La palette des transformations que les logiciels de retouche sont capables d’appliquer aux images est presque infinie. Mais comment font-ils ?
Réductions, changements de couleurs et de textures, modifications de la perspective, déformations, disparitions et incrustations d’objets… Les prouesses des logiciels de retouche d’images ont de quoi épater même les technophiles les plus aguerris. Lorsque l’on assiste à ces transformations, un seul qualificatif vient à l’esprit : magique. Cette magie est le résultat de dizaines d’années de recherche et de développement par des graphistes, informaticiens et mathématiciens hautement qualifiés.
De multiples applications Les algorithmes que ces chercheurs ont mis au point connaissent des applications dans de multiples domaines, qui vont de la médecine à l’aéronautique, en passant par la vidéo.Quant à nous, simples amateurs de photos numériques que nous sommes, nous en bénéficions à travers des logiciels comme Photoshop, Picasa, The Gimp ou Paint Shop Pro. Voici dévoilés quelques-uns des secrets de ces alchimistes de l’image
Une histoire de pixels Toutes les images numériques que nous visualisons et stockons dans nos ordinateurs, que l’on appelle images matricielles ou “ bitmap ” , sont composées de milliers de points ou pixels : ceux-ci sont organisés en un tableau rectangulaire (matrice), dont le nombre de lignes et de colonnes détermine la définition de l’image. La définition d’une photo au format 4/3 peut être, par exemple, de 2 560 x 1 920 pixels, celle d’un cliché en 16/9 de 2 560 x 1 440 pixels. Lorsque l’image est affichée en taille réelle (zoom à 100 %), chaque pixel de l’écran correspond à 1 pixel réel de l’image.
Dans le fichier numérique d’une image matricielle en couleurs, chaque pixel est défini par la quantité de rouge, de vert et de bleu qu’il contient, soit les trois couleurs primaires utilisées en vidéo. Pour pouvoir représenter toutes les nuances visibles par l’œil humain, on stocke le pixel sur 3 octets : 1 pour le rouge, 1 pour le vert et 1 pour le bleu. Ce qui donne un nombre de teintes possibles de 256 pour le rouge x 256 pour le vert x 256 pour le bleu, soit 16 777 216. On parle alors d’une image en “ 16 millions de couleurs ” ou en “ 24 bits ” : en effet, 1 octet étant composé de 8 bits , 3 octets représentent en tout 24 bits.
Pour effectuer leurs transformations, les logiciels de retouche modifient les caractéristiques des pixels (couleurs, position, intensité lumineuse), en suppriment ou en créent de nouveaux à l’aide de formules de calcul plus ou moins complexes. Le recadrage, par exemple, consiste à supprimer des “ bandes ” de pixels sur les bords de l’image. Quant à la transformation d’un ciel gris en un azur méditerranéen, il se résume à l’augmentation de la quantité de bleu dans les pixels constituant les parties visibles du ciel.
La réduction d’image : une simple moyenne La réduction est la transformation la plus couramment pratiquée : on réduit la taille d’une photo pour l’envoyer par e-mail, la mettre en ligne ou l’imprimer. Dans le logiciel de retouche, il suffit d’indiquer le pourcentage de réduction, ou bien la taille finale souhaitée (en pixels ou en centimètres) en respectant la proportion entre la largeur et la hauteur.
L’infographie ci-dessous illustre une réduction par quatre d’une photo de 1 600 x 1 200 pixels. La largeur et la longueur sont divisées par deux : la définition de l’image réduite est donc de 800 x 600 pixels. Pour le logiciel de retouche (ici Paint Shop Pro Photo X2), il s’agit de remplacer chaque groupe de quatre pixels par un seul et unique point, dont la couleur et la luminosité procureront peu ou prou la même impression visuelle. Cela revient à déterminer la valeur moyenne de chaque couleur primaire du pixel final. La valeur de rouge est calculée à partir de celles des quatre pixels de départ, même chose pour la valeur de vert et celle de bleu. Une simple moyenne arithmétique est appliquée : addition des quatre valeurs puis division par quatre.
Perspective : des calculs de haute volée Un objet ou un bâtiment photographié de dessous, un cadrage approximatif, une déformation courbe des coins de l’image façon “ œil de poisson ” , à cause d’un objectif défaillant… Autant de raisons qui peuvent inciter à rectifier la perspective d’une image. Pourquoi s’en priver, puisque les logiciels de retouche ? du moins les meilleurs d’entre eux ? le proposent ? Le résultat de l’opération est une image trapézoïdale, qu’il ne reste plus qu’à recadrer, ce que certains logiciels font automatiquement.
Pour rétablir ou accentuer le parallélisme des lignes droites et modifier l’angle de vue du spectateur, les logiciels utilisent des formules mathématiques trop complexes pour les détailler ici (*). Mais dans tous les cas, ils doivent rétrécir certaines parties de l’image et en élargir d’autres. Si l’opération de rétrécissement s’apparente à une réduction, celle d’élargissement implique forcément la création de nouveaux pixels pour remplir les parties élargies. Cet ajout de pixels, que l’on nomme interpolation, a mauvaise réputation. La création artificielle de pixels, résultat de calculs plus ou moins “ pifométriques ” , peut fortement nuire à la qualité. C’est pour cela notamment qu’il est presque impossible d’agrandir une image bitmap : au-delà de quelques pourcentages, l’interpolation devient trop visible et détruit le piqué et la netteté de la photo. Toutefois, lorsqu’elle est utilisée avec modération, l’interpolation peut donner de très bons résultats, surtout avec des logiciels comme Photoshop ou Paint Shop Pro.
(*) Vous pouvez en apprendre plus sur le site du logiciel ShiftN, à l’adresse www.marcus-hebel.de/index1.html Cliquez sur Fotografie, puis sur ShiftN et sur Mode de fonctionnement.
Qu’est-ce que c’est ? Unité de stockage de base de l’informatique. Nombre binaire à huit bits qui peut prendre 256 valeurs différentes, de 0 (“ 00000000 ” ) à 255 (“ 11111111 ” ).
Contraction de binary digit. Plus petite unité informatique de représentation de données.
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