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New-York


Définition et Esthètique

Une Image Calculèe ( infographie, image informatique ) est, par définition, une image créée par un système informatique à partir de modèle mathématique. C'est-à-dire que l'outil de création c'est l'ordinateur, mais à l'intérieur de l'ordinateur, on a installé un logiciel graphique; et que ce logiciel est écrit d'après des équations mathématiques. Autrement dit, l'image calculée c'est l'ordinateur qui fait des calculs, qui fait des traitements d'information pour créer des images.

Pour faire de l'Image Calculée, il faut connaitre 3 choses :
1°- Mathématique.
2°- Physique.
3°- Programmation.

L'image calculée est un domaine scientifique, dont le resultat comporte également un aspect artistique.

L'image finale ( le rendu ) est en mosaique formée de pixels.
Pixel (Picture Element) : points élémentaires constituant l'image.


On crée des images calculées en manipulant des informations. Ces informations sont contenues dans les modèles mathématiques. Ainsi le rendu esthètique d'une image calculée dépend de la complexité du modèle mathématique utilisé. Au-dela des modèles mathématiques compliqués, la recherche du réalisme et de la beauté dans les images calculées font appel au "sens artistique" et au jugement subjectif.

La beauté de l'image calculée provient donc de deux facteurs :
  • Le modèle mathématique.
  • L'imagination créative.

      • Critères de qualités de l'image calculée :
    1. La définition :
      • C'est le nombre de lignes par le nombre de colonnes.
      • Plus la densite est grande, plus la qualité est meilleur.
    2. Les couleurs :
      • La texture et la coloration dépendent du nombre de couleurs affichables simultanement.
      • Par exemple, pour faire un dégrade lineaire entre 2 couleurs, il faut avoir plus de 16 millions de teintes.
    3. Le logiciel :
      • Les possibilites artistiques dépendent de la richesse des fonctionalités graphiques.
    L'image calculée fait donc aussi partie de l'art, au même titre que la peinture, la photographie, etc...


      L'image calculée, en tant qu'oeuvre d'art, apporte une nouvelle dimension à l'art :
    1. Au niveau de la création , par l'outil de création et le mode de création.
    2. Au niveau de l'esthètique , aussi bien en forme qu'en texture, par les algorithmes et les formules.




    En image calculée, il y a deux sortes d' esthètique, d'une part une "esthètique réaliste" et d'autre part une "esthètique fantasmagorique". Bien sur, sur une même image on peut combiner ces deux esthètiques. L'image calculée s'inspire de la beauté dans la nature pour le rendu réaliste, mais on essaie en plus de trouver des lois scientifiques qui la régissent.



    De nos jours, avec les progrés en infographie, l'esthètique réaliste des images calculées est aussi ressemblant que celle des arts classiques ou photographiques. C'est ce qui provoque une sorte de magie artistique dans une image calculée . C'est dans l'adjonction de l'ordinateur à l'effort de programmation fait par l'artiste que se situe la richesse créatrice. L'élément "trouvailles " est probablement plus important dans l'art informatique que dans l'art traditionnel.




    Toute la question philosophique est de savoir quelle sorte de sensation esthètique, de rapport à l'art on peut avoir avec l'image calculée.

    L'image calculée est universelle, son sens reste pratiquement le même quelle que soit la langue de celui qui la percoit meme pour des personnes de cultures différentes.


    La jouissance esthètique de l'image calculée est que la recherche de la beauté artistique s'associe à l'étude des vérités scientifiques .





    Titre de la thèse

    Contribution a l'etude des modeles d'illumination et des rendus esthetiques dans les images de syntheses .

    Titrate these

    Contribution to the study of illumination modellings and aesthetic effects in computer-generated graphics .



    Resume de la these

    L'objectif de cette these est de chercher une nouvelle modelisation en vue d'ameliorer les rendus realistes et esthetiques des images de synthese; car les images de synthese sont aussi des oeuvres d'art qui s'inspirent aussi de la beaute de la nature. D'autre part, cette modelisation consiste a approximer les lois physiques regissant les phenomenes lumineux; ainsi apres avoir parle des sciences de la lumiere et de la couleur, nous parlerons des modeles existants en constatant que les modeles ne sont pas definitifs.
    Dans la partie de notre contribution, nous presenterons d'abord une utilisation du traitement des images pour ameliorer les images de synthese au moment de la creation; puis nous presentons une extension du melange des couleurs qui joue un role artistique dans la coloration des images; enfin, nous presentons un modele d'illumination en incluant un parametre lie a l'absorption; finalement nous presentons une projection generale sur le plan de la visualisation en tenant compte de l'intensite.
    Pour terminer , nous disons que: "La science et l'art sont unis."
    La jouissance esthetique de l'image de synthese est que la recherche de la beaute artistique s'associe a l'etude des verites scientifiques .

    Summarize thesis

    The aim of this thesis is to try to find a new modeling which will render computer-generated images more realistic and aesthetic, for these images are works of art in their own right which also take their inspiration from the beauty of nature. Furthermore, this modeling consists in adapting the physical laws governing light phenomena. Having dealt with the sciences of light and colour we will examine existing modelings, pointing out that they are not definitive.
    As regards our contribution, we will first demonstrate an application of image-processing which improves the computer-generated images at the point of creation. Next, we will show how to extend the range of colour mixtures which plays an artistic role in the colouring of images. Then, we present a lighting modeling which includes a parameter linked to absorption. Finally, we will make a general projection concerning visualization taking intensity into account.
    In conclusion, we may say that : " Science and Art united ".
    Aesthetic pleasure from computer-generated graphics is that the search for artistic beauty be associated with the study scientific truths .

