INSTITUTSUPERIEURDESETUDES TECHNOLOGIQUESDEDJERBA … · 2012. 5. 29. · L’infographie désigne...

INST IT UT SUPERIEUR DES ET UDEST ECHNOLOGIQUES DE DJ ERBA

Département Technologies de l’Information

Introduction à l’infographie

Nassima Ben Younes

Mars 2012

1 Introduction et définitions

2 Objets de l’infographieAnalyse d’imageSynthèse d’image

3 Avantages de l’infographie

4 Système graphiqueintroductionDispositifs graphiques d’entréeDispositifs graphiques de sortieLogiciels graphiques

5 Applications de l’infographie

N. Ben Younes Module : Infographie Mars 2012 2 / 56

IntroductionObjets de l’infographie

Avantages de l’infographieSystème graphique

Applications de l’infographie

Introduction

Infographie

Computer graphics.Apparition en 1974.Rapprochement des mots “informatique” et “graphique”.Les domaines et les applications utilisant ou produisant desgraphiques, dessins, schémas ou images.

DéfinitionUtilisation de l’ordinateur pour générer ou interpréter les images.

Introduction

Infographie

Computer graphics.Apparition en 1974.Rapprochement des mots “informatique” et “graphique”.Les domaines et les applications utilisant ou produisant desgraphiques, dessins, schémas ou images.

DéfinitionUtilisation de l’ordinateur pour générer ou interpréter les images.

Infographie

L’infographie désigne les graphismes crées et gérés parordinateur, dont la gestion se base sur une station graphiquecomposée :

d’éléments matérielsle processeur ou la carte graphique,les outils d’acquisition : scanner , caméscope,..les outils de manipulation : souris, crayon optique,..les outils de stockage : disque dur, CD, DVD,..les outils de restitution : écran, imprimante,..

d’une interface utilisateur qui permet l’interaction entrel’utilisateur et l’ordinateur.

Infographie

Analyse d’imageSynthèse d’image

Objets de l’infographie

1 Analyse d’image (Image Analysis).

2 Synthèse d’image (Image Synthesis).

Analyse d’image

DéfinitionUtilisation de l’ordinateur pour interpréter le monde extérieur au

travers les images.

Traitement d’images (Image Processing) : améliorationd’images, segmentation, détection de contours,. . .Reconnaissance des formes (Pattern Recognition).Vision par ordinateur (Computer Vision).

Analyse d’image

travers les images.

Analyse d’image

travers les images.

Traitement d’images

Segmentation

Traitement d’images

Détection de contours

Reconnaissance des formes

DéfinitionLa reconnaissance des formes consiste à identifier ou classer

des formes ou objets en se basant sur certainescaractéristiques.

DéfinitionLa reconnaissance des formes consiste à identifier ou classer

des formes ou objets en se basant sur certainescaractéristiques.

Champs d’applicationsBureautique,Robotique/Industrie,Médecine,Application militaire,Sécurité,. . .

Synthèse d’image

DéfinitionUtilisation de l’ordinateur pour générer des images à partir du

monde extérieur.

Visualisation des données scientifiques,Calcul et restitution d’image réaliste ou symbolique,Synthèse d’image interactive.

Synthèse d’image

monde extérieur.

Synthèse d’image

monde extérieur.

Synthèse d’image

1 Modélisation : représentation mathématique desobjets de la scène.

2 Gestion du module : ce qui doit être vu et commentcela doit apparaître.

3 Production d’une image : rendue à partir de ladescription du modèle.

Synthèse d’image

1 Modélisation : représentation mathématique desobjets de la scène.

2 Gestion du module : ce qui doit être vu et commentcela doit apparaître.

3 Production d’une image : rendue à partir de ladescription du modèle.

Modélisation

Primitives : points, lignes, polygones 2D et 3D, et surfaces.Attributs : styles, couleurs, textures.Relations de connexités entre les composants du modèle.

RemarqueLes niveaux de complexité de la synthèse d’images :Dépendant des objets et de la scène à synthétiser.

Dessins de lignes 2D (graphiques, diagrammes)

RemarqueLes programmes de dessins nécessitent des algorithmes

efficaces pour afficher des lignes, cercles, textes, etc.N. Ben Younes Module : Infographie Mars 2012 14 / 56

Images 2D couleurs

RemarqueLes programmes de dessins (paint) nécessitent des

algorithmes de remplissage.

Dessins de lignes 3D

RemarqueLes programmes de dessins de lignes 3D nécessitent des

algorithmes efficaces de projection 3D-2D.

Images 3D couleurs

RemarqueLes programmes de dessins des images 3D couleursnécessitent des algorithmes pour éliminer les surfaces

cachées, pour dessiner les couleurs, les ombrages et pourtexturer.

