Pixel, Définition, Résolution, Zoom digital - Arts / Numérisation / Fractals

Arts / Numérisation / Fractals

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Pixel, Définition, Résolution, Zoom digital

 

 

 

1. Pixel

 

Le mot « pixel », abréviation de l’anglais « picture element », désigne l’élément de base de l’image numérique. Chaque pixel est adressable, c’est-à-dire possède un code de position spatiale indiquant exactement à quel endroit (ou « adresse ») il se trouve au sein de la matrice photo-électronique. Il est également porteur des informations chromatiques digitalisées qui le caractérisent, de façon précise, au moyen du langage binaire 0/1. Les images numérisées constituent, en langage informatique, des images de type « bitmap », car leurs points forment une carte ou matrice régulière. Plus les points sont fins, nombreux et resserrés, de grande densité, plus l’image numérisée offre à l’œil nu – à une certaine distance – l’aspect de la continuité visuelle et du modelé des teintes que l’on reconnaît ordinairement aux objets perçus ou aux images photographiques de haute résolution (émulsion à grain fin et tirage sur papier glacé).

 

Cependant, la question de la distance à laquelle l’image est observée est fondamentale, dans la mesure où le rapprochement de l’œil par rapport à cette image révèle des détails indétectables à plus grande distance. Autrement dit, si l’on utilise, par rapprochement excessif, une loupe de forte puissance pour observer des détails invisibles naturellement, ce que l’on croyait être des points fondus dans la masse chromatique de la surface se révèle comme une sorte de conglomérat granuleux de microdétails discontinus. Une loupe de plus forte puissance fera sortir de l’ombre d’autres détails discontinus. De façon analogue, examiné au compte-fils, un cliché négatif ou inversible révèle également les micro-détails de l’image, inobservables sans cet intermédiaire.

 

2. Définition

 

Le langage courant les amalgame parfois, mais les deux notions informatiques de définition et de résolution renvoient à des réalités très différentes l’une de l’autre, bien que techniquement indissociables au moment de la numérisation ou de l’impression d’une image. En effet, évoquer la définition d’une image numérisée, c’est évoquer un nombre brut : le nombre de « points informatiques » ou pixels qu’elle comporte sur une Loupe sur trame impriméesurface de dimensions données. Ainsi, dire qu’une photographie prise avec un appareil photographique numérique possède 4000 x 3000 pixels (soit 12 millions pixels en tout), n’indique autre chose que sa définition exacte correspondant aux photosites réellement utilisés du capteur électronique du photoscope, sans aucun rapport au support sur lequel elle sera imprimée ou visualisée.

 

De même, dire que le fichier numérique produit par le scan d’un tirage photographique de format 10 x 15 cm, possède une définition optique de 2000 x 3500 pixels (soit au total 7 millions de pixels), n’indique objectivement que le nombre strictement arithmétique de pixels distingués par l’outil de numérisation, au moment de l’échantillonnage numérique de l’image scannée. Mais cette information brute n’est absolument pas suffisante pour connaître le degré ou niveau de finesse de ces images, autrement dit le niveau relatif de détails qu’elles comportent réellement et que le système visuel pourra distinguer, éventuellement à l’aide d’une loupe de grossissement. Point, pixel, grain, détail, trame... Quel est le « détail ultime », s'il existe...?

 

3. Résolution

 

Deux critères entrent en ligne de compte : la résolution de la numérisation effectuée et le type de support qui accueille l’image : papier de qualité photographique ou bien écran vidéo d’ordinateur (notamment dans le cas d’un site Web consacré à l’art, et comportant des photographies numériques de tableaux, créations graphiques, sculptures ou architecture). La taille et le type du support d’image s’avèrent donc fondamentaux pour comprendre la signification de la définition fournie par un système de numérisation, photoscope ou scanner. Mais cet aspect dimensionnel est lui-même réciproquement en relation avec la résolution adoptée pour numériser. La résolution est en effet une donnée numérique indiquant avec précision le degré de finesse de l’image, les détails objectivement discernables en fonction d’un support de taille optimale.

