FI/2/00

Scanners
la bonne résolution pour imprimer

Aymar.debrossin@epfl.ch, SIC

Le but de cet article est de vous aider à choisir la résolution de votre scanner lors de la numérisation de documents destinés à être imprimés.

Une numérisation optimale consiste à obtenir un fichier image le plus petit possible pour la meilleure qualité d'impression possible. La résolution à sélectionner sur votre scanner dépendra donc directement de l'imprimante choisie.

Une recette universelle

Pour ceux que la technique ennuie, voici une recette bonne pour la plupart des documents de type photographique:

Résolution de numérisation = résolution de l'imprimante * G/4

G étant le rapport d'échelle image_imprimée sur image_originale.

Par exemple, Avec une imprimante à 600 ppi et une photo à reproduire à l'échelle 1/2, le passage au scanner se fera avec une résolution R = 600*0.5/4) =75 pixels par pouce.

Numériser avec une résolution supérieure n'augmente pas la qualité de l'image imprimée et alourdit le fichier résultat. A titre de comparaison, une image numérisée à 300dpi est seize fois plus grande que la même image numérisée à 75dpi.

Pour les documents au trait (plans, schémas, etc.), les meilleures impressions seront obtenues en numérisant en mode bitmap (pur noir et blanc) à la pleine résolution de l'imprimante (échelle 1:1).

Le tramage

Fig.1 image tramée et son agrandissement quatre fois

Laser, jet d'encre, transfert thermique, cire... d'une façon générale les imprimantes fonctionnent en mode binaire: encre (noir) ou pas encre (blanc du papier).

Les niveaux de gris sont obtenus par tramage, c'est-à-dire par juxtaposition de points noirs et blancs, l'oeil se chargeant de fusionner ces points.

Tramer revient, en gros, à grouper des points élémentaires de l'imprimante en pavés. La taille de ces pavés détermine la résolution apparente finale (linéature) et le nombre de niveaux de gris rendus.

La figure 2 ci-dessous montre le damier des points élémentaires de l'imprimante et leur réunion sous forme de pavés. La taille du point élémentaire définit la résolution de l'imprimante.

pas de trame
600 ppi
trame = 2*2
300 lpi
trame = 4*4
150 lpi
trame = 6*6
150 lpi 100 lpi

Figure 2

Chaque pavé de points d'impression correspond à un pixel de l'image, donc à un niveau de gris particulier. Plus le pavé de base est gros, moins la résolution apparente sera élevée (gros pixels) mais plus il sera possible de moduler le rapport de points noirs et blancs, c'est-à-dire le nombre de niveaux de gris.


Si un pavé occupe 2x2 points élémentaires d'imprimante, on pourra y placer 0, 1, 2, 3 ou 4 points noirs, soit 5 niveaux de gris:

(blanc)(gris clair)(gris moyen)(gris foncé) (noir)

La linéature sera 600/2 = 300 lpi
Si un pavé occupe 6x6 points élémentaires d'imprimante, on pourra y placer 0, 1, 2, 3 ... 36 points noirs, soit 37 niveaux de gris et la linéature sera 600/6 = 100 lpi


L'oeil humain discerne une cinquantaine de niveaux de gris. Une trame de 6x6 (37 niveaux de gris) correspond à une palette très convenable de nuances pour des documents de type photographiques. Pour cette raison, la plupart des imprimantes offrent par défaut une linéature équivalente à un sixième de leur résolution (trame 6x6). Photoshop propose en standard 53 lignes par pouce pour une imprimante supposée à 300 points par pouce.

La figure ci-dessous montre le résultat du compromis entre finesse de l'image et nombre de niveaux de gris. Les photos représentées sont techniquement très différentes: le visage demande surtout une bonne palette de gris, l'architecture exige en premier lieu de la définition.

2 niveaux
pas de trame
600 dpi
5 niveaux
trame 2x2
300 lpi
10 niveaux
trame 3x3
200 lpi
17 niveaux
trame 4x4
150 lpi
37 niveaux
trame 6x6
100 lpi
(standard)
65 niveaux
trame 8x8
75 lpi
145 niveaux
trame 12x12
50 lpi

Numériser en niveaux de gris

Pour que l'image imprimée soit de bonne qualité, un tramage correct ne suffit pas; encore faut-il que l'image de départ ait une résolution suffisante.
Une résolution trop basse au scanner donnera une impression floue. Une résolution trop élevée conduira à un fichier image volumineux, lourd à traiter, encombrant pour les réseaux et sans avantage au plan de l'impression.

