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II. Qu’est-ce qu’une image numérique ?

II.1 Fonctionnement de l’affichage sur un écran

Un écran est constitué de pixels (plusieurs millions).

 

Chaque pixel est lui même composé de trois sous-pixels (par exemple des leds) Rouge, Vert et Bleu.

A partir de ces 3 couleurs primaires on arrive à créer toutes les autres couleurs et nuances que l’on veut et cela de 2 façons :

Par la synthèse soustractive qui est utilisée en impression sur un fond blanc (Imprimante à jet d'encre, imprimerie, ...)

Par la synthèse additive qui est utilisée lorsque l'on projette des rayons lumineux par exemple sur un fond noir (téléviseurs, ...).

 

Pour un écran, les 3 couleurs primaires ne sont pas mélangées mais mises côte à côte. En fait c’est l’éloignement (ou le fait que les pixels soient très petits) qui oblige notre cerveau faire la synthèse additive des trois couleurs primaires Rouge, Vert et Bleu.

Un exemple : Éloignez-vous de l'écran pour voir fonctionner la synthèse additive.

 

1. Nous disposons d’une télévision LED de 55' ayant une résolution de 3840px x 2160px. Calculez le nombre de leds nécessaires pour fabriquer l’écran

  

 
II.2 Codage des couleurs

 

Nous allons travailler sur des images au format BMP. L’avantage de ce format dit « bitmap » c’est que l’image est un fichier stockant les pixels sous forme de tableau de points définis par les 3 couleurs RVB (RGB en anglais).

Chacune des trois couleurs a une luminosité plus ou moins forte représentée par la valeur d'un octet (8 bits). Cette valeur peut donc varier de :

  • 0000 0000 à 1111 1111 en binaire
  • 0 à 255 en décimal
  • 00 à FF en hexadécimal

Ainsi un pixel est représenté par 3 octets, un pour chaque couleur primaire (RVB) : exemple pour un violet pas trop sombre (mélange de rouge et de bleu): 66 00 99 (tout est noté en hexadécimal)

 

En vous aidant de l’image animée de la synthèse additive et des informations précédentes :

2. Donnez les 3 octets (en hexadécimal) pour la couleur rouge:

3. Donnez les 3 octets (en hexadécimal) pour la couleur verte:

4. Donnez les 3 octets (en hexadécimal) pour la couleur bleue:

5. Donnez les 3 octets (en hexadécimal) pour la couleur jaune:

6. Donnez les 3 octets (en hexadécimal) pour la couleur violette:

7. Quelle est la couleur du pixel ayant comme code DD DD 00 ?

 

 

Ouvrir le fichier "Autruche.bmp" à l’aide du logiciel GIMP. Vous allez grossir l’image au moins à 1600 % afin de voir les pixels.

  1. Étape 1: cliquez sur la couleur de premier plan (cela ouvre une petit fenêtre)
  2. Étape 2: cliquez sur l’outil « pipette » dans la petite fenêtre
  3. Étape 3: cliquez avec la pipette sur le 8ème pixel en partant de la gauche sur la dernière ligne (en bas)
  4. Étape 4: le code hexadécimal de la couleur (3 octets) s’affiche dans la fenêtre « notation HTML ».

 
8. Quelle est la couleur du pixel (code hexa)?

 

 


Maintenant on va voir ce qui se passe si on change les codes des bits de poids faible de cette couleur. Vous allez modifier la couleur : changez les chiffres hexadécimal puis appuyez sur entrée, la « couleur actuelle va changer » . Essayez, dans un premier temps, en mettant des 0 dans les poids faibles (x0x0x0, où x est le poids fort de votre couleur que vous ne modifierez pas) puis des F (xFxFxF).

9. La couleur change-t-elle beaucoup?

10. Faites la même avec les poids fort (FxFxFx). Que constatez vous ?

 

 

A partir des conclusions précédentes, nous allons voir le lien avec la stéganographie : par exemple je dois cacher le code « da » dans mon image. Je choisi un pixel qui a comme code (cbb7a6)hexa.

11. Choisir la solution qui vous paraît la plus performante. Expliquez votre choix

Solution 1 : cdbaa6                 Solution 2 : dba7a6