Chapitre Agir : D fis du XXIe si cle
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Image num rique et capacit de stockage
Difficult : Facile
Dur e estim e : 20 minutes
Le commentaire du professeur :
Cet exercice de physique (terminale S) porte sur les images num riques, leur codification et leur
stockage. Il va te permettre de revoir comment sont cod es les images num riques en noir et blanc ou
couleur. Il te permettra de faire des comparaisons entre deux volutions d cran.
Pour le r ussir, tu dois donc bien r viser les notions portant sur les images num riques et sur les signaux
num rique analogique.
Cet exercice nest pas tr s difficile mais il porte sur des notions assez g n ralistes. Il va te servir
v rifier si tu as bien compris la codification num rique. Il ny a aucun calcul complexe.
nonc :
Tetris
Tetris est un jeu vid o de puzzle con u en 1984 par Alekse Pajitnov. B ti sur des r gles simples et exigeant
intelligence et adresse, il est l'un des jeux vid o les plus populaires au monde. Ses versions sont innombrables,
y compris en 3D, et cette multiplicit se d cline sur tous les types d'ordinateurs. Ce jeu vid o a t propos
avec la premi re Game Boy en 1989. L cran de cette console avait une d finition de 160 x 144 pixels en 4
nuances de gris, et une capacit de stockage pour cartouche de jeux allant de 256 Kio 4 Mio.
Donn es :
La quantit de nombres binaires possibles est 2k, o k est le nombre de bits utilis s.
1. Question 1
D finir ce quest une image num rique.
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Quelle diff rence fais tu entre un signal analogique et un signal num rique ?
2. Un signal analogique varie de fa on continue au cours du temps alors quun signal num rique varie
de fa on discr te, par paliers. quoi est due cette r partition par paliers ?
3. Cette r partition avec palier est due au fait que linformation est convertie en langage binaire, fait
de 0 et de 1.
Corrig
Une image num rique est une image acquise, trait e et/ou stock e en langage binaire.
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
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4/4/2015Solution Image num rique et capacit de stockage Soutien scolaire en ligne Les Bons Profshttp://www.lesbonsprofs.com/exercice/physique chimie/agir defis du xxie siecle/image numerique et capacite de stockage/solution1/52. Question 2
Quelle donn e indique que les images de Tetris sur Game Boy sont num riques ?
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Aide toi de la r ponse pr c dente.
2. Relis le texte et essaie de trouver une information typique dun signal num rique.
3. Comme information type du num rique, on trouve les unit s KiO et MiO que lon relie au langage
binaire. Le stockage est donc num rique.
Corrig
Dans le texte, on lit et une capacit de stockage pour cartouche de jeux allant de 256 Kio 4 Mio .
Donc une capacit de stockage en Kibioctet et en M bioctet.
Cest une capacit de stockage qui sexprime en octet (8 bits, donc 8 chiffres binaires), ce qui signifie que
les images comme celles du jeu Tetris sont enregistr es en langage binaire et sont donc num riques.
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
3. Question 3
Quelles caract ristiques de limage sont cit es dans le texte ? Pr ciser leur signification.
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Relis le texte et trouve lendroit o il est question de l cran.
2. Dapr s le texte la d finition de l cran est de 160 x 144 pixels en quatre nuances de gris . Que
signifie le terme pixel et celui de nuance de gris ?
3. Un pixel est le plus petit l ment constitutif de limage. Les pixels constituent un quadrillage de
limage. Chaque pixel peut prendre une nuance de gris parmi les quatre possibles.
Corrig
Dapr s le texte, l cran de la Game Boy est constitu de 160 x 144 pixels en quatre nuances de gris .
Un pixel est le plus petit l ment constitutif de limage. Les pixels quadrillent l cran en lignes et en
colonnes. Chaque pixel est cod en langage binaire pour donner une nuance de gris parmi les quatre
possibles ici.
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
4. Question 4
Pourquoi peut on dire quune image num rique est un tableau de nombre ?
4/4/2015Solution Image num rique et capacit de stockage Soutien scolaire en ligne Les Bons Profshttp://www.lesbonsprofs.com/exercice/physique chimie/agir defis du xxie siecle/image numerique et capacite de stockage/solution2/5 cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
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le corrig
Astuces pour cette question
1. Revois ton cours. Quappelle t on une codification binaire ?
2. Une codification binaire, cest un ensemble de 0 et de 1 donc des nombres.
3. Aide toi de la r ponse la question pr c dente.
Corrig
Une image est un quadrillage de pixels : cest donc un tableau de pixels (r partis en lignes et en
colonnes).
chaque pixel est attribu un nombre binaire qui le code. Donc chaque pixel contient un nombre.
Une image num rique est donc un tableau de nombres. (Chaque case renferme le nombre qui code un
pixel).
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
5. Question 5
Combien de nombres seront indiqu s sur le tableau associ une image du jeu Tetris sur Game Boy ?
Justifier.
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Aide toi de la r ponse pr c dente.
