Graphiques raster: Comprendre les fondements des graphiques raster en vision par ordinateur

Par Fouad Sabry

Qu'est-ce que les graphiques raster

En infographie et en photographie numérique, un graphique raster représente une image bidimensionnelle sous la forme d'une matrice rectangulaire ou d'une grille de pixels, visible via un ordinateur. affichage, papier ou autre support d’affichage. Un raster est techniquement caractérisé par la largeur et la hauteur de l'image en pixels et par le nombre de bits par pixel. Les images raster sont stockées dans des fichiers image dans différents formats de diffusion, de production, de génération et d'acquisition.

Comment vous en bénéficierez

(I) Insights, et validations sur les sujets suivants :

Chapitre 1 : Graphiques raster

Chapitre 2 : Pixel

Chapitre 3 : Modèle de couleur RVB

Chapitre 4 : Graphiques vectoriels

Chapitre 5 : Matrice de points

Chapitre 6 : Rastérisation

Chapitre 7 : Framebuffer

Chapitre 8 : Truevision TGA

Chapitre 9 : Points par pouce

Chapitre 10 : Profondeur de couleur

(II) Répondre aux principales questions du public sur les graphiques raster.

>(III) Exemples concrets d'utilisation de graphiques raster dans de nombreux domaines.

À qui s'adresse ce livre

Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, les passionnés, les amateurs et ceux qui souhaitent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de graphiques raster.

 

• Langue: Français
• Éditeur: Un Milliard De Personnes Informées [French]
• Date de sortie: 14 mai 2024

Aperçu du livre

Graphiques matriciels

Comprendre les fondements des graphiques matriciels en vision par ordinateur

Fouad Sabry est l'ancien responsable régional du développement commercial pour les applications chez Hewlett Packard pour l'Europe du Sud, le Moyen-Orient et l'Afrique. Fouad est titulaire d'un baccalauréat ès sciences des systèmes informatiques et du contrôle automatique, d'une double maîtrise, d'une maîtrise en administration des affaires et d'une maîtrise en gestion des technologies de l'information de l'Université de Melbourne en Australie. Fouad a plus de 25 ans d'expérience dans les technologies de l'information et de la communication, travaillant dans des entreprises locales, régionales et internationales, telles que Vodafone et des machines commerciales internationales. Actuellement, Fouad est un entrepreneur, auteur, futuriste, axé sur les technologies émergentes et les solutions industrielles, et fondateur de l'initiative One billion knowledge.

Un milliard de connaissances

Graphiques matriciels

Comprendre les fondements des graphiques matriciels en vision par ordinateur

Fouad Sabry

Copyright

Graphiques matriciels © 2024 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.

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Couverture conçue par Fouad Sabry.

Bien que toutes les précautions aient été prises dans la préparation de ce livre, les auteurs et les éditeurs n'assument aucune responsabilité pour les erreurs ou omissions, ou pour les dommages résultant de l'utilisation des informations contenues dans ce livre.

Table des matières

Chapitre 1 : Graphiques matriciels

Chapitre 2 : Pixel

Chapitre 3 : Modèle de couleur RVB

Chapitre 4 : Graphiques vectoriels

Chapitre 5 : Matrice de points

Chapitre 6 : Rasterisation

Chapitre 7 : Framebuffer

Chapitre 8 : Truevision TGA

Chapitre 9 : Points par pouce

Chapitre 10 : Profondeur de couleur

Appendice

À propos de l'auteur

Chapitre 1 : Graphiques matriciels

En infographie et en photographie numérique, un graphique matriciel représente une image bidimensionnelle sous la forme d'une matrice rectangulaire ou d'une grille de pixels carrés qui peut être visualisée sur un écran d'ordinateur, du papier ou un autre support d'affichage. Techniquement, un raster est défini par la largeur et la hauteur de l'image en pixels et le nombre de bits par pixel. Les images matricielles sont stockées dans des fichiers image dont les formats de distribution, de création, de génération et d'acquisition varient.

Dans les industries de l'impression et du prépresse, les images matricielles sont appelées contones (à partir de tons continus). Dans les systèmes numériques, cependant, le dessin au trait est généralement implémenté sous forme de graphiques vectoriels.

De nombreuses manipulations matricielles sont transférées directement sur les formalismes mathématiques de l'algèbre linéaire, où la structure des matrices mathématiques est d'une importance majeure.

