Depuis l’avènement d’Internet, des appareils photo numériques et du tout au numérique d’une manière générale, cette question revient souvent lorsqu’on doit me transmettre des photos dans le cadre d’une collaboration. J’ai donc pensé utile d’écrire un article à l’attention de tous pour expliquer les notions de résolution et les nécessités liées à l’impression de fichiers bitmap.

N’hésitez pas à me soumettre vos commentaires ou vos questions, j’espère que cette lecture vous sera profitable.

Merci à Cécile, ma compagne, pour ses suggestions et relectures.

Concepts abordés :
  1. Introduction à la représentation visuelle en numérique
  2. Concept d’image bitmap (image matricielle)
  3. Précisions sur la terminologie de définition d’une image (haute définition, basse définition)
  4. Notion de résolution d’image (points par pouce, DPI )
  5. Notion de linéature de trame (lignes par pouce, LPI )
  6. Rapport entre définition, résolution et linéature de trame
  7. Exemples et réponses aux questions fréquentes

1. Introduction à la représentation visuelle en numérique

Le numérique comprend deux grands modes de représentation visuelle : le vectoriel (dit aussi courbes de Bézier) et le matriciel (ou Bitmap en anglais). Si pour le vectoriel il y a rarement confusion car rarement manipulé consciemment par le grand public, il en va tout autrement pour le bitmap lorsqu’on l’associe à des traitements comme l’impression professionnelle. Depuis l’avènement de l’Internet, des e-mails et des appareils photo numériques, l’emploi du bitmap a explosé. Auparavant réservé aux seuls professionnels, il est maintenant utilisé par tout qui possède un APN et un ordinateur…

Le vectoriel lui aussi est partout. L’usage le plus fréquent du vectoriel est tout simplement l’emploi de polices de caractères à taille variable (soit la quasi totalité des polices utilisées sur l’ordinateur de monsieur-tout-le-monde aujourd’hui).

À l’origine du vectoriel, un ingénieur de la Régie Renault qui, dans les années soixante, conçut un procédé numérique de conception et de fabrication de pièces automobiles : monsieur Pierre Bézier. Depuis, ce procédé de définition de courbes complexes par formules mathématiques, produisant des fichiers beaucoup plus légers que le bitmap pour les dessins au trait et les polices de caractères, s’est généralisé dans le monde des Personal Computers. Pour en savoir plus, un excellent panorama de la révolution numérique.

2. Concept d’image bitmap (image matricielle)

Le bitmap ou image matricielle est est beaucoup plus simple à appréhender. Il s’agit d’une image composée d’un ensemble de points (ou pixels) mis côte à côte à la manière d’une trame ou d’une tapisserie faite de points de couleur.

Ces pixels n’ont a priori pas de dimension réelle définie ni d’espaces entre eux, ils sont disposés l’un après l’autre sur une grande grille dans un espace numérique sans taille définie. Nous verrons plus loin ce que cela implique dans le paragraphe sur la résolution mais il est important de bien comprendre cette notion : le pixel, tout comme le point au sens mathématique du terme, n’a pas de dimensions. Seulement une position dans la grille et une couleur unique.

Exemple de fichier bitmap

Selon la précision du codage de chaque pixel, les couleurs disponibles seront plus ou moins variées (on parle habituellement de noir et blanc, de valeurs de gris, de 256 couleurs indexées ou de 16 millions de couleurs, pour les plus classiques).

Si le vectoriel convient parfaitement pour des images au trait ou aux contours nets comme les lettres d’une police de caractère, un graphique, un logotype, etc ; le bitmap lui est surtout adapté à des images plus nuancées, avec des couleurs qui se fondent, des contours plus flous, etc, comme la photographie, un dessin au lavis ou l’imagerie médicale. Comme le bitmap est plus généraliste que le vectoriel : on peut tout reproduire en bitmap, contrairement au vectoriel.

Pour une définition plus technique ou un historique des formats de fichier, je vous renvoie à image matricielle sur Wikipedia.

3. Précisions sur la terminologie de définition d’une image (haute définition, basse définition)

Nous avons vu qu’une image bitmap est composée de pixels, de petits points. La quantité de pixels que peut contenir un bitmap n’est pas limitée, un bitmap peut être constitué d’un seul ou de millions de pixels. Plus il y a de pixels, mieux c’est d’une manière générale en terme de qualité puisqu’il y aura plus de détails, de nuances. Mais plus lourd aussi sera le fichier puisque chaque pixel est défini par une quantité fixe de données (sa position dans la grille et sa couleur).