    REFLEXION DIFFUSE [ DIFFUSE REFLEXION ]

    - Modele de Lambert [ Modele of Lambert ] :

    Id = kd * I0 * (L.N)

    ou [ where ] :
    Id = rayon diffus [ diffuse ray ].
    I0 = rayon incident [ incidental ray ].
    kd = coefficient diffus [ diffuse coefficient ].
    N = vecteur normal [ normal vector ], avec |N|=1
    L = vecteur lumiere [ vector light ], avec |L|=1


    - Notre modele [ our model ] :

    Id = kd * M{ Ic , I0 * (L.N) * e -u * (v+F) }

    ou [ where ] :
    M = fonction de melange [ function of mixture ].
    Ic = couleur de l'objet [ color of the body ].
    u = coefficient d'absorption d'un corps [ absorption coefficient of the body ].
    v = parametre designant un corps [ parametre indicating a body ].
    F = distribution liee a la surface [ distribution related to surface ].





    REFLEXION SPECULAIRE [ SPECULAR REFLEXION ]

    - Modele de Phong [ Model of Phong ] :

    Is = ks * I0 * (R.O)m

    ou [ where ] :
    Is = rayon speculaire [ ray specular ].
    ks = coefficient speculaire [ specular coefficient ].
    O = vecteur de vue [ vector of view ], avec |O|=1
    R = vecteur rayon reflechi [ vector reflected ray ], avec |R|=1
    m = coefficient de brillance de Phong [ coefficient of brightness ] .


    - Notre modele [ our model ] :

    Is = I0 * ( 1 - (L.N) ) * ks * (R.O)m


    REFLEXION TOTALE Reflexion totale = reflexion diffuse + reflexion speculaire

    It = kd * M{ Ic , I0 * (L.N) * e -u * (v+F) } + I0 * ( 1 - (L.N) ) * ks * (R.O)m



    MELANGE DE 2 COULEURS [ MIXTURE OF 2 COLORS ]

    - Modele lineaire [ linear model ] :

    M{ c1 , c2 } = x * c1 + ( 1 - x ) * c2
    x varie de 0 a 1.

    Exemple : Pour x = 1/2 [ Example: For x = 1/2 ].
    Dans l'espace colorimetrique 3D [ In the space colorimetrique 3D ] .
    On a [ One has ] :
    Vecteur rouge vif ( 1 0 0 ) plus vecteur vert vif ( 0 1 0 ) donne vecteur jaune fonce ( 1/2 1/2 0 ).
    [ Vivid red Vector (1 0 0) more vector vivid green (0 1 0) gives yellow vector bore (1/2 1/2 0). ]


    - Notre modele " quadratique " [ quadratic model ] :

    Le melange de 2 couleurs C1 et C2 est un chemin, en forme quadratique, qui va de C1 a C2.
    [ The melange of 2 colours C1 and C2 is a road, in shape quadratique, which goes from C1 has C2. ]

    C = Q1(x) * C1 + Q2(x) * C2
    ou x varie 0 a 1

    Q1(x) et Q2(x) etant 2 formes quadratique en x telles que
    [ Being 2 forms quadratique there x such as ] :
    Q1(0) = 0 , Q2(0) = 1 ,
    Q1(1) = 1 , Q2(1) = 0

    Application :
    M{ c1 , c2 } = ( 2 * x2 - x ) * c1
    + ( - 4 * x 2 + 4 * x ) * ( y * c1 + y * c2 )
    + ( 2 * x 2 - 3 * x + 1 ) * c2
    y varie de 0 a 1.

    Remarque : pour y = 1/2 , on retrouve le modele lineaire
    [ Remark: for it = 1/2, one finds the modele lineaire ] .
    Le melange lineaire est un cas particulier du melange quadratique.

    Cas circulaire avec y = 1 [ Circular case with y = 1 ] :
    C = ( 3 * x - 2 * x2 ) * C1 + ( 1 + x - 2 * x2 ) * C2

    Exemple : Pour x = 1/2 [ Example: For x = 1/2 ] .
    Dans l'espace colorimetrique 3D [ In the space colorimetrique 3D ] .
    On a [ One has ] :
    Vecteur rouge vif ( 1 0 0 ) plus vecteur vert vif ( 0 1 0 ) donne vecteur jaune vif ( 1 1 0 ).
    [ Vivid red Vector (1 0 0) more vector vivid green (0 1 0) gives yellow vector vivid (1 1 0). ]


    - L'equation du melange n'est pas unique.
    [ the equation of the mixture in not single ].
    - La couleur depend de la matiere. La forme du melange depend de la nature des couleurs donc de la matiere .
    [ The colour depend of the matiere. The shape of the melange depend of the nature of colours so of the matiere. ]



    TRAITEMENT ET SYNTHESE [ PROCESSING AND SYNTHESIS ]

    Apres avoir calcule un pixel [ after having calculates a pixel ] x1 ;
    on peut y appliquer une fonction de traitement point a point
    [ one can apply a function of point-to-point processing to it ] : x2=f(x1) ,
    avant d'afficher le pixel [ before displaying the pixel ] x2 .
    Soit l'equation d'etalement d'histogramme
    [ that is to say the equation of spreading out the histogram ] :
    x2 = | x1-m | * ( M - m )-1 * 255
    ou [where] :
    m=minimum de l'histogramme [ minimum of the histogram ] >= 0.
    M=maximum de l'histogramme [ maximum of the histogram ] <= 255.



