Le poids d’une image

Le poids de l'image
Le poids d’une image, je ne comprends pas. Comment une photo de 1000 x 667 pixels en JPEG peut-elle peser plus de 1 Mo ?

 

Ce questionnement sur le poids d’une image m’a interpellé. Je n’ai pas compris sur le moment. Il m’a fallu réfléchir avant de m’apercevoir que nombreux étaient les photographes à méconnaître certaines notions sur les images qui me semblaient basiques. Que ces photographes soient d’ailleurs de simples amateurs ou des professionnels ! Quand le monde de la photographie a basculé dans le numérique, il y a eu un loupé, des explications qui n’ont pas suivi. Il est possible que cela vienne des photographes eux-mêmes qui, sous le prétexte qu’ils ne sont pas informaticiens, n’ont pas cherché à comprendre…

Quelques notions préalables

Ces notions n’étant pas essentielles, vous pouvez passer directement au chapitre suivant. Néanmoins, il reste préférable d’y accorder quelques minutes d’attention.

La notion du pixel

Le pixel (contraction de « picture element ») est l’unité de base permettant de mesurer la définition d’une image numérique matricielle. Une image matricielle est une carte de point (bitmap en anglais) constituée d’un ensemble de points colorés assemblés en lignes et en colonne, dans un tableau à 2 dimensions (longueur et hauteur). Cette juxtaposition de points colorés forme une image. Ce sont les pixels.

Image matricielle ou image bitmap

On utilise le terme d’image matricielle ou d’image bitmap principalement dans le milieu de l’imagerie numérique, dont la photographie numérique (mais cela peut être aussi un dessin ou autre). Il existe un autre type d’image défini par des vecteurs et des formules mathématiques, l’image vectorielle.

Agrandissement de l'oeil de l'oiseau, les pixels sont visibles
Agrandissement de l’œil de l’oiseau, les pixels sont visibles

 

Un pixel est un carré dont la taille physique n’est pas mesurable. C’est un point, sans dimension qui peut aussi bien avoir une taille d’un millimètre carré comme de 5 cm carré. Tout va dépendre de la représentation physique utilisée pour le rendre visible.

Un pixel n'a pas d'autre taille que celle qu'on lui donne
Un pixel n’a pas d’autre taille que celle qu’on lui donne

 

Il est nécessaire de comprendre cette notion sans quoi, les confusions seront encore plus importantes.

Confusion ? vous avez dit confusion ?

Oui, car on va utiliser les mêmes termes pour désigner des choses différentes. Ainsi, les expressions ‘dimension d’une image’, ‘taille d’une image’ et ‘définition d’une image’ signifient pour beaucoup aussi bien la taille en pixel d’une image que sa taille une fois imprimée. Or ce n’est pas la même chose, car, rappelez-vous, le pixel n’a pas de réalité physique. Pourtant, de nombreux logiciels continuent à utiliser les termes « taille de l’image » ou « dimensions » plutôt que définition.

La confusion entre définition et résolution vient aussi du fait qu’en anglais, définition et résolution se traduisent par le même mot : « resolution ». Les anglophones utiliseront donc plutôt « display resolution » pour parler de définition et « pixel density » pour parler de résolution.

La définition d’une image est le nombre de points (ou pixels) que comporte une image numérique en largeur et en hauteur. C’est le fruit de la multiplication du nombre de pixels en largeur par celui du nombre de pixels en hauteur. On parlera aussi de taille en pixel.

[largeur] x [Hauteur] px (px est la forme abrégée écrite du terme pixel)

La dimension d’une image est la mesure en cm (ou mm ou m) de sa représentation physique. Elle s’exprimera en général sous la forme :

[largeur] x [Hauteur] cm

Une image de 1000 x 667 pixels peut être imprimée aussi bien sur un format de 15×10 cm que sur un format de 45 x 30 cm ou de 4 x 3 m. Techniquement, cela ne pose aucun problème. Visuellement, on n’aura pas le même rendu.

 

La résolution d’une image

Le pixel par pouce

La résolution définit la netteté et la qualité d’une image. Plus la résolution est grande (c’est-à-dire plus il y a de pixels dans une longueur de 1 pouce), plus votre image est précise dans les détails. Elle indique donc la densité en pixels d’une image reproduite.

Il existe deux unités de mesure qui sont très proches, mais différentes. Et comme elles utilisent des noms très similaires, la confusion est, encore une fois, inévitable.

  • La résolution d’une image numérique s’exprime en ppi (pixels per inch) ou, en français, ppp (pixels par pouce) ;
  • La résolution d’impression d’une imprimante (ou celle de capture d’un scanner) s’exprime en dpi (dots per inch) ou, en français, PPP (points par pouce, en majuscule).

