📷 Le capteur photographique numérique
📖 Définition
Un capteur photographique est un composant électronique qui convertit la lumière en signal électrique, reproduisant le fonctionnement de la rétine humaine.
🔄 Trajet de la lumière dans l'appareil photo
| Étape | Composant | Fonction |
|---|---|---|
| 1 | Objectif | Convergence et mise au point |
| 2 | Diaphragme | Contrôle de la quantité de lumière |
| 3 | Matrice de Bayer | Filtrage des couleurs R, V, B |
| 4 | Photosites | Conversion lumière → signal électrique |
🌈 La matrice de Bayer
Inventée par Bryce Bayer chez Kodak en 1976, cette matrice filtre la lumière selon un motif spécifique : - 50% de filtres verts (sensibilité de l'œil) - 25% de filtres rouges - 25% de filtres bleus
Activité : Schéma du capteur
Complétez le schéma de l'appareil photo numérique :
📖 Représentation des images en couleur
📖 Définition
Une image couleur utilise le modèle RVB (Rouge, Vert, Bleu) où chaque pixel est défini par trois valeurs comprises entre 0 et 255, représentant l'intensité de chaque composante colorimétrique.
🎨 Le modèle RVB (RGB)
Chaque pixel nécessite 24 bits (3 octets) de stockage :
- 8 bits pour le rouge (0-255)
- 8 bits pour le vert (0-255)
- 8 bits pour le bleu (0-255)
| Couleur | Rouge | Vert | Bleu | Code RVB |
|---|---|---|---|---|
| Rouge pur | 255 | 0 | 0 | (255, 0, 0) |
| Vert pur | 0 | 255 | 0 | (0, 255, 0) |
| Bleu pur | 0 | 0 | 255 | (0, 0, 255) |
| Cyan | 0 | 255 | 255 | (0, 255, 255) |
| Magenta | 255 | 0 | 255 | (255, 0, 255) |
| Jaune | 255 | 255 | 0 | (255, 255, 0) |
| Blanc | 255 | 255 | 255 | (255, 255, 255) |
| Noir | 0 | 0 | 0 | (0, 0, 0) |
| Orange Renard | 195 | 88 | 23 | (195, 88, 23) |
Activité : Décodage couleur
Coloriez les cases selon les valeurs RVB indiquées :
📖 Traitement d'images avec Python
🐍 La bibliothèque PIL (Python Imaging Library)
📖 Définition
La bibliothèque PIL (ou Pillow) est un module Python permettant de manipuler et traiter des images numériques de manière programmatique.
🔧 Fonctions principales de PIL
| Fonction | Syntaxe | Description |
|---|---|---|
| Ouverture | Image.open("chemin") |
Charge une image depuis un fichier |
| Format | image.format |
Retourne le format de l'image (JPEG, PNG...) |
| Dimensions | image.size |
Retourne (largeur, hauteur) en pixels |
| Mode | image.mode |
Retourne le mode (RGB, L, RGBA...) |
| Découpage | image.crop((x1,y1,x2,y2)) |
Découpe une zone rectangulaire |
| Séparation | image.split() |
Sépare les composantes R, V, B |
| Rotation | image.rotate(angle) |
Fait tourner l'image |
| Conversion | image.convert("L") |
Convertit en niveaux de gris |
Activité : Analyse de code
1. Analysez ce programme et expliquez son fonctionnement :
2. Programmation pratique
Écrivez un programme qui : - Ouvre l'image fournie - La fait tourner de 45 degrés - L'affiche
3. Écrivez un programme qui sépare et affiche les trois composantes RVB d'une image.
4. Écrivez un programme qui convertit une image couleur en niveaux de gris.