2. Comme dans chaque case du tableau, il y a un nombre, en fait tu cherches le nombre de cases du
tableau. Et comme une case, cest un pixel alors tu cherches le nombre de pixels. toi de jouer !
Corrig
Sur une image du jeu Tetris sur Game Boy, il y a : 160 x 144 = 23040 pixels.
Chaque pixel tant cod par un nombre binaire, il y a donc 23040 nombres binaires dans le tableau.
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
6. Question 6
Expliquer pourquoi 2 bits sont n cessaires pour coder chaque nuance de gris.
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Retrouve dans les donn es linformation utile ici.
2. Dans les donn es, on tindique que la quantit de nombres binaires possibles est 2k, o k est le
4/4/2015Solution Image num rique et capacit de stockage Soutien scolaire en ligne Les Bons Profshttp://www.lesbonsprofs.com/exercice/physique chimie/agir defis du xxie siecle/image numerique et capacite de stockage/solution3/5nombre de bits utilis .
3. Regarde le nombre de nuances dont tu as besoin : il te faudra un code, cest dire un nombre
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binaire sp cifique, pour chaque nuance.
Corrig
Pour le jeu Tetris sur Game Boy , chaque pixel doit pouvoir coder quatre nuances de gris diff rentes :
donc il doit pouvoir prendre quatre valeurs diff rentes.
On sait que avec k bits, on peut faire 2k, nombres binaires diff rents.
Avec 2 bits, il y a 22 = 4 nombres possibles. Cest ce quil faut .
On peut donc bien coder quatre nuances de gris avec seulement 2 bits.
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
7. Question 7
Le jeu Tetris est actuellement propos en couleurs. Expliquer le principe du codage RVB des couleurs.
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Souviens toi de ton cours de 1 re S sur les couleurs.
2. La synth se des couleurs tudi es en 1 re S utilise les trois couleurs primaires : le rouge, le vert et
le bleu. La superposition de ces trois couleurs mises par des sources lumineuse dintensit
variable permet de recr er toutes les autres couleurs.
Corrig
On obtient les couleurs dune image num rique en associant un nombre aux couleurs rouge, verte et
bleue, les trois couleurs primaires de la synth se additive des couleurs. On parle donc de codage RVB (R
pour Rouge, V pour Vert et B pour Bleu).
La superposition de ces trois couleurs mises par des sources lumineuse dintensit variable permet de
recr er toutes les autres couleurs. Ainsi chaque pixel dun cran est compos de trois sources
lumineuses : une rouge, une verte et une bleue.
As tu r ussi cette question ?
r pondent en ligne et en direct.
Besoin d'aide ? Des profs te
Oui
Non
8. Question 8
Sachant quil y a plus de quatre couleurs propos es, expliquer pourquoi le jeu prend alors plus de m moire
dans la cartouche.
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Aide toi de la r ponse la question 6.
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2. Pour coder les quatre nuances de gris, il fallait 2 bits car il fallait quatre nombres binaires diff rents.
4/4/2015Solution Image num rique et capacit de stockage Soutien scolaire en ligne Les Bons Profshttp://www.lesbonsprofs.com/exercice/physique chimie/agir defis du xxie siecle/image numerique et capacite de stockage/solution4/5Un nombre binaire par couleur.
3. Il sagit de davoir une id e sur le nombre de bits pour coder quatre couleurs ou plus.
4. La taille de la m moire est exprim e en octet, cest la place occup e par le codage.
Corrig
Puisquil y a plus de quatre couleurs, il faut donc plus de quatre nombres binaires pour codifier ces
couleurs ~ il faudra alors plus de 2 bits par pixel.
Chaque pixel est donc cod par un nombre de bits plus grand que sur limage en niveaux de gris. Il y aura
donc plus de bits stocker dans la cartouche de jeu.
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
9. Question 9
Que dire de la qualit dune image du jeu Tetris sur une Game Boy plus r cente, de m me taille d cran et
de d finition 240 x 160 pixels ?
cris ta r ponse ici, tu pourras la comparer avec
le corrig
Astuces pour cette question
1. Rep re ce qui reste identique et ce qui change.
2. Rappelle toi que la qualit dune image d pend de sa d finition .
3. La d finition dune image est son nombre de pixel.
Corrig
Pour une m me taille d cran, cest le nombre de pixels qui donnera la d finition de limage et sera
d terminante pour sa qualit .
Dans lancienne Game Boy il y avait : 160 x 144 = 23040 pixels.
Pour la Game Boy plus r cente, il y a : 240 x 160 = 38400 pixels.
La d finition de limage de la Game Boy plus r cente est donc bien meilleure. Pour une m me taille
d cran, la qualit de limage est meilleure sur la Game Boy plus r cente.
As tu r ussi cette question ?
Oui
Non
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4/4/2015Solution Image num rique et capacit de stockage Soutien scolaire en ligne Les Bons Profshttp://www.lesbonsprofs.com/exercice/physique chimie/agir defis du xxie siecle/image numerique et capacite de stockage/solution5/5