 

En imagerie numérique, la résolution se définit mathématiquement comme le nombre de pixels ou « points » d’image par unité de longueur de référence, généralement le pouce. Elle s’exprime donc en points par pouce (ppp ou dpi selon l’abréviation anglo-saxonne usuelle signifiant « dots per inch »), le pouce valant 25,4 mm. On pourrait tout aussi bien choisir le centimètre comme unité de référence, ce que proposent d’ailleurs les logiciels de photographie numérique parmi leurs options de numérisation. Mais l’usage infographique conduit à adopter l’abréviation et la référence en « dpi » de manière quasi universelle.

 

En photographie traditionnelle « argentique » (dont les supports sont des émulsions chimiques), on parle du « pouvoir résolvant » d’un film photographique ; il s’agit de la capacité que détient le film à séparer les plus fins détails, détectables au moyen d’une mire de fort contraste et observés à fort grossissement au microscope. Le pouvoir résolvant se mesure en nombre de traits parallèles par millimètre que l’émulsion a la faculté de discerner, soit environ 100 à 400 lignes par millimètre pour les films ordinaires, en fonction de la sensibilité plus ou moins élevée du film.

 

4. Zoom digital 

 

Grossissement – dit aussi « effet de loupe » –, à une échelle d’agrandissement donnée, d’une image ou d’une portion d’image. Le zoom photographique par variation de focale est simplement homothétique, tandis que le zoom numérique (logiciel) effectué sur une partie d’image fractale semi-aléatoire nécessite de recalculer intégralement cette portion iconique en révélant des détails morphologiques toujours nouveaux et insoupçonnés, en vertu de la loi d'autosimilarité statistique. Il n’est pas homothétique mais agit par autosimilarité semi-déterministe, c’est-à-dire que les détails nouveaux qui émergent du processus de calcul itératif à une échelle donnée, ne sont pas strictement identiques à l’image d’ensemble dont ils sont « extraits ». Les figures géométriques complexes formées par les images fractales, mêlent inextricablement le continu apparent (des quasi-lignes et des quasi-surfaces) et le discontinu (des simili-points, plus ou moins petits et denses).

 

Les zooms numériques effectuables virtuellement en série ad infinitum ou, selon les zones du plan complexe, seulement un grand nombre mais limité de fois, sur de minuscules zones détaillées d'ensembles fractals autosimilaires, comme les innombrables ensembles de Julia et l'ensemble de Mandelbrot, sont le moteur opératoire de la renormalisation stochastique des formes fractales dans le plan complexe. La « loupe fractale » est un puissant moyen de « voir l'infini », selon l'expression métaphorique de James Gleick : « De manière imagée, une fractale est un moyen de voir l'infini. » (James Gleick, La théorie du chaos, éd. Albin Michel, Paris,  1987-1989, p. 132). Il s'agit là de l'évocation, en filigrane, de la thématique de « l'hologramme fractal » à l'infini. – Cf. lien ci-après : Vidéo sonore d'un zoom fractal ad infinitum : [→ Hologramme fractal].

 

Contrairement au zoom digital obtenu par itération logicielle, un zoom de type photographique agrandit une partie d’image, mais tout en lui conservant exactement sa forme d’origine. Un zoom photographique permet certes d’entrer jusque dans le grain du film, dans sa structure moléculaire, mais l’information utile au sens strict, concernant la morphologie signifiante de l’image en elle-même, n’augmente pas par agrandissement ad libitum, contrairement à l’information apportée par l’examen multiscalaire d’une image fractale semi-déterministe, statistiquement autosimilaire. Dans ce dernier cas, il existe une ressemblance morphologique générale entre l’ensemble et ses parties, mais chaque partie est en réalité différente de chaque autre partie, éventuellement de manière seulement infinitésimale, à un « iota près ». Le micro-détail fait parfois toute la différence morphologique...

 

 

© Jean-Claude Chirollet

 

 



30/10/2011