Informatique et Photo
➵ Un bit est la quantité minimale d'information transmise par un message, et constitue à ce titre l'unité de mesure de base de l'information en informatique ayant comme valeur 0 ou 1.
➵ 8 bits = 1 Octet = 1 Byte.
Une valeur quelconque est toujours représentée par un Octet ou un multiple. Si on utilise un paquet de 8 bits, les possibilités sont déjà plus grandes : chacun des 8 bits de l’octet pouvant prendre la valeur 0 ou 1, il y a en fait 256 combinaisons possibles (de 0 à 255). Avec 1 octet je peux donc représenter toute valeur de 0 à 255. En fait, le nombre de valeurs que je peux représenter avec une série de n positions binaires est égal à 2n (2 puissance n), c’est-à-dire 2 multiplié n fois par lui-même. 28 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 256. Quand on dit que l’on travaille en mode "16-bit" (l’expression avec tiret étant anglaise, on ne met pas de s à bit), cela signifie que l’on représente les données sur 2 octets. Cela permet de représenter des valeurs de 0 à 216 , c’est-à-dire 65536 valeurs différentes. En mode "32-bit", je peux donc représenter 232 valeurs différentes soit 4 294 967 300 valeurs, ce qui est déjà plus confortable.
Une valeur quelconque est toujours représentée par un Octet ou un multiple. Si on utilise un paquet de 8 bits, les possibilités sont déjà plus grandes : chacun des 8 bits de l’octet pouvant prendre la valeur 0 ou 1, il y a en fait 256 combinaisons possibles (de 0 à 255). Avec 1 octet je peux donc représenter toute valeur de 0 à 255. En fait, le nombre de valeurs que je peux représenter avec une série de n positions binaires est égal à 2n (2 puissance n), c’est-à-dire 2 multiplié n fois par lui-même. 28 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 256. Quand on dit que l’on travaille en mode "16-bit" (l’expression avec tiret étant anglaise, on ne met pas de s à bit), cela signifie que l’on représente les données sur 2 octets. Cela permet de représenter des valeurs de 0 à 216 , c’est-à-dire 65536 valeurs différentes. En mode "32-bit", je peux donc représenter 232 valeurs différentes soit 4 294 967 300 valeurs, ce qui est déjà plus confortable.
➵ Bits et couleurs.
Quand dans un logiciel de traitement d’images, on vous dit qu’une image est traitée en mode 8-bit, cela signifie que le logiciel affecte, pour chaque pixel, 1 octet à chaque canal couleur (rouge, vert et bleu). Chaque composante couleur peut donc prendre 256 valeurs différentes (de 0 à 255). On peut donc représenter en tout 256 x 256 x 256 = 16 777 216 couleurs. En mode 16-bit, on pourra représenter 65536 x 65536 x 65536, soit en théorie quelques milliards de possibilités, ce qui dépasse largement nos besoins. Dans ce cas, on utilise seulement une partie des 16-bit pour représenter chaque canal et le reste est utilisé pour représenter d’autres informations comme par exemple la transparence du pixel.
Quand dans un logiciel de traitement d’images, on vous dit qu’une image est traitée en mode 8-bit, cela signifie que le logiciel affecte, pour chaque pixel, 1 octet à chaque canal couleur (rouge, vert et bleu). Chaque composante couleur peut donc prendre 256 valeurs différentes (de 0 à 255). On peut donc représenter en tout 256 x 256 x 256 = 16 777 216 couleurs. En mode 16-bit, on pourra représenter 65536 x 65536 x 65536, soit en théorie quelques milliards de possibilités, ce qui dépasse largement nos besoins. Dans ce cas, on utilise seulement une partie des 16-bit pour représenter chaque canal et le reste est utilisé pour représenter d’autres informations comme par exemple la transparence du pixel.
➵ Bits et capteurs.
Si vous consultez la documentation technique de votre APN, vous trouverez certainement une information sur la "profondeur en bits" utilisée par le capteur pour représenter chaque pixel : en général 12-bit ou 14-bit. Il y a très souvent des confusions à ce propos car au moment de la capture de l’image, le photosite qui capture un point de l’image sur le capteur ne peut pas encore être considéré comme un pixel.
La couleur d’un pixel est représentée par 3 valeurs (R, V et B) mais à la prise de vue, chaque point de l’image n’est représenté que par une seule valeur : sa luminance.
Le capteur ne sait pas capturer pour un point donné les 3 valeurs Rouge, Vert et Bleu qui représentent ce point. Il ne capture qu’une seule couleur.
Au moment de l’illumination, le capteur enregistre une donnée analogique (le courant généré par les photons arrivant sur le photosite) et transforme cette valeur analogique (une intensité de courant) en valeur binaire par le biais d’un convertisseur analogique/digital (ADC – Analog Digital Converter). La valeur binaire résultante est, selon le capteur, stockée sur 12-bit ou 14-bit (en général). Mais cette valeur ne représente qu’une seule couleur.
C’est le processus de dématriçage (qui a toujours lieu que vous utilisiez le format JPEG ou le format RAW, dans le premier cas ça se passe dans votre APN et dans le second dans votre logiciel) qui va au final affecter, par interpolation, un ensemble de 3 valeurs (rouge, vert et bleu) à chaque photosite. Selon le logiciel utilisé et les options que vous aurez choisies, ces composantes RVB seront chacune codées sur 8 bits ou sur 16 bits.