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    Bibliographie.

    • CALLET Patrick.
      Couleur-lumière, Couleur-matière.
      Editions Diderot, 1998.
    • QUEAU Philippe.
      Eloge de la simulation: de la vie des langages à la synthèse des images.
      Collection milieux, Champ Vallon, INA, 1986.
    • HOLTZ-BONNEAU Francoise.
      Création infographique.
      Addison Wesley.
    • POINSSAC Beatrice.
      L'Infographie.
      Presses Universitaires de France. (Que sais-je ?), 1994.
    • MOLES Abraham.
      Art et Ordinateur.
      Ed, Synthèses contemporaines,
      Castermaan, 1990.
    • COLONNA Francois.
      Images du virtuel.
      Addison Wesley, 1994.
    • INSTITUT NATIONAL DE L'AUDIOVISUEL.
      Le livre IMAGINA
      10 ans d'images de synthèse, 1990.
    • LIEBLING et ROTHLISBERGER.
      Infographie et application.
      Masson, 1988.
    • FOLEY-VAN DAM.
      Introduction à l'infographie (logiciel)
      Addison-Wesley.
    • GOURRET Jean-Paul.
      modélisation d'images fixes et animées.
      Masson, 1994.
    • CHOW W.S Vincent.
      Multimedia Technology and Application
      Singapore : Springer . Verlag , 1997.
    • NEWMAN William - SPROULL Robert.
      Principles of Interactive Computer Graphics
      International Student Edition
    • STEYER R.
      Guide de l'utilisateur HTML
      Micro Application, 1996.
    • ARNAUD DUFOUR
      Internet
      Presses Universitaires de France. (Que sais-je ?) 1995.
    - Revues :
    Pixel, Création Numerique, Computers Graphics, Computer Art, etc


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    Caractéristiques et Spécificités






    Classifications et Applications

    Type des images calculée ( image informatique ) :
    1. Image calculée 3D :
      • Nature :
        Les objets de l'image sont fabriqués et ils sont libres et indépendants. Possibilité de pénétrer dans l'objet .
      • Méthodologie :
        Création dans la géometrie de l'espace. Construction d'objet volumique par des équations et des algorithmes de création 3D .
      • Exemple : une sphère.
    2. Image calculée 2D :
      • Nature :
        Les objets de l'image sont liés au support de visualisation (surface). Impossibilité de pénétrer dans l'objet .
      • Méthodologie :
        1. Vectorielle :
          • Création dans la géometrie plane. Construction d'objet plat par des équations. Sauvegarde des paramétres de construction .
          • Exemple : un cercle.
        2. Matricielle (bitmap) :
          • Création directe pixel à pixel par des algorithmes pour dessiner. Sauvegarde de toute l'image .
          • Exemple : dessin à main levée .
        3. Scannérisée (digitalisée) :
          Scanner une image (photo), puis traitement numérique.


    - Pixel (picture element) : point élémentaire constituant l'image.

    - Remarque 1 :
    Image numérique est une image en mosaique formée de pixels.
    - Remarque 2 :
    On appelle Image Composite, une combinaison des images calculées et des images réelles.

    On appelle Traitement des Images, la modification et l'analyse des images digitalisées.
    Dans le cadre de l'analyse, on cherche à en extraire des informations. Comme domaines d'application du traitement d'images, on peut citer: la télédeétection, la reconnaissance des formes, la fonction vision en robotique, etc



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    Applications
    1. Trois dimensions
      1. Images calculées 3D :
        • Artistique et esthètique :
          Art, publicité, télévision, cinéma, décoration, architecture, urbanisme, logo, générique, etc
        • Formation et communication :
          Simulateurs, communication d'entreprise, enseignement des sciences (EAO), etc
      2. C A O puis F A O :
        • Calcul des structures et techniques :
          Analyse mecanique, thermodynamique, aérodynamique, batiment, robotique, etc
        • Etudes des formes :
          Design, habillement, prothèses dentaires, vue éclatées (dessin industriel), etc
      3. Visualisations scientifiques 3D :
        • Physique: météorologie, astronomie, physique nucléaire, etc
        • Médecine: corps humain, etc
        • Chimie: molécules, etc
        • Botanique: plantes, etc

    2. Deux dimension (image plate) :
      1. Images calculées 2D (palette) :
        • Artistique et esthètique :
          Illustration, art graphique, télévision, cinéma, tissu, habillement, coiffure, clips, etc
        • Cartographie, coloriage, logo, pictogramme, etc
        • Simulation, schèma de représentation (organigramme), etc
      2. D A O :
        Dessin industriel, plans en architecture, épure, dessin à main levée, etc
      3. Schématiques :
        Circuits électroniques, schèmas de microprocesseurs, etc
      4. Représentation visuelle de données (grapheurs) :
        • Business graphic simple (histogramme, camembert, etc)
        • Graphique en 2D 1/2 (pseudo 3D ou pseudo perspective)
      5. Visualisation scientifique 2D :
        • Théorie du chaos : tourbillon, écoulement, etc
        • Médecine (anatomie) : Image scanner, RMN, échographie, etc
      6. Images digitalisées :
        Retouche et trucage photographiques, effets spéciaux, etc

    - Abréviation utilisées :

    Pour agrandir les tableaux de l'image,
    faire passer le curseur sur les tableaux ( 1998 ) .


