Culture scientifique et traitement de l'information S3 (M3201) – TP n° 1

Dans ce TP on va explorer comment on représente les images dans l'ordinateur.

Représenter l'information sur un ordinateur

Vous le savez : dans un ordinateur, toute l'information (texte, son, images, vidéos...) est représentée avec des zéros et des uns.

Exercice 1

Pourquoi ?

Tous les fichiers dans un ordinateur ne contiennent que des zéros et des uns, mais quand on les ouvre avec un logiciel, il les interprète.

Exercice 2

Créez un petit fichier de texte qui contient votre prénom et sauvegardez-le.

Avec Sublime Text, rouvrez-le avec l'encodage hexadécimal (File > Reopen with Encoding > Hexadecimal) : voilà les zéros et les uns (ou presque).

Comment représente-on un caractère en hexadécimal ? Combien de bits et d'octets sont utilisés ? En êtes-vous sûr ?

L'encodage d'un fichier de texte est assez simple. Pour un fichier de son, c'est plus compliqué.

Exercice 3

Téléchargez ce fichier MP3 et ouvrez-le avec Sublime Text. Que pouvez-vous comprendre ? Essayez l'encodage hexadécimal et UTF-8.

Faites de petites modifications sur le fichier, et écoutez le fichier pour voir s'il y a une différence.

Représenter une image numérique

On peut aussi représenter une image en binaire (ou un hexadécimal, c'est pareil).

Exercice 4

Qu'est-ce qu'on représente dans une image ? Peut-on tout représenter ? Quelles sont les limites ? Ces deux images peuvent vous inspirer : world-1.jpg et world-2.svg.

Exercice 5

Téléchargez une image et ouvrez-la avec Sublime Text 3. Faites différentes modifications pour voir l'effet qu'elles ont sur l'image : changer des valeurs, supprimer des valeurs, couper un partie et la coller dans une autre position.


Si vous n'arrivez pas à afficher le contenu du fichier, changez l'extension en .hex avant de l'ouvrir avec Sublime Text. Si vous ne pouvez pas modifier l'extension (sur Windows) :

  1. sur l'explorateur de fichier, cliquez sur Fichiers > Options > Affichage
  2. décochez la case Masquer les extensions de fichiers...

Exercice 6

Faites un petite image de 8×8 pixels toute simple en format PNG. Vous pouvez utiliser GIMP, ou autre logiciel de traitement d'images. Lisez le fichier avec Sublime Text pour voir ce que vous comprenez.

Faites une image légèrement différente et comparez les deux fichiers avec Diffchecker. Quelles différences trouvez-vous ?


Si c'est la première fois que vous utilisez GIMP, cliquez sur Fenêtres > Mode fenêtre unique pour avoir une seule fenêtre.

Exercice 7

Si vous connaissez un logiciel de dessin vectoriel (Adobe Illustrator, Inkscape), faites une image simple. Sinon, téléchargez ce fichier.

Ouvrez-le et essayez de comprendre ce qui se passe dedans.

Faites des modifications : changer la couleur, la taille, ajouter des éléments, etc.

Vous avez vu deux types d'images : les images matricielles (ou bitmap, ou raster) et les images vectorielles.

Exercice 8

Quelles sont les avantages de chaque type d'image ?

Compression et formats d'image

On a tous intérêt à avoir des images les plus petites possibles : elles prennent moins d'espace dans notre disque dur, et elles passent plus vite sur internet.

Compresser une image consiste à réduire sa taille en préservant le mieux possible sa qualité. Il existe plusieurs façons de compresser une image, chacune a ses avantages et ses inconvénients, et c'est pour ça qu'il existe plusieurs formats d'image.

Exercice 9

Ouvrez une image avec GIMP (ou autre) et exportez-la dans les formats suivants : GIF, JPEG, PNG et PPM. Utilisez les paramètres par défaut.

Comparez la qualité des fichiers visuellement et leur taille. Y a-t-il une correspondance ? Est-ce pareil pour toutes les images ?

Exercice 10

Choisissez un format d'image parmi JPEG, PNG, TIFF et GIF. Avec une taille fixe de 640×480 pixels, trouvez deux images qui minimisent et maximisent l'espace mémoire.