Images photos réalistes

RemarqueLes programmes de dessin des images photos réalistesnécessitent des modèles et programmes qui prennent en

compte les propriétés des matériaux, la lumière, les réflections,la transparence, les ombres,. . .

Avantages

Clarté de l’information présentée sous forme graphique.Interprétation plus rapide de ce type d’information.La possibilité de l’animation et de la simulation deprocessus réels en utilisant l’image.Représentation d’un univers imaginaire en lui donnanttoutes les apparences du réel (jeux).Efficacité de l’utilisation du canal visuel pour communiquerdes idées complexes.

Avantages

RemarqueActuellement les images prennent une importance croissante

de jour en jour dans notre vie, en commençant par lesjournaux, la publicité, l’Internet, la télévision, etc. C’est l’époque

de la communication par Image.

ExempleLe dialogue homme machine utilise fréquemment des icônes :

plus perçues que les mots clés,non limités par les barrières linguistiques.

introductionDispositifs graphiques d’entréeDispositifs graphiques de sortieLogiciels graphiques

Système graphique

DéfinitionUn système graphique est un ensemble de composantes

matérielles et logicielles permettant de produire des dessins etdes images par ordinateur.

FonctionnalitésL’entrée de l’information graphique.Le traitement l’information graphique.La sortie de l’information graphique.

Modules des systèmes graphiques

Le module d’entrée : il est responsable de l’entrée des dessinset comprend normalement des dispositifs d’entrée.Le module géométrique : il est formé essentiellement de logicielet son rôle est de créer et de manipuler des objets graphiques.Le module d’affichage : il est responsable de la sortie desdessins et comprend les matériels de sortie.Le module d’application : il est orienté vers l’usager et diffèreévidemment suivant le type d’application et se présentegénéralement comme un programme interactif.

Fonctions principalesL’entrée des objets graphiques.La désignation de ces objets.

ExemplesLes locateurs.Les instruments de désignation.Les claviers.Les scanners.Les caméras numériques.

Fonction principale des locateursIls permettent d’entrer une position ou une suite de positions.

Principaux locateursLa souris : souris à 1 ou 2 ou 3 boutons, souris sans fil,souris optique.Le “trackball” : formée d’une balle que l’on peut fairetourner dans toutes les directions avec la paume de lamain pour indiquer les déplacements que l’on souhaite.Le “joystick” : sorte de tige que l’on peut aussi mouvoirdans toutes les directions pour indiquer un déplacement.La tablette graphique : surface rectangulaireaccompagnée d’un crayon qui permet de donner àl’ordinateur la position de ce crayon sur la tablette.

Les instruments de désignationIls permettent de pointer sur un objet.

Dispositif principaleLe photostyle : une sorte de crayon qui détecte lalumière. Ainsi en le déplaçant sur la surface d’un écran, onpeut pointer des objets dessinés à l’écran et un signal estenvoyé à l’ordinateur, ce qui permet de recueillir lescoordonnées de l’objet pointé.

ClaviersIls permettent d’entrer des objets en tapant des commandes.

Scanners ou numériseursIls permettent de balayer la surface d’un document point parpoint, en convertissant les données en données numériquesexploitables par l’ordinateur, grâce aux systèmes optiques descapteurs sensibles à la lumière qu’ils contiennent.

Caméras numériquesIls permettent d’entrer des images du monde réels.

FonctionProduction d’un document graphique sur un support physique.

Principaux dispositifs

Écran de visualisation (Display),Imprimante graphique (Graphic Printer),Traceur (plotter).

Écran graphique

Élément de base de tout système graphique interactif.Présentation de l’image à l’utilisateur.

Composants d’un écran graphique

Dispositif d’affichage.Mémoire de rafraîchissement et contrôleur correspondant.Processeur de traçage.

Écran graphique

Dispositifs d’affichage

Tubes cathodiques CRT (Cathode Ray Tube). Il s’agit d’untube à vide dans lequel un canon émet un faisceau d’électrons àhaute vitesse,dispositif de concentration permet d’assurer la convergence dufaisceau,un dispositif de déviation permet de commander la positiond’impact sur l’écran (fait de matériaux luminescents et fonctionneselon le principe photoélectrique).

Caractéristiques d’un écranLa dimension (size) : se mesure sur la diagonale de sa surfaced’affichage et s’exprime en pouce.La résolution (Resolution) : c’est le nombre maximum de pixelsqui peuvent être affichés, elle est exprimée en “nbh×nbv”.Le nombre de couleurs disponibles.La fréquence de rafraîchissement (Refresh rate) : c’est lacadence à laquelle l’image est réaffichée à l’écran, elle estsupérieure à 50 Hz.

RemarquePixel (Picture element) : c’est la plus petite surface excitable par lefaisceau d’électrons.

Les écrans

Catégories des écrans

Écrans graphiquesÉcran graphique vectoriel (Vector Display).Écran graphique matriciel (Raster Display).