Reprenons l’exemple de la tapisserie : il ne sera pas possible de reproduire une scène de chasse très fouillée sur une petite tapisserie avec quelques centaines de points alors que ce sera possible sur une tapisserie de quelques mètres carré. La taille des fils de soie n’a pas changé mais bien leur nombre. En augmentant le nombre de fils de soie, on augmente la définition de la tapisserie.

Pour les fichiers bitmap, c’est le même principe. Si on a beaucoup de pixels, on parlera alors de « haute définition » et si on a peu de pixels, on parlera de « basse définition ». La définition est donc déterminée par la quantité de pixels contenus dans ce type d’image.

Exemple de définition d'un bitmap

4. Notion de résolution d’image (points par pouce, DPI)

Comme nous l’avons déjà vu, un bitmap n’a pas de taille identifiable puisque les pixels n’ont pas de taille déterminée, ils ne sont qu’un nuage de points sans écart entre eux, au sens mathématique ou conceptuel. Il faut donc, pour pouvoir imprimer un bitmap, lui donner une taille précise. Sans quoi, l’imprimante ne saurait pas comment traiter ces données.

Comment donner une taille à quelque chose qui n’en a aucune ? Tout simplement en utilisant une taille de référence – en l’occurrencev: le pouce (inch = 2,54 cm) – et en utilisant la seule donnée tangible concernant un bitmap : une quantité de pixels. Ce qui nous donne un rapport exprimé sous la forme de pixels par pouce (ou dots per inch en anglais, DPI). C’est ce qu’on nomme la résolution d’une image bitmap.

Nous avons donc d’une part une ligne d’un pouce (2,54 cm) dans laquelle on peut mettre autant de pixels qu’on veut et, d’autre part, un bitmap d’une définition déterminée (constitué d’une quantité de pixels spécifique en largeur et en hauteur).
Si nous prenons un bitmap de 10 x 10 pixels et que nous déterminons une résolution de 10 pixels par pouce (10 DPI), en imprimant cette image, nous obtiendrons un carré de 1 x 1 pouce. Par contre, si nous déterminons une résolution de 1 pixel par pouce (1 DPI), nous imprimerons un carré de 10 pouces sur 10.
Si nous prenons un bitmap de 10 x 20 pixels et que nous déterminons une résolution de 10 pixels par pouce (10 DPI), en imprimant cette image, nous obtiendrons un rectangle de 1 x 2 pouces. Par contre, si nous déterminons une résolution de 1 pixel par pouce (1 DPI), nous imprimerons un rectangle de 10 pouces sur 20. Et cætera.

Remarque : pour la démonstration, j’ai dissocié la définition de la résolution comme s’il s’agissait de deux entités séparées mais il est évident qu’un fichier bitmap contient toujours une donnée de résolution.

Le cas particulier de l’affichage à l’écran

L’écran lui-même est une trame de points (les luminophores, si vous regardez votre écran à la loupe vous les verrez). Ces points peuvent varier en taille ou en ratio selon la qualité, la dimension et le type d’écran (17″, 24″, LCD, Plasma, LED, etc). Pour des explications très complètes et très techniques, rendez-vous ici : définition d’écran. Préparez l’aspirine…

Lorsqu’on affiche un bitmap en 100% à l’écran, on affiche un pixel du bitmap pour un point (luminophore) de l’écran. Dans ce cas particulier, la résolution n’entre pas en ligne de compte et pour cause : nous n’avons pas besoin de définir une taille pour les pixels par le biais de la résolution puisque l’écran est constitué de points d’une taille physiquement identifiable.

La relation du bitmap à l’écran est donc de « un pixel pour un point » en principe. Mais c’est sans compter avec la capacité des écrans et des cartes graphiques modernes à être multi-définitions. Il faudrait donc plutôt dire que la relation est de « un sur un avec une définition d’écran déterminée » et pas uniquement l’écran lui-même.

Par exemple, il est possible de paramétrer un écran 27″ dernier cri sur une définition de 960×600 pixels. Un bitmap de 900×550 pixels affiché en 100% (un sur un) remplira donc la quasi-totalité de l’écran. Le même écran paramétré sur 2560×1600 pixels affichera alors cette image sur une petite zone représentant moins d’un quart de la surface.
C’est pourquoi les images d’un site web apparaissent parfois plus petites ou plus grandes selon l’écran sur lequel on les affiche car elles sont généralement affichées à 100% (un pixel pour un point de l’écran).

