Faire le Jacques

Comment les images sont-elles capturées ? Comme notre oeil, un scanneur ou une caméra numérique capture les images en les découpant en une succession de points. Dans notre oeil, les capteurs de la vision centrale précise, les cônes, sont répartis sur une petite surface de quelques millimètres carrés, la macula, au centre de la rétine. On voit que c'est plus proche de la caméro numérique que du scanneur à plat. D'après ce qu'on a dit du fonctionnement d'un scanneur à plat, pour avoir un capteur qui prenne l'image dans son intégralité il faudrait envisager une surface de capture de format A4 sans défaut. Il n'est pas raisonnable d'imaginer que cela puisse être bon marché donc réaliste. La capture de l'image est donc réalisée à l'aide d'une série de capteurs (il peut s'agir de CCD ou de diodes) disposés en ligne sur une barrette. Il faut donc balayer la surface de l'image en déplaçant la barrette ou, dans les scanneur à défilement ou les scanneur de diapositives, en déplaçant l'image (le document). Au passage notons que "scan" signifie balayage en anglais.

Pour le cas des images monochromes (en noir et blanc ou en nuances de gris) il suffit d'éclairer l'image et d'effectuer une lecture de la valeur de l'intensité lumineuse réfléchie par chaque point. Pour les images en couleurs, on éclaire chaque ligne de points successivement à l'aide des trois couleurs de base Rouge-Vert-Bleu (RVB) et il faut donc trois lectures d'intensité par point. Une autre possibilité réside dans l'utilisation d'une barrette "couleur" composée de capteurs qui combinent les trois couleurs de base pour la lecture d'un seul point.

Le cas des caméras et appareils photos numériques est plus simple. Ces dispositifs se comportent exactement comme l'œil. Cette fois, le capteur est formé d'une surface sensible comparable à celle des capteurs de scanneur, mais dont les éléments sont disposés selon une géométrie à 2 dimensions comme dans la rétine. À l'heure où j'écris ces lignes, ces capteurs comportent un grand nombre d'éléments sensibles (2,3 millions à la mi-1999, jusqu'à plus de 20 millions en 2010) contre 6 à 7 millions de cellules visuelles rien que dans la zone centrale de la rétine. Toutefois, on peut noter que l'information fournie par les cellules visuelles est combinée pour être transmise par seulement environ un demi million de fibres nerveuses dans le nerf optique. On voit donc que la technique semble aujourd'hui suffisante pour fournir des images confortables.

Les capteurs sont des "transducteurs", ce qui signifie qu'ils convertissent (ou traduisent) une grandeur physique, ici la lumière, en une autre, le courant électrique. Les valeurs données par les capteurs sont numérisées par un Convertisseur Analogique - Numérique (CAN) et lues par un programme interne au scanneur ou à la caméra. Elles sont stockées dans une mémoire temporaire (mémoire tampon) avant d'être expédiées dès que possible vers l'ordinateur par le même programme interne sous la supervision du pilote de scanneur de l'ordinateur ou du programme de transfert pour les appareils photo. Un scanneur n'est donc pas qu'une simple mécanique passive, c'est un petit robot qui joue le rôle d'un oeil pour votre ordinateur. La relative complexité du mécanisme de capture explique que le temps nécessaire à la lecture d'une image par un scanneur, en fait le temps de balayage de l'image par la barrette, ne soit pas négligeable. L'autre facteur déterminant la durée globale de la capture est la vitesse du transfert entre la mémoire du scanneur et l'ordinateur: en 1998 une liaison de type SCSI, plus performante, était préférable à une liaison parallèle ou pire, série. Aujourd'hui, en 2011, la liaison USB est une solution intéressante, réunissant rapidité et universalité. Mais je gage que ce n'est pas la solution ultime...

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