TP 26 : IMAGES NUMERIQUES Compétences exigibles Associer un

TP 26 : IMAGES NUMERIQUES
Compétences exigibles
Associer un tableau de nombres à une image numérique
Mettre en œuvre un protocole expérimental utilisant un capteur (caméra ou appareil photo numérique) pour
étudier un phénomène optique
Compétences expérimentales : App2, App3, Ana2, Réa1, Réa3, et Réa7
1-Numérisation et taille de fichier
On souhaite numériser le document ci-contre en s’appuyant sur un quadrillage 4x4. Chaque
pixel peut être soit noir (valeur 0) soit blanc (valeur 1).
- Construire le tableau numérique correspondant à la figure en considérant que le seuil de
détection de chaque pixel est fixé à 50 % de blanc.
- A l’aide du tableau, reconstruire l’image dans Gimp en suivant le mode opératoire fourni en
annexe.
- L’image obtenue est-elle satisfaisante ?
- Quel espace occupe cette image sur le disque dur de l’ordinateur ? Quel espace les données de l’image
occupent-elles sur le disque dur ?
- A quoi tient cette différence ? (Ouvrir les deux fichiers avec le logiciel « Hex edit » qui affiche les données
en base 16.
- Comment améliorer l’image du document à numériser ?
- Suivre la même démarche avec le document intitulé « Numérisation 2 » que vous trouverez dans le dossier
« TP Images numériques » dans « doc élève ».
- L’image obtenue est-elle plus ou moins satisfaisante que la précédente ?
- Quel est l’espace occupé par ce fichier sur le disque ? Quel est l’espace occupé par les données de l’image ?
- Comment ce dernier espace a-t-il évolué par rapport à celui de l’image précédente ?
- Sur quel paramètre jouer pour avoir une numérisation de qualité ? Quelles en sont les conséquences ?
- Cette dernière image peut être obtenue en mode RVB. Quel est, dans ce cas, l’espace occupé par les données
de l’image sur le disque dur ? Vérifier en ouvrant le fichier « Numérisation 3 ».
2-Codage d’une image numérique
On souhaite réaliser une image de largeur 5 pixels et de hauteur 1 pixel dans laquelle apparaîtront les couleurs
suivantes : rouge, jaune, vert, bleu, violet.
-Prévoir le codage hexadécimal de l’image et calculer sa taille en octets.
-Utiliser Gimp pour réaliser l’image.
-Comparer la taille calculée à celle lue dans les propriétés du fichier de données d’image.
-Conclure.
3-Analyse d’un phénomène optique
a-Etude d’une figure de diffraction
-Réaliser le montage permettant d’obtenir une figure de diffraction en interceptant le faisceau laser avec un fil
calibré de diamètre L’écran translucide sera recouvert sur la face dirigée vers la webcam d’une
feuille blanche sur laquelle vous aurez tracé, à du bord supérieur, un trait de de long, parallèle au
bord supérieur, servant d’étalon de mesure.
-Mesurer avec précision.

Données : l’écart angulaire a pour expression
-Avec la webcam, prendre une photo de la figure obtenue et l’enregistrer dans vos documents.
Ouvrir le fichier correspondant à cette photo avec le logiciel « Salja J » et l’exploiter en suivant le mode
opératoire fourni en annexe.
-Quelles informations supplémentaires déduit-on de la coupe réalisée par rapport à l’image observée ?
-En déduire une méthode pour déterminer la largeur de la tache centrale avec la plus grande précision possible.
-Mettre en œuvre cette méthode et utiliser le résultat obtenu pour déterminer la longueur d’onde du faisceau
laser.
-Calculer l’écart relatif avec la valeur théorique
b-Interférences en lumière blanche
Le but de cette partie est d’interpréter une figure d’interférences en lumière blanche.
Rappel : En lumière monochromatique, l’interfrange d’une figure d’interférences est donné par la relation
dans laquelle est la distance entre les fentes d’Young et l’écran de visualisation et la distance entre les
centres des deux fentes d’Young ?
-Lancer le logiciel « Salsa J » et ouvrir le fichier « Interférences en lumière blanche » dans le dossier « TP
Images numériques » (Dos sup, Physique-Chimie, Doc élèves, TS2012, TP Images numériques)
-Quelles différences fondamentales observe-t-on entre cette figure et une figure obtenue avec une lumière
monochromatique ?
-Proposer une explication à ces différences.
-Pour valider votre hypothèse, ouvrir le menu « Image» puis le sous menu «Couleur » et utiliser la fonction
« Composantes RVB » du logiciel qui décompose l’image selon les trois canaux R, V et B correspondant aux
longueurs d’onde et (données constructeur)
-Pour chaque canal déterminer la valeur de l’interfrange, en pixels.
-Calculer les rapports et et les comparer aux rapports des longueurs d’onde correspondantes.
-Conclure.
Laser
Webcam
Objet diffractant
Ecran