Exemple de définitions d'écrans

Remarque : un écran a généralement une définition idéale qui correspond théoriquement à son nombre de points ou luminophores (les autres définitions sont habituellement de moins bonne qualité visuelle car interpolées).

5. Notion de linéature de trame (lignes par pouce, LPI)

Comme expliqué plus haut, le pixel n’a pas de dimension en soi. Il est donc nécessaire pour imprimer une image matricielle de déterminer sa résolution d’impression. Comme nous l’avons vu, plus la résolution est haute, plus l’image imprimée sera précise et détaillée, mais plus elle sera petite en taille d’impression : un bitmap de 500 par 500 pixels imprimé à une résolution de 100 pixels par centimètre (254 pixels par pouce) fera 5 cm sur 5 cm, contre 10 sur 10 cm à une résolution de 50 pixels par centimètre (127 pixels par pouce).

En soi, la notion de résolution ne dit pas grand chose si on a pas de point de référence. À quoi correspondent 100, 200 ou 300 DPI ? De quoi a-t-on besoin pour obtenir un imprimé de bonne qualité sur tel ou tel procédé d’impression ? Sans critères de référence, on est vite perdu. C’est ici qu’entre en ligne de compte une nouvelle notion : la linéature de trame ou LPI (lines per inch).

Un imprimé standard est aussi une image matricielle, composée de petits points de diamètres variables cette fois, on dit dans ce cas que l’image est tramée ou en similigravure. Selon le procédé d’impression, la qualité du papier, le type d’encre et le taux d’encrage, la résolution de cette trame imprimée varie, avec pour objectif l’obtention d’une qualité d’impression optimale et une trame la moins visible possible à l’œil nu. Cette résolution-là, très spécifique au monde de l’imprimerie, s’exprime généralement en linéature de trame ou lignes par pouce (LPI).

Ces critères techniques étant assez complexes à appréhender, il est toujours préférable de s’informer auprès de son imprimeur pour connaître la linéature de trame idéale selon le l’impression à effectuer. Toutefois, la linéature standard actuelle pour une impression sur papier couché (le papier le plus courant sur presse offset, lui-même le procédé d’imprimerie le plus répandu) est généralement de 150 LPI.

La technologie évoluant tout le temps, les linéatures peuvent atteindre des finesses de plus en plus hautes. Il n’est plus rare aujourd’hui d’imprimer en procédé offset à des linéatures de 175 ou 200, voire plus.

Exemple de linéatures de trame

6. Rapport entre définition, résolution et linéature de trame

Pourquoi parler définition, de résolution, de points par pouce (DPI) et de lignes par pouce (LPI) ou de linéature ? Tout simplement parce qu’il ne s’agit pas des mêmes points ni des mêmes rapports. Un point de trame imprimée ne correspond pas du tout à un pixel. Si c’était le cas, le résultat serait bien trop grossier.

La règle d’or est simple pour définir le rapport entre la résolution du bitmap (DPI) et la linéature de trame (LPI) : on compte habituellement qu’il faut le double des LPI exprimé en DPI. Soit 300 DPI pour une impression offset à 150 LPI, 400 DPI pour 200 LPI, etc, à la taille d’impression finale désirée.

Formules :
définition / résolution (DPI) = longueur en pouces
longueur en pouces x 2,54 = longueur en cm

Un exemple : une photo prise avec un appareil photo numérique de 12 Mégapixels en définition maximale produit un fichier bitmap de 4000 x 3000 pixels. Pour une impression offset à une linéature de 150 LPI, soit 300 DPI, il sera possible d’imprimer l’image à une dimension maximale de 33,87 x 25,4 cm ((4000 pixels / 300 DPI) x 2,54 = 33,86666 cm).
À 100 DPI (suffisant pour une impression sur plotter grand format), on pourra imprimer la même image sans perte de qualité en 101,6 x 76,2 cm. À 10 DPI : 1.016 x 762 cm, etc.
Donc, pour une impression offset à une linéature (LPI) de 200, il nous faudra définir la résolution de notre photo à 400 DPI (200 LPI x 2), nous ne pourrons donc l’imprimer qu’à une taille de 25,4 x 19,05 cm maximum sans perte de qualité.