La figure ci-dessous montre la même image numérisée en 50, 100, 150, 200, 300 et 600 points par pouce, imprimée avec des trames traditionnelles de 75 lpi (colonne de gauche) et 100 lpi (colonne de droite).

75 lpi 100 lpi
trame: 50 dpi
taille image: 2kB
trame: 100 dpi
taille image: 9kB
trame: 150 dpi
taille image: 21kB
trame: 200 dpi
taille image: 37kB
trame: 300 dpi
taille image: 84kB

Noter l'accroissement exponentiel de la taille du fichier avec sa définition.

Si nous regardons attentivement la deuxième colonne de la figure 4 (trame 100 lpi), nous pouvons voir que la qualité augmente franchement jusqu'à 150 dpi. De 150 dpi à 200 dpi, une très légère amélioration est encore perceptible. Au delà de 200 dpi au scanner, on ne gagne rien mais le fichier résultat s'alourdit considérablement.

D'une façon générale, la numérisation se fera avec les valeurs suivantes:

En prenant comme standard:

Nous obtenons la recette donnée au début de cet article:
Avec Rscan: résolution au scanner et Rprint: définition de l'imprimante:
Rscan = 1.5 x Rprint / 6 c'est-à-dire Rscan = Rprint /4

Un cas particulier: les images bitmap

Une image de type bitmap est constituée de pixels uniquement noirs ou blancs. Pas de niveaux de gris.

Dans ce cas, les choses sont simples: à chaque pixel de l'image nous pouvons faire correspondre un point élémentaire de l'imprimante.

La qualité maximale possible sera ainsi obtenue en numérisant le graphique en choisissant la même résolution que l'imprimante (par exemple 600 dpi), en mode bitmap. Comme toujours, multiplier cette résolution par le facteur d'échelle de reproduction.

A condition de disposer d'un océan de mémoire vive pour votre ordinateur, vous pourrez même numériser en niveau de gris et faire la conversion en bitmap sur Photoshop. Cette conversion sera alors plus facile, précise et souple à effectuer.

La figure ci-dessous montre la différence entre scan en niveaux de gris (de 75 à 300 dpi) et scan bitmap à 600 dpi (sortez vos loupes!).

Le tramage à points dispersés

Une méthode séduisante pour réaliser un tramage consiste à disperser autant que possible les points noirs et blancs qui simulent les niveaux de gris. Cette manière de faire évite l'impression granuleuse que peuvent laisser les trames traditionnelles.

Le plus utilisé des tramages à points dispersés est la diffusion d'erreur ; son principe de fonctionnement est le suivant :

L'ordinateur balaie à la façon d'un scanner l'image à imprimer : au premier point de cette image (en haut à gauche) correspond un niveau de gris que l'ordinateur traduit par un point noir ou blanc. La différence est ajoutée au niveau du point suivant de l'image et de nouveau traduite par un point noir ou blanc. Et ainsi de suite.

Par exemple si les premiers pixels de l'image sont gris clair, la machine imprimera des points blancs jusqu'à ce que la somme des erreurs dépasse la valeur d'un gris moyen - ce qui déclenchera l'apparition d'un point noir.

Pour chaque pixel de l'image correspond un certain nombre de points d'impression (comme pour les trames classiques).

L'inconvénient majeur du tramage à points dispersés est l'engraissement des points (les points réels d'impresion ne sont pas de jolis carrés mais plutôt des taches qui débordent un peu de ces carrés théoriques). L'engraissement se traduit par un assombrissement général de l'image et un bouchage des ombres... Ce phénomène est de plus variable d'une imprimante à l'autre.

Cette difficulté réelle de réglage me fait renoncer à m'étendre dans cet article sur cette méthode élégante.

De très nombreux constructeurs utilisent quand même ce tramage par diffusion d'erreur mais alors, l'algorithme et les corrections de densité utilisés font partie intégrante de leurs imprimantes. L'utilisateur n'en a pas le contrôle.

Et maintenant, à vos scanners !

Scan:75 dpi gris150 dpi gris300 dpi gris75 dpi bitmap
Taille:2 kB21 kB84 kB42 kB (bitmap)


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© FI-3-00 du 4 avril 2000