Le numérique s’impose comme incontournable. Nous regardons, parfois à nos dépends, des dizaines, des centaines d’écrans au quotidien. Nous y chassons, nous y pêchons, nous y récoltons à merveille les informations, de vrai-e-s expert-e-s en la matière. Mais savons-nous vraiment de quoi il en retourne ? De l’image au code, intégrons la matrice.
Digital vient du latin digitus qui signifie doigt. Par analogie avec les extrémités de nos paluches, digit (en anglais) désigne un chiffre de 0 à 9 (10 est nombre composé de deux chiffres, 1 et 0). Se faire digitaliser signifie donc se faire transformer en chiffres : c’est la numérisation. Images, sons, vidéos, signaux électriques… tou-te-s sont changé-e-s en données numériques. Vous savez, les suites de 0 et de 1 ? Les bits voyons !
bit = binary digit
Un bit est un élément binaire signifié par 0 ou 1 et représentant une alternative logique (vrai-faux, montée-descente, présence-absence, crête-creux…).
Prenons un vieux et vulgaire scanner N&B et mettons-y le logo de WAX Science ! Que serait le résultat de cette digitalisation ?
WAX (Noir & Blanc) = 1111111101110110 (16 bits)
Notre première étape consiste en un échantillonnage spatial. Le scanner analyse le logo en le divisant en petits carrés, en le grillageant. Nous dirons que chaque case code pour un bit, 0 ou 1, correspondant aux deux alternatives envisageables :
- 0 = le logo n’apparaît pas dans la case -> blanche
- 1 = le logo apparaît dans la case -> noire
Selon les capacités de quantification et d’encodage du scanner, la qualité de définition et la taille du fichier numérisé varieront.
Un peu de combinatoire ?
Combien de grilles différentes de 16 cases remplies de 0 et de 1 pouvons-nous dénombrer ?
Sachant que pour chaque case, indépendamment des autres sous-unités, nous avons deux possibilités, nous aurons au total 2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2=216 combinaisons possibles. Arrondi au millier supérieur, cela fait près de 66 000 configurations !
Âge d’or des consoles de jeux vidéo… des 16- aux 64-bits
16 bits codent donc 216 états possibles
Nous comprenons un peu mieux pourquoi le développement du numérique est indissociable de celui des outils de calculs (abaques, calculatrices, ordinateurs, smartphones, GPS, et cetera).
Imaginons maintenant que notre scanner soit plus précis, disons 64 cases. À quoi ressemblerait la dissection de notre logo ?
WAX = 1110000011100111111001111110011100111111001111000011100000111000 (toujours en noir et blanc)
Vous trouvez ça grossier ? Et pourtant, avec 64 cases, il y a plus de 18 trillions (des milliards de milliards) de combinaisons envisageables, que dalle !
264 = 18 446 774 073 709 551 616
Vous voyez venir la suite ? Plus l’échantillonnage est précis, plus le nombre de combinaisons sera conséquent, l’augmentation est exponentielle. Ainsi, plus le code de l’image sera long, plus la taille du fichier sera importante, plus la reproduction de la source sera fidèle.
En réalité, la quantification et l’encodage font intervenir des étapes de cryptage et de compression, des opérateurs mathématiques autres que 0 et 1. On utilise les octets plutôt que les bits (1 octet = 8 bits). Mais le principe reste bien le même ! La matrice ? Nous étions en sûreté dans son jardin d’enfants. Promis, la prochaine fois, nous nous équiperons de lasers aux couleurs de l’arc-en-ciel pour nous balader dans le quartier haute sécurité des hologrammes !
Image à la une : https://pixabay.com/fr/
COMMENTAIRES