Le rapport peut aussi fonctionner dans l’autre sens bien entendu. Pour scanner un dessin par exemple : j’ai un dessin qui fait 10 x 10 cm et je veux l’imprimer en 20 x 20 cm à une linéature de 200 LPI (donc 400 DPI de résolution) ; je devrai donc scanner le dessin à 800 DPI à 100% ou 400 DPI à 200%, soit une définition de 3150 x 3150 pixels…

Cela peut sembler compliqué mais avec un peu de pratique on finit par jongler avec ces notions sans trop de peine. Finalement, la seule véritable difficulté pour nous francophones habitués au système métrique, ce sont les calculs en pouces. J’aurais pu faire toutes mes démonstrations en système métrique mais j’aurais triché avec les réalités du métier… J’ai donc préféré illustrer mes propos par des mesures en pouces.

Si vous avez accès au logiciel Adobe Photoshop (ou à The Gimp, Corel PhotoPaint, etc), je vous invite à expérimenter les paramètres de résolution et de définition. Dans Photoshop, on y accède par le menu « Image > Taille de l’image… ». Essayez de changer les critères de taille et de résolution sans cocher la case « ré-échantillonner l’image » puis de changer les critères de définition (au-dessus) avec la case cochée.

Boîte de dialogue Photoshop

7. Exemples et réponses aux questions fréquentes

« Mon imprimante indique qu’elle imprime à 2400 DPI… »

Les points dont il est question dans cette résolution d’imprimante sont en fait les constituants de chaque point de trame de la linéature, un peu à la manière des atomes d’une molécule. Les 2400 DPI représentent la limite supérieure de la finesse de l’imprimante.

« Ma photo en JPEG fait 700 Ko, est-elle en haute définition ?… »

Évaluer la définition d’une image au poids en kilooctets ou Ko d’un JPEG sur le disque dur est un piège classique. Le format de fichier JPEG est un format destructif (qui enlève des informations pour mieux comprimer l’image), très sensible aux niveaux de détails d’une image. Une grande photo très floue et sans détails sera beaucoup plus légère en kilooctets qu’une plus petite avec moult détails et contrastes. Se baser sur le poids d’un JPEG pour évaluer la qualité est donc un leurre. Et encore… je ne parle même pas des taux de compression JPEG qui rendraient cette évaluation empirique encore plus aléatoire.

Et ce qui est vrai pour du JPEG l’est aussi pour du MPEG 1, 2 ou 3 (pour la vidéo et le son). C’est la même famille de compression de fichiers.

Il vaut donc toujours mieux vérifier le nombre de pixels dans les informations sur l’image. C’est la seule donnée fiable. Même si, bien entendu, un fichier de 700 Ko sera toujours meilleur qu’un fichier de 25 Ko…

Exemple JPEG détaillé

Exemple JPEG flou

« Pourquoi ne peut-on pas augmenter la définition de l’image ? »

On le peut, techniquement parlant. Il est possible d’effectuer une opération qui se nomme l’interpolation. C’est-à-dire l’ajout de pixels entre les pixels existants avec une évaluation de leur couleur basée sur la moyenne des couleurs qui les entourent. Avec les logiciels modernes, cette opération permet d’augmenter le nombre de pixels de 10 ou 15% sans grosse perte visible de qualité. Au-delà de 15%, on observe un flou progressif de l’image qui peut la rendre assez vite inutilisable.

Mais attention ! Pour pouvoir monter jusqu’à 15%, il faut partir d’une image qui soit déjà de très belle définition (beaucoup de pixels). Avec une image provenant du web, qui est généralement de faible définition et fortement compressée pour accélérer le téléchargement, les résultats sont souvent déjà médiocres à 5%.

Enfin, la définition des images du web n’est pas le seul frein. La compression JPEG génère aussi des anomalies, des « artefacts ». Ces artefacts apparaissent surtout sur des fonds unis contigus à des changements brusques de couleur (des logotypes par exemples) et rendent assez vite ces images inutilisables en impression papier lorsqu’elles sont de faible définition.

Exemple artefact JPEG

Il est donc possible d’augmenter légèrement la définition d’un bitmap sans perte visible de qualité mais c’est très peu recommandé. Surtout avec des images en provenance d’Internet ou des images de basse définition.

L’inverse par contre fonctionne très bien : il est tout à fait possible (et même souhaitable dans certains cas) de réduire la définition d’une image. La réduction fonctionne beaucoup mieux car il s’agit ici de simplement retirer des pixels qui existent et non d’inventer des pixels qui n’existent pas… [top]

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