    Pour activer une petite animation,
    faire passer le curseur sur l'image ( 1999 ) .



    Animation

    Le contenu d'une animation en image calculée comporte des composantes Multimédia (texte, image et son).
    Le scénario, la mise en scène sont en rapport avec le contenu specifique de l'image calculée.

    L'animation en image calculée (3D) se fait sur les 4 elements de l'espace infographique (scène) :
    les objets, les lumières, les caméras et les trajectoires .
    1. Methodologie d'animation.
      1. Mécanique et Dynamique.
        Mouvement et déplacement des 4 éléments de l'espace infographique (scène).
        1. Les objets :
          • Concept des "images clefs" :
            Application de l'interpolation et transformation géometrique.
          • Motion blur, cinématique inverse, calcul par éléments finis, etc.
            Application des équations et des algorithmes.
          • Méthodologie de l'Intelligence Artificielle.
            Méthode comportementale, etc.
        2. Les caméras :
          Transformation géometrique et équations.
        3. Les lumières :
          Transformation géometrique et équations.
        4. Les trajectoires :
          Transformation géometrique et équations.
      2. Metamorphose et Déformation
        Transformation des parametres des 4 éléments de l'espace infographique (scène).
        1. Objets :
          • Interpolation des :
            1. Forme et géometrie.
            2. Texture et coloration.
          • Eclatement :
            (système des particules, crash mapping, etc)
        2. Lumières :
          Interpolation des Intensites des lumières.
        3. Camera :
          Transformation des paramétres de la caméra.
        4. Les trajectoires :
          Transformation des paramétres de la trajectoire .

    2. Presentation d'animation.
      1. Séquentielle :
        1. Mouvement :
          • Une suite d'images dans un prolongement logique d'un mouvement réaliste. (scènario).
          • Un mouvement réaliste est composé environ de 24 images par seconde.
          • C'est grace la " persistance retinienne " qu'on peut voir les mouvements réalistes.
          • Exemples : cinéma, publicité, film de démonstration et de présentation, vidéo, etc.
        2. Défilement :
          • Prsentation d'une suite d'images.
          • Exemples : diaporama, clips, etc.
      2. Intéractive :
        1. Interactif, adj = Qualifie les materiéls, les programmes ou les conditions d'exploitation qui permettent des actions réciproques en mode dialogue avec des utilisateurs ou en temps reel avec des appareils.
        2. Exemples : Cd rom, jeux videos, simulateurs, bornes intéractives, Internet, etc.

      3. Les 3 paramétres de l'animation :
        (Séquentielle en movement)
        1. Trajectoire :
          • Saisi avec capteurs ( motion capture ).
          • Calcul des équations.
        2. Temps.
        3. Vitesse.

    Petites Animations
    Les années 90

    Titre :
    Fin du monde .

    Taille : 8531 Ko.

    Fichier en . AVI

    Titre :
    Jardin fleuri .

    Taille : 19 835 Ko.

    Fichier en . AVI



    Montage d'animation 3D racontant IPT Université Paris 8 .

    Voix de Fabienne GIEZENDANNER.
    Musique type "Libre de Droit".

    Fichier en . MOV , il faut avoir Quick Time.
    Durée de l'animation : environ 3 minutes.
    Chargement très long ( taille = 19 Mo ).




    Processus de creation .

    1. Infographie 3D .

      1. Formulation .
        L'image calculee 3D a une similitude avec la photographie.

        - Fabrication 3D :


        - Creation 3D :


      2. Modeliser et Saisir .
        Les 4 elements de l'espace infographique (scene) : les objets, lumieres, cameras et trajectoires (animation) .
        1. Modelisation et Construction :
          • Fabrication des objets.
            Un objet infographique a 2 facteurs :
            - Forme et geometrie .
            - Texture et coloration .
            • Forme et geometrie.
              • Modelisation directe :
                • Systeme de numerisation 3D : pointage sur les noeuds du maillage de l'objet .
                • Systeme laser (maillage automatique) .
                • Systeme photo 3D numerique .
              • Modelisation procedurale :
                • Constructions volumetriques :
                  - Objets elementaires : les primitives.
                  - Construction d'objets a partir d'objets existants :
                  operations booleennes, attacher (grouper), dupliquer, etc...
                • Constructions surfaciques :
                  - Constructions geometriques par les surfaces engendrees :
                  surface de revolution, extrusion .
                  - Structure des Surfaces Gauches : Coon, Bezier, B-Spline, Nurbs, Meta Ball etc
              • Modelisation speciale :
                • Generateurs des plantes.
                • Parametres des systemes des particules.
                • Parametres des fractales.
                • Constructions geometriques complexe.
                • etc...
            • Texture et coloration.
              • Utilisation des banques d'images pour faire du "mapping".
              • Saisie des parametres photometriques des modeles d'eclairement.
                La lumiere a 3 composantes :
                Lumiere = Ambiant + Reflexion (Diffuse et Speculaire) + Refraction
              • Saisie des couleurs des objets (base additive : Rouge Vert Bleu) .
          • Sources des lumieres :
            Coordonnees, couleur de l'intensite (base additive : Rouge Vert Bleu), nombre de lumieres, type de lumiere, etc...
          • Point de vue (camera) :
            Coordonnees, parametres de la "camera" (objectif, focale, champ de vue, etc).
          • Trajectoire (animation) .
        2. Modification et Deformation :
          • Objets.
            • Forme et geometrie.
              - Transformations geometrique :
              Translation, rotation et homothetie.
              - Fonction de deformation :
              Totale et partielle .
            • Texture et coloration.
              - changer couleur de l'objet.
              - changer l'image de "mapping".
              - changer les parametre de modele d'eclairement.
          • Lumieres.
            Changer les parametres de la lumiere.
          • Camera.
            Changer les parametres de la camera.
          • Trajectoire (animation).
            Modifier la trajectoire.
      3. Calculer et Traiter .
        1. Projection :
          • Systemes de projection.
          • Clipping et partie cachee (Z-buffer, etc).
          • Vue filaire pour travailler.
        2. Representation :
          • Forme et Geometrie :
            • Modelisation :
              Surfaces bi-cubiques, etc.
            • Modelisation specifique :
              Fractales, systeme de particules, etc.
            • Lissages :
              Gouraud et Phong.
          • Texture et Coloration :
            • Rendus :
              Modeles d'eclairement, mapping, effets speciaux, etc.
            • Rendu special :
              Ray-tracing, Radiosite , etc.
            • Textures particulieres :
              Perturber Vecteur Normal, Solid texturing, etc.
      4. Visualisation .
        1. Definition et resolution.
        2. Affichage sur moniteurs couleurs.