Si vous consultez la documentation technique de votre APN, vous trouverez certainement une information sur la "profondeur en bits" utilisée par le capteur pour représenter chaque pixel : en général 12-bit ou 14-bit. Il y a très souvent des confusions à ce propos car au moment de la capture de l’image, le photosite qui capture un point de l’image sur le capteur ne peut pas encore être considéré comme un pixel.
La couleur d’un pixel est représentée par 3 valeurs (R, V et B) mais à la prise de vue, chaque point de l’image n’est représenté que par une seule valeur : sa luminance.
Le capteur ne sait pas capturer pour un point donné les 3 valeurs Rouge, Vert et Bleu qui représentent ce point. Il ne capture qu’une seule couleur.
Au moment de l’illumination, le capteur enregistre une donnée analogique (le courant généré par les photons arrivant sur le photosite) et transforme cette valeur analogique (une intensité de courant) en valeur binaire par le biais d’un convertisseur analogique/digital (ADC – Analog Digital Converter). La valeur binaire résultante est, selon le capteur, stockée sur 12-bit ou 14-bit (en général). Mais cette valeur ne représente qu’une seule couleur.
C’est le processus de dématriçage (qui a toujours lieu que vous utilisiez le format JPEG ou le format RAW, dans le premier cas ça se passe dans votre APN et dans le second dans votre logiciel) qui va au final affecter, par interpolation, un ensemble de 3 valeurs (rouge, vert et bleu) à chaque photosite. Selon le logiciel utilisé et les options que vous aurez choisies, ces composantes RVB seront chacune codées sur 8 bits ou sur 16 bits.
➵ Bits et logiciels.
La profondeur en bit de chaque photosite du capteur (12 bits ou 14 bits) n’a donc a priori rien à voir avec le codage 8-bit ou 16-bit obtenu après dématriçage.
Si l’image finale est représentée en mode 16-bit par canal, il est bien évident que l’on se trouve en situation de surcapacité puisque le capteur fourni au mieux des informations sur 14-bit (dans le cas général).
Faut-il en déduire que travailler en mode 16-bit dans Photoshop ou dans votre logiciel favori ne sert à rien ? Sûrement pas.
Tout d’abord, passer en mode 8-bit signifie que vous renoncez à une partie des informations collectées par le capteur en arrondissant certaines valeurs (sauf si le capteur est limité à 8 bits). Mais de toute évidence, si le capteur travaille en 14-bit et le logiciel en mode 16-bit, on objectera qu’il y a 2 bits superflus. C’est exact. Mais pour les programmeurs, travailler sur des entités qui ne sont pas des multiples entiers d’octets est un véritable cauchemar. Non seulement cela leur compliquerait énormément la vie mais cela ralentirait fortement les calculs. Dans un ordinateur, on ne sait pas représenter et traiter efficacement des données codées sur un nombre de bits qui n’est pas un multiple de 8 (sauf à utiliser des processeurs spécialisés, ce qui est hors-sujet ici).
On profitera en général de l’espace supplémentaire pour stocker des données complémentaires qui s’avèreront souvent très utiles. Par ailleurs, le mode 16-bit permet de travailler sur des données dont l’étendue est plus large. Cela permet de faire des calculs plus précis qu’en mode 8-bit avec pour avantage de mieux combattre la génération d’artefacts, problème bien connu en photographie numérique (apparition de ruptures brutales dans les dégradés de couleur, de zone d’à- plat sans nuances, etc.).
La profondeur en bit de chaque photosite du capteur (12 bits ou 14 bits) n’a donc a priori rien à voir avec le codage 8-bit ou 16-bit obtenu après dématriçage.
Si l’image finale est représentée en mode 16-bit par canal, il est bien évident que l’on se trouve en situation de surcapacité puisque le capteur fourni au mieux des informations sur 14-bit (dans le cas général).
Faut-il en déduire que travailler en mode 16-bit dans Photoshop ou dans votre logiciel favori ne sert à rien ? Sûrement pas.
Tout d’abord, passer en mode 8-bit signifie que vous renoncez à une partie des informations collectées par le capteur en arrondissant certaines valeurs (sauf si le capteur est limité à 8 bits). Mais de toute évidence, si le capteur travaille en 14-bit et le logiciel en mode 16-bit, on objectera qu’il y a 2 bits superflus. C’est exact. Mais pour les programmeurs, travailler sur des entités qui ne sont pas des multiples entiers d’octets est un véritable cauchemar. Non seulement cela leur compliquerait énormément la vie mais cela ralentirait fortement les calculs. Dans un ordinateur, on ne sait pas représenter et traiter efficacement des données codées sur un nombre de bits qui n’est pas un multiple de 8 (sauf à utiliser des processeurs spécialisés, ce qui est hors-sujet ici).
On profitera en général de l’espace supplémentaire pour stocker des données complémentaires qui s’avèreront souvent très utiles. Par ailleurs, le mode 16-bit permet de travailler sur des données dont l’étendue est plus large. Cela permet de faire des calculs plus précis qu’en mode 8-bit avec pour avantage de mieux combattre la génération d’artefacts, problème bien connu en photographie numérique (apparition de ruptures brutales dans les dégradés de couleur, de zone d’à- plat sans nuances, etc.).