La différence est qu’un pixel n’est pas mesurable, tandis que le point, lui, l’est. Lors de l’impression, les pixels affichés à l’écran sont décomposés en points d’encre pour former une trame et au final une image. Ce qui explique pourquoi la grande majorité des personnes confondent facilement ces 2 notions.

On peut dire que plus le nombre de ppi/ppp sera élevé plus la résolution sera importante et plus l’image sera définie visuellement. À l’inverse, plus le nombre de pixels par pouce est faible, plus la résolution sera basse et plus, visuellement, elle paraîtra grossière (même si la distance entre l’œil et la photo imprimée joue un rôle dans la perception). C’est ce que montrent les 2 images ci-dessous. L’une d’entre elles propose une densité de 75 ppp, l’autre 150 ppp. Avec une même dimension physique, la qualité visuelle est meilleure quand il y a plus de pixels par pouce.

75 ppp150 ppp

D’où la nécessité d’avoir plus de pixels sur la surface représentée.

Résolution

Pendant longtemps, une image prévue pour un écran informatique en général, et pour le web en particulier, devait avoir une résolution de 72 ppp, puis de 96 ppp. Un chiffre peu élevé qui s’explique par le fait qu’à une époque pas si lointaine (une vingtaine d’années), les écrans de 15″ proposaient une résolution de 1024 x 768 px et les écrans de 17″ (très chers), une résolution de 1280 x 960 px. Soit respectivement 98 et 94 ppp.

Depuis, les tailles des écrans se sont agrandies et, grâce à la technologie, les résolutions affichables ont augmenté. Les écrans HD, UHD, 4K et autre rétina sont légion. Désormais, le photographe peut avoir des écrans capables de proposer une densité supérieure à 200 ppp, ce qui se rapproche (un peu) des résolutions des imprimantes. Si certaines imprimantes sont capables de dépasser les 2500 PPP, la plupart proposent une impression comprise entre 600 et 1200 PPP. Mais il faut avoir en tête qu’à partir de 300 PPP, il faut être à moins de 25 cm pour commencer à voir les points composants une image.

Résolution et impression

Imprimer une photo nécessite de connaître sa définition en pixels, sa dimension en cm et de vérifier que le nombre de ppp soit suffisant pour obtenir une bonne qualité visuelle. En dessous de 120 ppp, la résolution sera souvent insuffisante. À partir de 180 ppp, il devient possible d’obtenir des rendus de qualité. D’ailleurs, de nombreux journaux et magazine se contentent de cette résolution. À partir de 300 ppp, on considère que c’est suffisant pour permettre une impression de qualité « argentique ».

Une image a toujours la même définition (sauf modification volontaire), quelle que soit sa taille d’impression. Ce qui va changer, c’est le nombre de pixels par pouce.

Ainsi une image de 3000 x 2000 pixels (soit 6 Mpx) va permettre une impression :

  • 10 x 15 cm avec une définition imprimée de 508 PPP
  • 20 x 30 cm avec une définition imprimée de 254 PPP
  • 2,66 x 4 m avec une définition imprimée de 19,5 PPP. Dans ce dernier cas, le nombre de pixels sera tellement faible au pouce carré, que la photo imprimée paraîtra grossière à l’œil… Si on se trouve à moins de 5 m. Au-delà, l’œil humain ne « voit » plus les points.

Que faut-il faire si on souhaite imprimer avec de grandes résolutions alors que le nombre de pixels disponible est insuffisant ? Il « suffira » de créer de nouveaux pixels. Une opération appelée interpolation. Elle peut être faite directement par les imprimantes ou, en amont, au travers de logiciels comme GIMP ou Photoshop.

Attention, l’augmentation du nombre de pixels se fera au détriment du poids de l’image.

Quel est le poids d’une image ?

Quelques points pour commencer

Tout d’abord, le poids d’une image se mesure en octets (ou avec l’un de ses multiples : Ko, Mo, Go). Un octet est une unité de mesure informatique. Pour simplifier, il vous indique la place que va occuper un fichier électronique sur un disque dur (qu’il soit traditionnel ou SSD).

Ensuite, le poids d’une image sera fonction de nombreux facteurs, du format (.jpeg, .png, .bmp…) au niveau de couleurs possible (8 bits, 14 bits, etc.), en passant par sa définition (en pixels), la compression utilisée ou encore le nombre de couches.

Le codage des couleurs

Côté « technique »

1 octet est un byte (« multiplet » en français) de 8 bits codant une information. Il s’agit de la plus petite unité « logiquement » adressable par un programme sur un ordinateur. 1 bit peut avoir 2 valeurs (0 ou 1), 8 bits (1 octet) auront donc 2^8 valeurs possibles, soit 256 valeurs (de 0 à 255 en base 10, 00 à FF en hexadécimal).