    2. Infographie 2D ( matricielle ) .

      1. Methodologie de creation :
        • Principe de travail :
          • Ecran et Fenetres de travail.
          • Charger et Sauvegarder.
          • Scanner et Imprimer.
        • Concept de copier-coller.
        • Concept de calques.
        • Concept de detourage.
        • Concept d'incrustation.
        • Travail de couleurs.
        • etc...
      2. Les fonctions graphiques :
        • Fonction de tracer.
          - Sous-programmes.
          - Parametres.
        • Fonction de colorer.
          - Sous-programmes.
          - Parametres.
        • Fonction de selectionner :
          • Methodologie :
            - Dessiner une courbe fermee.
            - Determiner une coloration homogene.
          • Operations :
            - Construire.
            - Transformations booleennes.
            - Transformations geometriques.
          • Caracteristique :
            - Transfert des contenus.
            - Espace de travail avec protection.
        • Fonction de tramsformer :
          • geometrique.
          • colorimetrique.
        • Utilisation des filtres.
          Algorithmes des Traitements Numeriques des Images.
        • etc...

    3. Pratiques sur les progiciels du marches .
      Logiciels 3D, 2D et traitement de photo.
      Scanner, Imprimante couleur .


    *



    INTERNET

    Il était une fois, un monsieur m'a posé la question suivante : qu'est-ce-que un INTERNET ?
    Je lui ai dit : quant un homme est enfermé dans un hopital psychiatrique, il est INTERNET.
    Ainsi, cet inter-note (de service salée) est un individu qui vit à l'intérieur d'un RESEAU DES RESEAUX (de barbelés).
    Il passe son temps à Surfer sur les sites Web, a chaté, il communique avec l'univers en Email et en Forum, il télécharge par FTP et il écrit des fichiers en HTML, en VRML, en FLASH, etc ... Il est en nirvana avec le vide céleste.
    Il ne boit plus, il ne mange plus, il laisse tomber sa famille et ses amis, il ne sort plus, il passe des nuits blanches.
    A la fin, il est devenu " drogué "," addict ". Alors on l'a INTERNET ...
    Le monsieur n'a pas pris de note; et il est parti pour s'informer à " INTERnational NETwork ".





    COLORIMETRIE

    ( Notion de colorimétrie pour Image Calculée )




    1. LUMIERE ET COULEUR .

      Newton a émis la théorie corpusculaire de la lumière, Huygens a créé une théorie ondulatoire de la lumière, Maxwell a lui construit une théorie électromagnetique. Enfin, Louis de Broglie a proposé la mécanique ondulatoire en réussissant à concilier la dualité onde-corpuscule.

      La lumière resulte de la sensation produite par les ondes électromagnétiques dans un domaine spectral allant de 380 nanometres à 780 nanometres. Cette bande est appelée "spectre visible".


      Chaque longueur d'onde correspond à une sensation perceptive appelée "couleur". Dans l'ordre des longueurs d'ondes décroissantes, les dénominations sont :
      rouge, jaune, vert, cyan, bleu, violet




      La couleur est provoquée par la lumière que captent nos yeux, mais elle nait -et ne nait que- dans notre cerveau .

      LA COULEUR EST UNE PERCEPTION DU CERVEAU.

      La couleur blanche est composée des couleurs du spectre. La couleur d'un objet correspond à la longueur d'onde que cet objet réflechie ou transmise; car les autres rayons de la lumière blanche sont absorbés.





      Comment fait-on une couleur en image calculée ( image informatique ) ?


    2. PRINCIPE DE DEFINITION .

      Pour faire de la couleur en image calculée, il faut 2 facteurs :
      - Il faut avoir une base.
      - Il faut faire une quantification.

      1. Premier facteur : UNE BASE .

        Définition :
        Une base est un ensemble fini d'éléments qui ont les propriétés suivantes :
        1. Toutes les couleurs sont une combinaison des éléments de la base.
        2. Aucun élément de la base ne puisse être une combinaison des autres éléments de la base (independance).