Écrans LCD (Liquid Crystal Display).Écrans à plasma (PDP, Plasma Display Panel).

Les écrans

Catégories des écrans

Écrans graphiquesÉcran graphique vectoriel (Vector Display).Écran graphique matriciel (Raster Display).

Écrans LCD (Liquid Crystal Display).Écrans à plasma (PDP, Plasma Display Panel).

Écran graphique vectoriel

Balayage cavalier de l’écran.Placement du faisceau en toute position de l’écran.Asservissement en x et y du faisceau.Traçage des segments de droite avec leur primitivede plus bas niveau.

Avantages

Haute résolution.Les lignes sont droites.Contraste important.Effacement sélectif.Animation.

InconvénientsCoût élevéDifficile d’effectuer des rendus (3D→ 2D).Couleur difficile à obtenir.Pas de remplissage.Technologie des années 60.

Avantages

Écran graphique matriciel

Balayage récurrent de l’écran (similaire à la TV).Stockage de l’image dans une mémoire.Système bitmap (N/B), gray scale map (niveaux degris), pixmap (couleurs).

Avantages

Coût peu élevé.Vraie couleur.Bon contraste.Remplissage de zones de l’écran.Animation.

InconvénientsCoût mémoire important : 1000×1000×256 NG→ 1 MoMauvaise qualité de tracé des lignes droites.

Avantages

RemarqueLes écrans matriciels sont devenus dominants.

Écran LCD

Un écran LCD est basé sur un contrôle de l’opacité descristaux plutôt que sur l’intensité d’un faisceau d’électrons.

PrincipeUn champs électrique, appliqué entre les couches conductricesen chaque élément (pixel) de la matrice, contrôle l’opacité ducristal localement.

Matrice passive : un pixel passif est adressé enappliquant un voltage sur les lignes et colonnescorrespondantes.Matrice active : chaque élément de la couche conductriceest un transistor (TFT : Thin Film Transistor).

Écran LCD

Avantages

É crans plats.Consommation électrique faible.Remplissage de zones de l’écran.Animation.

InconvénientsCoût élevé.Angle de vue : déformer l’image.Temps de réponse élevé.

Écran plasma

La technologie plasma est basée sur une émission de lumièregrâce à l’excitation d’un gaz.

PrincipeLe gaz utilisé dans les écrans plasma est un mélange d’argon(90%) et de xénon (10%). Excité par le courant électrique, legaz contenu dans les cellules de l’écran (les pixels) produit unrayonnement lumineux qui est ensuite converti pour permettred’obtenir 16 millions de couleurs.

Écran plasma

Avantages

Restitution des couleurs de manière plus naturelle(meilleur dégradé).Élimination des “pixels morts”.Meilleurs angles de vue.Animation.Consommation électrique faible.

InconvénientsEffet miroir : réflexion des sources de lumière extérieure.Sensibilité aux images rémanentes ou l’effet de “brûlure”.Coût élevé.

Les imprimantes et les traceurs

Les imprimantesImprimante à jet d’encre : couleur ou noir et blanc.Imprimante laser : couleur ou noir et blanc

les traceursTraceurs à plumes : couleur ou noir et blanc.Traceurs à jet d’encre : couleur ou noir et blanc.

Les logiciels graphique

Différentes formesEnsemble de sous programmes pouvant être appelésdepuis un langage de programmation comme C tel queOPEN-GL et OPEN-INVENTOR.

Extension de langages généraux : Pascal, C, Eiffel,Smaltalk.

Systèmes interactifs : regroupent tous les programmesd’application.

Retouche d’image et création 2D en mode point :1 Photo Shop

2 Paint (Windows)

3 Photo impact

4 Paint Shop Pro

Dessins vectorisés :1 Illustrator

2 CorelDraw

Les logiciels graphique

Outils pour internet :1 MicroSoft Gif Animator.2 Image Ready.

Création et animation d’image de synthèse 3D :1 3D Studio Max.2 Cool 3D.

Montage vidéo virtuel :1 Windows Movie maker.2 Adobe première.3 Vidéo studio.

Affichage d’information

Visualisation scientifique Imagerie médicale

Affichage d’information

Données statistiques

Traitement d’image

Segmentation.

Détection de contours.

Reconnaissance deformes.

(CAO et DAO)

Conception Assistée parOrdinateur : Simulation del’application pour garantir laréussite du traitement.Dessin Assisté parOrdinateur : Conception desoutillages en fonction de laspécificité de la pièce.Architecture.Conception.VLSI (Very large scaleintegration ).

Cartographie

Planification urbaine.S.I.G.

Simulations

Jeux.Films.Dessins animés.Simulateur de vol, deconduite.

Autres

Applications pédagogiques.Applications biomédicales.Interfaces graphiques.Web.. . .

Merci de votre attention.

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