Représentation d'un octet
Représentation d’un octet

 

Point important, en informatique, le contenant de base est l’octet (donc 8 bits). Même si on n’utilise que 3 ou 4 bits, l’information codée utilisera malgré tout 1 octet dans sa totalité ; on ne peut pas (plus) faire moins. Et si on utilise entre 9 et 16 bits, l’information codée utilisera 2 octets.

Postulat de base

Dans le monde de la couleur, 1 pixel ne vaut pas 1 octet. Donc, une image dont la définition est de 1024 pixels par 683 pixels n’aura pas comme poids 699 392 octets (le produit de 1024 x 683). Pourquoi ? Parce que chaque pixel a une couleur. Or en vidéo, la couleur est représentée visuellement sous une forme additive qui va combiner les trois couleurs primaires, le Rouge, le Vert et le Bleu (RVB, en RGB en anglais pour Red Green Blue) dans le but d’obtenir une lumière colorée. La couleur blanche s’obtient en additionnant les trois lumières colorées primaires en proportions « convenables ». La couleur noire s’obtient par l’absence de lumière.

Le poids en octet de chaque pixel sera le résultat d’une somme couleur rouge + couleur verte + couleur bleue.

Et le poids de l’image ?

Si chaque couleur primaire est codée sur 8 bits (on parlera aussi de la profondeur de la couleur) cela veut dire que chaque pixel utilisera 1 octet pour indiquer la valeur du Rouge, 1 octet pour indiquer celle du Vert et 1 octet pour celle du bleu. Soit 3 octets par point.

En 8 bits, 1 pixel = 3 octets
En 8 bits, 1 pixel = 3 octets

 

Ce qui explique aussi pourquoi sous la forme hexadécimale, une couleur s’écrit sous la forme #XXYYZZ (dans l’exemple, le rouge est codifié # 901C02).

Si chaque couleur primaire est codée sur 14 ou 16 bits, cela veut dire que chaque pixel utilisera 2 octets pour indiquer la valeur du Rouge, 2 octets pour indiquer celle du Vert et 2 octets pour celle du Bleu. Soit 6 octets par point.

Poids brut d’une image

Déterminer le poids d’une photo en méga-octets (Mo) est simple malgré une formule qui peut paraître savante :

Profondeuren Koen Mo
Couleur sur 8 bitsdéfinition de l’image x 3 / 1024 Kodéfinition de l’image x 3 / (1024×1024) Mo
Couleur sur 12 à 16 bitsdéfinition de l’image x 6 / 1024 Kodéfinition de l’image x 6 / (1024×1024) Mo

Exemple : Pour une image dont la définition est de 699 392 pixels (le produit de 1024 x 683)

  • Codée sur 8 bits : 699 392 x 3 / (1024×1024) = environ 2 Mo
  • Codée sur 14 bits : 699 392 x 6 / (1024×1024) = environ 4 Mo

Les capteurs actuellement utilisés par Pentax ont des définitions beaucoup plus importantes. Le K-1 Mk II propose ainsi une définition de 7360 x 4912 pixels, soit 36 152 320 pixels (le fameux 36 Mpx). Comme l’image est codée sur 14 bits, soit 6 octets, son poids théorique est de 216 913 920 octets, soit presque 217 Mo.

Poids compressé

Certains formats d’enregistrement permettent toutefois d’alléger le poids d’une image. Dans le cas des appareils photo numériques grand public, ils sont généralement au nombre de deux.

Le premier, et le plus courant, est le JPEG. Selon le degré de compression, cela permet de réduire de 75 à 99,9% le poids de l’image. Cette compression est dite destructive. Plus l’on compresse, plus l’on perd en qualité. Mais plus on stocke de photos sur sa carte mémoire. Ce format est à utiliser de préférence pour publier ses images sur un site web.

Le deuxième format d’enregistrement est le Tiff. Ce dernier ne subit aucune perte de données grâce à l’algorithme de compression utilisé. Mais le poids de l’image est beaucoup plus lourd. On le privilégiera si l’on souhaite recadrer ou corriger ses photos, les imprimer ou les archiver. Car mieux vaut alors sacrifier la quantité pour conserver une bonne qualité.

À noter qu’une image n’est compressée que sur le disque. Ouverte dans un logiciel permettant sa visualisation, elle occupera en mémoire une autre taille, plus importante.

taille originelle et poids sur le disque
7360 x 4912 pixels (taille originelle) et poids sur le disque
taille originelle et poids dans Photoshop
taille originelle et poids dans Photoshop
taille réduite et poids sur le disque
1050 x 701 pixels (taille réduite) et poids sur le disque
taille réduite et poids dans Photoshop
taille réduite et poids dans Photoshop