        Il éxiste 2 sortes de base :
        - une base composée de couleurs.
        - une base composée de attributs psychovisuels.

        a°)_ une base de 3 couleurs (trichromie) :

        1. base additive (synthèse additive) :
          < Rouge, Vert, Bleu > ou ( R V B )
        2. base soustractive (synthèses soustractive) :
          < Cyan, Magenta, Jaune > ou ( C M J )


        - Quadrichromie : base soustractive particulière (deuxieme propriété de la base non verifié) :
        < cyan, magenta, jaune, noir > ou ( C M J K ) .
        Quant on melange 3 produits chimiques, en proportion égale, de couleurs : cyan, magenta et jaune. On obtient une couleur grise au lieu de noire; ceci est du aux propriétés physico-chimiques des produits. C'est pourquoi on ajoute le noir.

        Remarque :
        Mélange soustractive : on soustrait de la lumiere blanche (RVB) la couleur complémentaire de la couleur du filtre.

        Application :
        • R V B----------------> moniteur, scanner, shooting, vidéo-projecteur.
        • C M J ---------------> imprimante, tireuse.
        • Quadrichromie ---> imprimante, flasheuse.


        b°)_ une base de 3 attributs psychovisuels :

        < Teinte, Saturation, Luminosite > ou ( T S L )

        1. La teinte est un attribut qui décrit immediatement une couleur pure, comme le rouge pure, le bleu pure, etc. La teinte definit la couleur elle-meme.
        2. La saturation est un attribut qui décrit l'altération d'une couleur pure avec le blanc ou un niveau de gris. Elle mesure la proportion de couleur pure par rapport au blanc. Elle représente le facteur de pureté de la couleur. Cette notion permet de distinguer le rose du rouge.
        3. La luminosité (intensité, nuance) est un attribut qui qualifie la luminosité d'une couleur. La luminosité determine l'intensité lumineuse émise par la couleur (couleur claire ou foncée).



      2. Deuxieme facteur : LA QUANTIFICATION :

        Systeme de mesure des éléments de la base. Cette mesure dépend de la représentation des éléments.
        En générale, on utilise un octet pour coder cette mesure, ainsi elle varis de 0 a 255 .
        On utilise donc un mot de 24 bits pour coder une couleur. Dans ce cas, le nombre de couleurs possibles est :
        255*255*255 = 16 777 216 . (ou bien : 224 = 16 777 216 )


        Proposition :
        Une couleur peut être exprimeé par 3 valeurs numériques.

        Soit la base additive : { Rouge Vert Bleu }
        vecteur couleur = r * Rouge + v * Vert + b * Bleu = ( r v b )
        r, v, b sont 3 nombres (scalaires).

        Exemples en trichromie :
        Rouge Vert Bleu ---- Couleur obtenue .

        000 000 000 ----------- noir
        255 255 255 ----------- blanc
        255 000 000 ----------- rouge claire
        128 000 000 ----------- rouge fonce
        255 255 000 ----------- jaune claire
        128 128 000 ----------- jaune fonce
        etc

        Yahoo! GeoCities color cube ( les couleurs avec leurs valeurs numériques en héxadecimale et décimale ) .

        Proposition :
        Soit la base additive : { Rouge Vert Bleu } .
        Une couleur est exprimée par les 3 intensités des 3 couleurs de la base.



        Les couleurs de base additive, on les appelle aussi des primaires, des primitives.

        Définition :
        Deux couleurs sont "complementaires", si leur combinaison linéaire donne la couleur blanche.

        Proposition 1 :
        Le complément d'une couleur est le blanc moins cette couleur.

        Proposition 2 :
        En mélangeant 2 des 3 primitives, on obtient la couleur complémentaire de la troisieme primitive.

        Proposition 3 :
        Dans le cercle chromatique.
        Deux couleurs complémentaires, si elles sont diametralement opposées.

        Corollaire :
        Dans le cercle chromatique. On a :
        - le rouge et le cyan sont complémentaires;
        - le vert et le mangenta sont complémentaires;
        - le bleu et le jaune sont complémentaires.



    3. ESPACE DE COLORATION .

      Représentation graphique des couleurs.

      1. Espace 3D :

        - R V B et C M J (cube des couleurs) :


        - T S L (double cone ou cylindre).


      2. Espace 2D :
        Les representations graphiques 2D sont utilisablés pour choisir les couleurs.

        * R V B et C M J :

        - Cercle chromatique :



        - Le graphe de C.I.E. (Commission Internationnale de l'Eclairage).


        (graphique extrait de l'article : Introduction à la colorimetrie, de Michel HENRI)


        * T S L ( 2 tableaux ) :
        Toutes les couleurs n'y sont pas representées en même temps sur les tableaux.


      3. LUT (Look Up Table) :
        Une table (palette) des couleurs. Couleurs indexées.
        En general, on utilise un octet pour coder l'adresse, ainsi on aura 256 cases; comme on met une couleur par case; donc on aura 256 couleurs possibles. Par contre, le contenu, c'est-a-dire la couleur, on peut la coder avec un mot de 24 bits. On dira qu'on a 256 couleurs affichables sumultanement parmis plus de 16 millions.

      4. Nuanciers (Pantone).
        Une catalogue d'echantillon des couleurs prédéfinies. Echantillonnages des couleurs imprimées, identifiées par une référence chiffrée.




