FORMATS GRAPHIQUES - BITS - OCCUPATION DISQUE

Une petite note par lerautal

1. INTENTIONS

Le jour où l'on décide de pointer un appareil photo numérique sur le ciel nocturne... on se condamne - pratiquement - à fréquenter un ordinateur.
Ce qui suit va essayer de faire ressentir certaines réalités pour lesquelles on n'a pas forcément les repères nécessaires.

2. QUATRE FORMATS : JPEG, PNG, FITS, RAW

Et surtout pourquoi celui-ci et pas celui-là ?
Et quelles seront les conséquences de mes choix.
D'abord un tableau simple.

Nom du format et terminaison du nom de fichier Commentaires
RAW (NEF, CR2...) Format spécifique à la marque de l'appareil. Donne des fichiers de l'ordre de 10 à 20 mégaoctets. L'information est codée sur 12 ou 14 bits.
JPEG (JPG) Format compressé sur 8 bits. Du fait de la compression on gagne en occupation disque, mais on perd en qualité.
Défini par des photographes. Taille de quelques kilo-octets à beaucoup plus selon la taille de l'image et le taux de compression.
PNG (PNG) Format libre (pouvant être) non compressé. Il ne peut être revendiqué par aucun groupe commercial. Plus gros que le JPEG équivalent, mais pas de perte de qualité.
FITS (FIT) Format ouvert dont on peut définir la précision des détails (8 bits, 16 bits, 32 bits....).
Utilisé en sciences "dures".

3. DES IMAGES, UNE IMAGE ET DES CHIFFRES


Prenons cette image d'Alcyone en différents formats :

Image Occupation disque, codage sur (bits), remarques diverses.
en jpeg 8 bits
 En JPEG peu compressé.
Occupe 55 kilo octets en meilleure qualité. Codage sur 8 bits.
plus compressé
 En JPEG largement compressé.
Occupe 8 kilo octets. Compression de 50 %. Codage sur 8 bits.
png 16
 En PNG 16 bits non compressé.
Occupe 280 kilo octets. Codage sur 16 bits.
png 8
 En PNG 8 bits Non compressé.
 54 kilo octets. Codage sur 8 bits.

Original en FITS
non affichable sur le net.		 Non compressé.
276 kilo octets. Codage sur 16 bits.

Remarques :

FITS est un format "de travail".
PNG non compressé donne des images de qualité (surtout en 16 bits).
JPEG est un format permettant d'envoyer, via internet, des photos de qualité conventionnelle.
Les fichiers sont moins gros mais la qualité est moins bonne qu'avec PNG.

La manip' est "intègre" : je suis parti du FITS pour générer  les fichiers JPEG. Pour le PNG, j'ai dû passer par le TIFF 16 bits (SIRIL ne produit pas de PNG en direct).

4. NOMBRE DE BITS ET INFORMATION

Le JPEG est codé sur 8 bits par couleur (256 valeurs possibles pour chacune).
Certaines caméras (type webcams un peu améliorée) codent sur 10 bits (1024 valeurs) mais parfois sur une seule couleur.
Les APN réflexes ou hybrides codent sur 12 bits (4096 valeurs) ou 14 bits pour les meilleurs (16384 valeurs). Le format FITS standard du logiciel SIRIL code sur 16 bits (65536 valeurs).

L'image suivante a pour intention de rendre "visible" la richesse d'information selon le nombre de bits du codage. Plus le carré est grand, plus l'information détenue pour chaque pixel est détaillée.

8 bits...

5. LA DEVANTURE DU COMMERÇANT

Comment faire ressentir la dégradation de l'information quand on passe, par exemple, des 14 bits du capteur aux 8 bits du JPEG ?

J'ai imaginé une comparaison.
Monsieur (et Madame) Alcor proposent des marchandises à la vente.
Le catalogue contient 16384 références différentes.
Mais leur vitrine n'est pas assez grande pour tout présenter : elle ne permet de montrer que 256 objets différents.
Il sont obligés de se livrer à un échantillonnage...
Visuellement, cela peut se représenter ainsi :

8bits_14bits.svg

6. ORDRE DE PRIORITÉ DES TRAITEMENTS