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pratique

Quantification du pixel 
lors du scan en numérique

Lorsqu'un scanner attaque une image ou un document, la numérisation se déroule en deux temps :

- on découpe l'image en petits carrés, les pixels
- on mesure le niveau du signal en RVB (Rouge-Vert-Bleu) dans chacun de ces pixels. Cette information est alors codée en langage binaire sur 8 bits  ou plus, pouvant prendre la valeur 0 ou 1. C'est la "quantification" ou "attribution d'une valeur numérique" à une information. Plus le codage est fin (8, 12, 16 bits...) plus la plage dynamique est étendue.

Les schémas ci-dessous vous permettront de mieux de comprendre à la fois la finesse croissante de l'analyse mais aussi l'évolution croissante du poids de l'image suivant le type de réglage que vous choisissez dans le logiciel d'acquisition de votre scanner.

Une règle doit prévaloir absolument :

Ne scannez pas avec un excès de poids. Vous ne feriez qu'alourdir des fichiers déjà très importants si vous travaillez sur de gros formats d'image. 

On consultera également sur ce point les pages suivantes :

résolution 
résolution en numérique 

représentation théorique	type de scan	rapport de poids  (poids d'une image de 10 cm pour impression)	résultat	utilité
	au trait (bitmap)	1 (171 ko)	le pixel ne peut être que noir ou blanc	texte seul en général utilisé à 600 ppp en sortie
	Niveaux de gris 8 bits	8 (1,34 Mo)	(28 teintes possible=256) 256 niveaux de gris	photographie noir et blanc
	RVB 8 bits on parle de scan en 24 bits	24 (4 Mo)	(28 teintes pour chaque couche) soit 256x256x256  couleurs possible (16,7 millions)	photographie couleur échantillonnage suffisant en regard des possibilités d'analyse de l'oeil humain
	RVB 16 bits on parle de scan en 48 bits	48 (7,99 Mo)	(216 teintes pour chaque couche) soit 25536 exposant 3, soit   281 474 976 710 656 couleurs	photographie couleur échantillonnage conseillé si la photographie doit être très retouchée (donc appauvrie) au traitement d'image
	CMJN 8 bits	32 (5,33 Mo)	espace colorimétrique différent du RVB et plus pauvre que le RVB (synthèse soustractive). Ne peut pas être comparé.	scan pour communication directe à l'imprimeur. Si on doit faire de la retouche, mieux vaut scanner en RVB et convertir le fichier par la suite.

* Vocabulaire :
Le bit correspond au "transistor", le circuit de base susceptible de stocker ou pas une charge électrique dans l'ordinateur - c'est le plus petit atome d'information à l'intérieur de la machine.
On trouve souvent aussi le terme d'octets (ou bytes), qui correspond au regroupement de 8 bits. L'octet avec son regroupement en Mega-octet (un million d'octets) est la mesure habituelle des capacités des organes de l'ordinateur. Le giga-octet correspond enfin à 1000 Mega-octet.

Extrait d'un courrier d'Emmanuel Molia (rectifiant justement une erreur dans l'article ci-dessus, depuis effacée) - 8 décembre 2003 :

(...) Le scan de 16 bits restitue, en théorie, 65536 (2¹⁶) nuances par couleur primaire. Ce qui donne au total pour une image couleur, un fichier pouvant contenir 25536³, soit très exactement la somme colossale de 281474976710656 couleurs, pour un poids deux fois plus gros qu’une image 8 bits.

Ceci appelle pourtant plusieurs remarques, absolument capitales.
L’œil humain ne distingue pas autant de nuances, que les meilleurs écrans actuels ne sont de toute façon pas en mesure d’afficher. En revanche, comme vous le faîtes remarquer, ce surplus d’informations est très utile pour les corrections de couleurs.

En pratique, les films positifs sont capables de capter des écarts de luminosité de 5 diaphragmes, restitués sur un écart de densité de 8 diaphs. Les négatifs couleurs enregistrent des écarts de luminosité de 7 voire 8 diaphs, restitués sur un écart très réduit de densité. (Le masque orangé rend les négatifs couleurs beaucoup plus denses que les positifs).

De plus, rares sont les scanners capables de distinguer toutes les nuances pour un authentique scan 16 bits.
Les fabricants de scanners à plat ou film, et notamment Nikon, annoncent des Dmax délibérément exagérées : 4,2 D dans la documentation commerciale du Nikon LS 4000, 4,8 D pour le tout nouveau Nikon LS 5000. Ces constructeurs font l’amalgame entre les capteurs et les convertisseurs analogique/numérique.
Le convertisseur a/n de 14 bits du Nikon LS4000 est capable de convertir les signaux électriques sur 16384 valeurs pour chacun des capteurs (R, V, B). Ces 16384 valeurs (log 10 16384 = 4,2) sont ensuite convertis en 8 bits ou en 16 bits, car Photoshop ne gère que ces deux types de fichiers RVB.
De même, le convertisseur a/n 16 bits est capable de convertir les signaux électriques sur 65536 valeurs par primaire (log₁₀ 65536 = 4,8). Mais avoir une armoire à 65536 étagères ne signifie pas pour autant qu’on y range 65536 pulls de couleurs différentes, et c’est là que réside la plus grande faiblesse des scanners grand public, dont les composants électroniques génèrent un bruit important qui atténue considérablement le nombre des nuances perçues. Ce phénomène est très marqué avec les signaux électriques de faible amplitude (basse lumière pour les positifs, et haute lumière pour les négatifs).

C’est pourquoi un scanner à tambour - un matériel professionnel à 50 000 € - dont les capacités pourraient paraître plutôt modestes (scan en 8 bits) - produit un résultat d’une qualité qui laisse loin derrière les scanners vendus à 1000 - 2000 €.

Pour vous en convaincre, je vous invite à comparer les images présentées sur le site marginal software.
http://www.marginalsoftware.com/Scanner/Scanner_Intro.htm 

dernière modification de cet article : 2003