    4. FICHIERS IMAGES ET CODES COULEURS .

      La définition d'une image, c'est le nombre de lignes par nombre de colonnes. La définition se mesure en nombre de points sur la surface totale de l'image.
      La résolution de l'image est le nombre de points (pixels) par unité de longueur (pouce).
      La linéature, mesurée en lignes de points par pouce.
      Pixel (Picture Element), le point élémentaire constituant l'image.
      dpi (dot per inch) = nombre de points pouvant être juxtaposés sur un pouce (2.54 cm).
      La taille (le poid) de l'image est fonction de sa définition (dimension), de sa résolution (le carre), de sa nature (code couleur).
      Plus on veut de couleur et de finesse (trame), et plus la résolution doit être élevee.
      Le contraste exprime la répartition des tons claires, moyens et foncés.



    5. CHANGEMENT DE BASE .

      • R V B et T S L

        - 1e formulation :

        T = arcsin [ ( 3/2 )1/2 * ( V - R ) / S ]
        S = ( R2 + V2 + B2 - R * V - B * R - V * B ) 1/2
        L = ( R + V + B ) / 3

        R = 1 - ( 1 / 3 ) * S * cos( T ) - ( 1 / 31/2) * S * sin( T )
        V = 1 + ( 2 / 3 ) * cos( T )
        B = 1 - 1 / 3 * S * cos( T ) + 1 / 31/2 * S * sin( T )

        - 2e formulation :

        T = ( 1 / 360 ) * { 90 - Arctan [ ( 2 * R - V - B ) / ( 31/2 * ( V - B ) ) ] + x }

        avec : x = 0 si V > B
        avec : x = 180 si V < B

        S = 1 - { ( 1 / I ) * [ min (R , V , B ) ] }

        ou bien

        S = ( R2 + V2 + B2 - R * V - R * B - B * V )1 / 2

        I = ( 1 / 3 ) * ( R + V + B )

        - 3e formulation de Nicolas Holzschuch :

        max = max (R, G, B)
        min = min (R, G, B)
        V = max
        S = ( max - min ) / max
        delta = max - min
        Si max = R Alors H = ( G - B ) / delta
        Sinon Si max = G Alors H = 2 + ( B - R ) / delta
        Sinon Si max = B Alors H = 4 + ( R - G ) / delta
        H = H * 60
        Si H < 0 Alors H = H + 360

        - 4e formulation a "telesun.insa-lyon.fr" :

        Pour passer de la représentation initiale (RVB) à cette représentation, on opère de la manière suivante:
        A = U1*(a log(R) + b log(V) + c log(B))
        C1 = U2 (log(R) - log(V))
        C2 = U3 (log(B) - 0.5 log(R) - 0.5 log(V))
        U1, U2 et U3 sont des facteurs de normalisation.
        (a,b,c) depend des auteurs. Assez courant : (a,b,c) =(0.612,0.369,0.019)
        Puis passage de AC1C2 à HLS par
        L = A
        S = (C12+C22)1/2
        H = arcos(C1/S)


      • R V B et C M J

        R = 1 - C
        V = 1 - M
        B = 1 - J

        - CMYK :
        K = min(C, M, Y)
        C = C - K
        M = M - K
        Y = Y - K

        Proposition :
        Toute image couleur peut être convertie en une image en niveaux de gris par simple addition des couleurs fondamentales.
        La formule a employer est la suivante :
        grey =( 0.30 * rouge ) + ( 0.59 * vert ) + ( 0.11 * bleu )

        - Remarque : la formule n'est pas unique .

    6. MODELISATION DE LA LUMIERE .

      Lumiere = Ambiante + Reflexion + Refraction

      Réflexion totale = réflexion diffuse + réflexion spéculaire




    Bibliographie :

    - Le dossier couleur de la revue Pour la Science .
    - Le site de Delphine BOURGEOIS sur la Couleur .
    - Le site de Nicolas Holzschuch sur la colorimetrie .
    - Le site de Jean-Christophe SEKINGER : Contribution au Traité des couleurs de Goethe .
    - Le site sur les Couleurs (echo productions) .
    - Bases de la colorimetrie sur le site du Ministere de la culture .
    - La lumiere sur le site pyrotechnique.net . (site pyrotechnique.net) .
    - Comment representer les couleurs Universite Lyon 1 .
    - Le site a ( telesun.insa-lyon.fr ) sur la colorimetrie .
    - Le site de la Commission Internationale de l'Eclairage .
    - Dictionnaire Chromatique .

    CALLET Patrick.
    Couleur-lumiere, Couleur-matiere.
    Editions Diderot, 1998.



    *

    L V E




    Traitement Numérique des Images .

    Le tableau a été numérisé au Laboratoire Image de ENST en 256 niveaux de gris. Mais à l'époque en 1982 dans notre centre de calcul, nous n'avons que 16 niveaux de gris; on a donc fait une transformation de la dynamique en utilisant l'algorithme du partage de la dynamique en parties équiprobables.

    Tous droits reservés - Copyright .



    Sortie d'image sur imprimante alphanumérique.
    Année de création : 1982 .



    Sortie d'image sur moniteur couleur. (4096 teintes).
    Année de création : 1984 .

    Image gauche: Augmentation de contraste par étalement d'histogramme.
    Image droite: image originale. (16 niveaux de gris).


    Image gauche: Détection des contours par l'operateur de Sobel.
    Image droite : Transformation numérique.
    Puis pseudo-couleur.

    Transformation numérique.

    Montage d'image.
    Mapping.
    Ombre portée.



    Reconnaissances des Formes
    des figures géométriques élémentaires.


    Les figures géométriques élémentaires sont formées par une suite de points dont on saisie les coordonnées.
    Après, le programme doit trouver la nature de la figure.