Le terme « raster » vient du latin rastrum (un râteau), qui est dérivé du verbe radere (balayer) (gratter). Il dérive du balayage matriciel des moniteurs de télévision à tube cathodique (CRT), qui peignent l'image une ligne à la fois en guidant magnétiquement ou électrostatiquement un faisceau d'électrons focalisé. Il peut également être utilisé pour faire référence à une grille rectangulaire de pixels. Actuellement, le terme rastrum fait référence à un outil permettant de créer des lignes de portée musicales.

La tessellation d'un plan en un réseau bidimensionnel de carrés, chacun appelé cellule ou pixel, est l'approche fondamentale qui sous-tend le modèle de données matricielles (de « élément d'image »). En photographie numérique, le plan est le champ visuel projeté sur le capteur d'image ; dans l'art informatique, c'est une toile virtuelle ; et dans les systèmes d'information géographique, c'est une projection de la surface de la Terre. La résolution ou le support, la taille de chaque pixel carré, reste cohérent sur toute la grille. Une méthode de maillage peut fournir des données matricielles ou basées sur un quadrillage.

Pour chaque pixel, une seule valeur numérique est ensuite enregistrée. Cette valeur est une couleur visible pour la majorité des photos, mais d'autres mesures sont possibles, y compris des codes numériques pour les catégories qualitatives. Chaque grille raster a un format de pixel unique, qui spécifie le type de données de chaque entier. Les formats de pixels courants incluent binaire, niveaux de gris, palette et couleur, où la profondeur de couleur contrôle la précision des couleurs affichées et l'espace colorimétrique détermine la plage de couverture des couleurs (qui est souvent inférieure à la gamme complète de la vision des couleurs humaine). La majorité des formats matriciels de couleur contemporains expriment la couleur avec 24 bits (près de 16 millions de couleurs différentes) et 8 bits (0 à 255) par canal de couleur (rouge, vert et bleu). Les capteurs numériques utilisés en télédétection et en astronomie sont souvent capables de détecter et de stocker des longueurs d'onde au-delà du spectre visible ; le grand capteur CCD bitmap de l'observatoire Vera C. Rubin capture 3,2 gigapixels en une seule image (6,4 Go bruts) sur six canaux de couleur qui dépassent la gamme spectrale de la vision des couleurs humaine.

La majorité des images informatiques sont enregistrées dans des formats graphiques matriciels ou leurs variantes compressées, telles que GIF, JPEG et PNG, qui sont largement utilisées sur Internet. Un format de données raster est construit sur une tessellation (souvent rectangulaire, basée sur des carrés) du plan 2D en cellules avec une seule valeur chacune. Le tableau bidimensionnel doit être sérialisé pour stocker les données dans un fichier. Dans un format de ligne principale, les cellules le long de la première ligne (généralement supérieure) sont répertoriées de gauche à droite, suivies immédiatement de celles de la deuxième ligne, et ainsi de suite.

Dans l'illustration de droite, les cellules de tessellation A sont superposées au motif de points B, ce qui donne un tableau C de quadrants reflétant le nombre de points dans chaque cellule. À des fins de visualisation, une table de correspondance a été utilisée pour colorier chaque cellule de l'image D. Les nombres sont présentés sous la forme d'un tableau de ligne principale en série :

1 3 0 0 1 12 8 0 1 4 3 3 0 2 0 2 1 7 4 1 5 4 2 2 0 3 1 2 2 2 2 3 0 5 1 9 3 3 3 4 5 0 8 0 2 4 3 2 8 4 3 2 2 7 2 3 2 10 1 5 2 1 3 7

Pour reconstruire la grille bidimensionnelle, le fichier doit inclure une section d'en-tête qui spécifie au moins le nombre de colonnes et le type de données en pixels (avec le nombre de bits ou d'octets par valeur) afin que le lecteur sache où s'arrête chaque valeur et où commencer à lire la suivante. Le nombre de lignes, les paramètres de géoréférencement des données géographiques et d'autres éléments de métadonnées, tels que ceux fournis par la norme Exif, peuvent également être inclus dans les en-têtes.

Les grilles matricielles à haute résolution comprennent un grand nombre de pixels et nécessitent donc une grande quantité de mémoire. Cela a donné lieu à de nombreuses techniques pour compresser de gros volumes de données dans des fichiers plus petits. L'approche la plus courante consiste à rechercher des modèles ou des tendances dans les valeurs de pixel, puis à enregistrer une version paramétrée du modèle à la place des données d'origine. L'encodage de longueur d'exécution (RLE), JPEG, LZ (la base du PNG et du ZIP), Lempel-Ziv-Welch (LZW) (la