Sciences fondamentales pour le multimédia - Programme de cours

UNITE D’ENSEIGNEMENT
Intitulé : Sciences fondamentales pour le multimédia
Code : SFM1300
Cette unité d'enseignement est composée de trois éléments constitutifs d'unité d'enseignement
notamment les fondements du multimédia, les mathématiques pour le multimédia, et la physique
pour les applications multimédia.
Objectif général
L'objectif de ce cours est de permettre aux apprenants d'acquérir les fondements mathématiques
et physiques des applications classiques en multimédia.
Objectifs spécifiques
Au terme de ce cours, l'apprenant est capable :
• de mettre en place une chaîne multimédia ;qrrfr
• de numériser du son ;
• de traiter l'image ;
• de traiter la vidéo ;
• de créer et intégrer des médias numériques ;
• d'utiliser correctement les propriétés qui décrivent les structures algébriques ;
• d'appliquer des notions de structures algébriques dans le cadre des problèmes pratiques
du monde réel ;
• de résoudre des systèmes linéaires ;
• résoudre de façon numérique les équations différentielles ;
• de maîtriser les outils d'interpolation, de dérivation et d'intégration numérique et
d'optimisation sans contraintes ;
• de connaître les lois de la physique des milieux continus ;
• de connaître les ondes transverses et les ondes longitudinales ;
• de connaître l'optique géométrique ;
• de maîtriser les sources de lumière ;
EC 1 : Fondements du multimédia
Pré-requis
• Développement web
Contenu

• Définition, origine, historique et intérêt du multimédia
• les applications du multimédia
• la norme MPC
• le son et le traitement numérique
• la compression du son numérique
• la modélisation informatique de l'image
• la caractérisation de l'image
• la compression de l'image
• la vidéo analogique et la vidéo numérique
• la compression de la vidéo
• les différents formats de vidéo.
• Perception visuelle et SHV (RGB et SV)
EC 2 : Mathématiques pour le multimédia
Contenu
• Généralités sur les groupes, anneaux, corps
• Théorème de Lagrange, Action d'un groupe sur un ensemble, stabilisateur et orbite
• Méthodes numériques et calcul scientifiques
• Méthodes numériques et équations différentielles
• Les groupes symétriques (permutation, cycle de Sn)
• Arithmétiques (groupes cycliques, idéaux de l'anneau Z)
• Géométrie (groupes orthogonaux et isométries)
EC 3: Physique pour le multimédia
Contenu
Chapitre 0 : Rappels (les unités en physique, calcul d’incertitude, les notations scientifiques,
échelle logarithmique, les lois de Newton, etc.)
Chapitre 1 : Généralités sur les ondes (onde électromagnétique, onde mécanique, onde sonore,
onde transversale, onde longitudinale, onde plane, onde sphérique, vibration, onde progressive,
onde harmonique, onde stationnaire, célérité, fréquence, etc.)
Chapitre 2 : Optique géométrique et ondulatoire (sources de lumière, perception de la lumière,
propagation de la lumière, réfraction, réflexion, dispersion, atténuation, diffusion, interférences,
etc.)
Chapitre 3 : Les ondes sonores (propagation, spectre, hauteur, intensité, effet Doppler, bruit,
interférence, loi sur la production sonore au Bénin etc.)

Chapitre 4 : Applications (Principe de la lecture d’un disque optique, la diffraction, La physique
du jeu vidéo Super Mario Bros (2015), etc.)
Méthodes d'enseignement
• cours magistral et travaux dirigés
• travaux personnels de l'étudiant
Modes d'évaluation
• contrôle continu
• évaluations sommatives
Bibliographie
• Informatique graphique, Méthodes et modèles (2e éd.), PÉROCHE Bernard, édition
Lavoisier Hermes, 1997.
Traité IC2, série Signal et image, BARLAUD Michel, LABIT Claude, édition Lavoisier Hermes,
2002.
• La compression des images numériques, CNAM - Synthèses informatiques, GUITTER,
édition Hermes Lavoisier, 1995.
• F. LIRET et D. MARTINAIS, Algèbre 1ère année , 2e édition, Dunod, 2003.
• J. CALAIS, Éléments de théorie des groupes , PUF Mathématiques
• Alfio QUARTERONI, Calcul scientifique : cours, exercices corrigés et illustration en
Matlab et Octave
• Laurent SOURIAU, Ondes de forme vues par un physicien : les ondes de forme ont une
action bien réelle, 2017.
• Matthias GEUTING, Optique géométrique et physique, Préparation du BTS opticien
lunetier, Cours et 154 exercices et problèmes, 2012
Webographie
• https://docs.google.com/file/d/0B4WhhHJ42alMckY2Z242V2t3ckU/view
• http://www.technologuepro.com/forum/m-31-783-cours-fondement-multimedia.html
• Fondements du multimédia, Hechkel A., disponible à l'url
https://hechkelamina.wordpress.com/2012/06/25/fondement-du-multimedia
• http://deptinfo.cnam.fr/Enseignement/CycleSpecialisation/CAM/intro06.pdf
• W. ROSCH, Multimedia bible, SAMS publishing, 1995
• http://cours.toucharger/com/cours/informatique/multimedia/
• Mazen SAAD, Analyse numérique , téléchargeable à l'adresse URL
http://www.math.sciences.univ-nantes.fr/~saad/coursanume.pdf

J. RAPPAZ, M. PICASSO, Analyse numérique pour ingénieur , un mooc sur Coursera à l'URL
https://www.coursera.org/course/analysenumerique

EC3 : PHYSIQUE POUR LE MULTIMEDIA
Introduction générale
La physique est une science expérimentale de la nature qui étudie les phénomènes naturels et
leurs évolutions. Elle établit des théories qui permettent de les modéliser et, de fait, de les
prévoir. Les théories établies par la physique s'appliquent dans des cadres bien définis.
Multimédia = multi + média. Multi signifie plusieurs – Média (medium) signifie milieu de
diffusion de l’information. C’est la coexistence sur un même support de plusieurs médias (texte,
son, image, vidéo). C’est l’intégration sur un même support de données de différents types en
vue de leur manipulation (éventuellement interactive) à l’aide de l’informatique.
Physique pour le Multimédia est un cours qui met en jeu les savoirs : onde, lumière, son, image
fixe, image animée accompagnée de son ou non (vidéo).
Chapitre 0 : Rappels
• Les Unités en Physique
• Les unités sont les étalons pour la mesure de grandeurs physiques.
• Les grandeurs physiques sont liées par un système unifié d’unités.
• SI (système international) ou MKS (mètre kilogramme seconde) correspond au standard
international.
• Toutes les grandeurs physiques (Force, Energie, Pression, Vitesse ...) peuvent être
définies comme une combinaison d’unités de base : longueur, masse et temps : m, kg, s.
• Par souci de simplification, certaines unités portent le nom de physiciens.
Exercice : Donnez des exemples
• Unités de Base
Grandeur
physique
Symbole
de la
grandeur
Symbole de
la dimension
Nom
de
l'unité
Symbole
de
l'unité
Longueur
l, x, r
L
mètre
m
Masse
m
M
kilogramme
kg
Temps, durée
t
T
seconde
s