    Exemples : soit une suite de points de coordonnées :

    X: 01 01 01 01 01 02 03 04 05 06 07 08 07 06 05 04 03 02 01 01 01
    Y: 05 04 03 02 01 01 01 01 01 01 01 01 02 03 04 05 06 07 08 07 06


    X: 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01
    Y: 01 02 03 04 05 06 07 07 07 07 07 06 05 04 03 02 01 01 01 01 01

    X: 01 02 03 04 05 06 07 08 09
    Y: 01 02 03 04 05 06 07 08 09

    		 II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II
    II

    X: 01 09 03 05 02 09 06 02 09
    Y: 09 07 01 06 02 08 03 06 01

    Ce petit programme ne reconnait que : les triangles, les quadrilatères, le cercle, le point et la droite.
    Les autres figures sont considérées comme "non-élémentaire".


    Les programmes je les ai écrit en Fortran 4. ( 1983 ).

    Tous droits reserves - Copyright


    etre.gif * chateau.jpg



    Dans mon site personnel, j'y ai mis aussi mes travaux, mes recherches et mes cours de l'Image Calculée à IPT Université Paris 8 .
    Et des rubriques de mes actions humanitaires contre le racisme, la discrimination, la xénophobie et l'exclusion ;
    combattre la haine, la méchanceté, l'agressivité et la violence, etc .....

    ( Page spéciale : contre le racisme , pour la Liberté, pour le Droit de l'Homme )

    Puis, j'ai ajouté aussi des rubriques sur les Droits de l'Homme :
    Le Droit de l'Homme est représenté littérairement par des articles qui véhiculent ses valeurs : Déclaration des Drots de l'Homme et du Citoyen ( Révolution Française 1789 ), Déclaration Universalle de Droit de l'Homme ( ONU 1948 ).
    Le modèle et le concept des droits de l'homme de chaque pays varient en raison de leurs diffèrents systèmes sociaux, stades de développement, traditions et valeurs culturelles. Mais, il n'existe pas au monde, un seul pays où les valeurs de Droit de l'Homme sont appliquées à 100%. Il n'y a pas de conviction, de volonté pour bien l'appliquer. La souveraineté de chaque pays.
    Il y a aussi le problème de lecture, d'interprétation et de compréhension des articles.
    Donc, ceci implique dans la pratique : le Droit de l'Homme Réel.
    L'universalité de la valeur du Droit de l'Homme provient du fait que celui-ci est un concept, c'est le texte qui engendre l'universalité .
    Donc, ceci implique dans la pensée : le Droit de L'Homme Universel.

    Tous les Droits de l'Homme Réels doivent tendre assymptotiquement vers le Droit de l'Homme Universel.

    Le Droit de l'Homme implique aussi le droit à la différence, le droit de progresser à sa manière, même lentement mais sûrement.
    La liberté de ne pas ressembler aux autres, la liberté de ne pas être soumis aux idées des autres, la liberté être indépendant.

    La violence dans la société provient de culte de l'insolence et du cynisme au nom de la liberté, la démocratie et le droit de l'homme.
    Le facteur principal de la violence, verbale et physique, dans la société, c'est l'utilisation déplacée de la liberté, on pratique la liberté d'expression parlée en langue de bois.
    Si vous ne respectez pas les autres, ils ne vous respectent pas non plus.

    Soient deux hommes de couleur de peau différente, s'ils ont le même groupe sanguin, leur sang peut tranfuser de l'un à l'autre sans problème;
    autrement dit, ils sont biologiquement semblables et intérieurement identiques.
    Mais on voit que, dans la société, les "actes racistes" sont essentiellement en rapport avec "l'aspect extérieure" des êtres humains;
    c'est à dire : la couleur de la peau, le faciès, le physique, la langue, la culture, la civilisation, le pays, etc... . Ce sont ces paramètres extérieures qui différencient 2 personnes.
    Nous pensons que :
    2 hommes sont intérieurement identiques et extérieurement différents.
    Le racisme, c'est le mépris, le rejet et la haine de la différence.

    CONFUCIUS a dit :
    "Ne faites pas à autrui ce que vous ne voulez pas qu'on vous fasse à vous-même."

    LUTHER KING Martin :
    "Apprenons à vivre ensemble comme des frères ,
    sinon nous mourrons ensemble comme des idiots" .

    Ma philosophie de Vivre :
    L'art d'être libre sans vraiment être libre .
    L'art d'avoir de l'humour sans vraiment avoir de l'humour .
    L'art d'être sérieux sans vraiment être sérieux .
    L'art de philosopher sans vraiment philosopher.
    etc ...

    Et aussi, j'y ai mis aussi quelques idées philosophiques sur la Vie ( Vivre et Sens de Vivre ) .


    Question philosophique fondamentale :
    Pourquoi j'existe ?
    Y a-t-il un Sens ?
    Qui suis-je ?
    D'où vient l'Existence ?
    Est-ce-que l'Existence engendre un Sens ?
    Est-ce-que l'Existence a une Valeur ?
    Comment répondez-vous à ces questions ? .

    基本的哲学问题 ：
    为什么我的存在 ？
    有没有意思 ？
    我是谁 ？
    哪里不存在？
    是创建一个存在感？
    是否存在具有价值 ？
    你怎么回答这个问题。

    Fundamental philosophical question :
    Why do I exist ?
    Y does it make sense ?
    Who am I ?
    Where does the Existence ?
    Is-that creates a Sense of Existence ?
    Do Existence that has a value ?
    How do you respond to that question.




    Site résumé de mes travaux et idées. ( diaporama-04-six )


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