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GEOGRAPHIE - EDUCATION CIVIQUE - ACADEMIE D'ORLEANS-TOURS
Un peu de technique
En dehors du tracé fractal, il existe deux façons différentes de dessiner de façon numérique, sur un écran d'ordinateur:
La première consiste à travailler sur une grille de points, à la manière des peintres pointillistes. Il faut gérer la position (les coordonnées) et la couleur de chaque point (ou pixel: picture element). La taille de la "toile " informatique est la résolution de l'écran (ex: 640 x 480 signifie une matrice de 640 points horizontalement et 480 points verticalement). La taille peut aller jusqu'à 1024 x 768 (et même 1280 x 1024 sur de grands écrans).
La seconde travaille avec des lignes (des courbes) et des surfaces, à la manière des mathématiciens en géométrie plane. Une ligne est définie par des points caractéristiques qui définissent son
équation (un vecteur). Rassurez-vous, c'est l'ordinateur qui s'occupe de tous les calculs. Il retient aussi la couleur, l'épaisseur et le figuré (continu ou pointillé) de la ligne. La taille du dessin n'est limitée que par la mémoire de l'ordinateur (et ensuite, par la résolution de l'imprimante).Chaque méthode ayant ses avantages et ses inconvénients, nous allons les comparer sur plusieurs caractères:
A- Fonctionnements comparés des deux familles de représentation:
| Dessin Bit Map | Dessin vectoriel |
| Si on trace un cercle, un logiciel bitmap utilise une formule mathématique (centre et rayon), et allume tous les points de la grille qui se trouvent sous le tracé. Les coordonnées des points obtenus sont mémorisés. Mais on ne mémorise pas le centre, le rayon, l'épaisseur du trait, ... Les points alignés forment bien un cercle, mais ils ne sont pas liés les uns aux autres. La ligne qui les unissait n'a pas été mémorisée, c'est seulement notre cerveau qui rétablit l'illusion d'une ligne continue. | Si on trace un cercle, un logiciel vectoriel mémorise les paramètres (coordonnées du centre et longueur du rayon) et il affiche le tracé à l'écran. Le cercle existe sous deux formes: une formule mathématique en mémoire et un tracé sur l'écran. Le tracé est commandé par le vecteur, les caractères du trait (épaisseur, couleur, figuré) et la couleur de la surface. De plus, tout cela reste modifiable séparément: lignes, points ou figures entières (associer ou dissocier). |
| Dessin Bit Map : des points dans une matrice | Dessin vectoriel: des courbes |
| Avantage: La représentation mentale et la gestion sont simples: des points, des coordonnées dans une matrice et un seul plan d'affichage. |
Inconvénient:
La gestion des lignes par leurs points de contrôle semble assez compliquée au début. La notion de couches de dessin (ou calques) est un peu déroutante: si les plans ne sont pas affichés en même temps, on ne sait plus ce qui est dessiné, et si on affiche tous les plans, on ne comprend plus rien au dessin. (La rançon du progrès des possibilités de dessin) |
| Inconvénients:
1- Les tracés courbes ou obliques seront traduits par des "escaliers" 2- Pour retoucher une ligne ou la déplacer (en respectant la couleur, l'épaisseur, le figuré), il faut modifier tous les points qui la composent. 3- Il faut gérer un nombre énorme de points (une grille de 640 x 480 donne 307 200 pixels) qui sont tous indépendants les uns des autres. 4- Les fichiers graphiques sont volumineux. |
Avantages:
1- Les tracés courbes sont très précis 2- On peut modifier chaque ligne d'un seul coup: tracé, couleur, épaisseur, figuré. 3- On ne travaille qu'avec un nombre limité d'objets graphiques, ce qui permet de les modifier d'un seul coup. 4- Les fichiers graphiques sont légers. |
Une autre caractéristique qui les oppose totalement:
| Dessin Bit Map (matrice de points) | Dessin vectoriel |
| On ne peut travailler que sur une seule couche de dessin: les figures que l'on dessine vont se superposer sur le même plan mais elle ne donneront qu'un seul dessin global car un point nouveau "écrase", prend la place du précédent. On ne garde pas en mémoire les différentes couches ou calques successifs. | On peut travailler sur plusieurs calques et les afficher ensemble ou non. Un plan se superpose à un autre, sans le détruire, chaque plan est modifiable et affichable séparément. C'est très pratique en cartographie, pour voir les côtes, les fleuves, les villes et les empiler pour les afficher successivement. |
Une application: l'écriture bitmap et l'écriture vectorielle (polices True Type).our afficher des caract
Modifications et changements d'échelle
| Dessin
Bit Map : des points dans une matrice |
Dessin
vectoriel: des courbes et des équations |
| Inconvénient:
Les modifications d'échelle sont difficiles, parfois impossibles (dégradation de l'image en cas de réduction importante), par à-coups (nombre entier de pixels), et le résultat est souvent décevant (escaliers, effets indésirables). |
Avantage:
Les modifications d'échelle sont très faciles, de façon continue, au point près, en agrandissement et en réduction, et le résultat est toujours très satisfaisant. |
Les formats de sauvegarde et d'échange des fichiers graphiques
| Dessin Bit Map : des points dans une matrice |
Dessin
vectoriel: des courbes et des équations |
|
| On garde une photo de l'écran, en mémorisant les coordonnées et la couleur chaque point de la grille. C'est ainsi que travaille un scanner: il mémorise tous les points de chaque ligne du dessin à numériser et construit la matrice de points. Avec une résolution assez faible de 640 x 480, on stockera donc un fichier de 307 200 données de 3 codes: largeur, hauteur et couleur. Même en les compactant, le chargement, l'affichage et la sauvegarde demandent du temps et de la place (mémoire et disque dur). Ce n'est pas la puissance de calcul mais la mémoire qui doit être importante. | On conserve les points, les lignes et les surfaces au fur et à mesure de leur création. Les fichiers décrivent des instructions mathématiques: une ligne est mémorisée par 8 codes: 2 coordonnées pour chaque extrémité, un vecteur de tracé, une couleur, une épaisseur et un style (continu, tiretés ou pointillés). Dans le système bitmap, il faudrait retenir des centaines ou des milliers de points qui composent cette ligne. Les fichiers vectoriels sont donc de petite taille, ils occupent peu de place, se sauvegardent et se chargent vite. Mais il faut un processeur puissant pour faire tous les calculs. | |
| Les extensions courantes des fichiers bitmap sont BMP (pour BitMaP, matrice de points), PCX, ou encore GIF, JPG, TIF, TGA, ... | Les extensions courantes des fichiers vectoriels sont WMF (M pour Metafile), CGM, DRW, CDR, DXF, EPS, ... | |
| On ne peut pas convertir un fichier BitMap en vectoriel, à moins d'utiliser un logiciel de retraçage qui va générer un fichier très complexe, où le tracé sera difficile à utiliser (sauf pour un dessin au trait). | On peut toujours convertir un vectoriel en bitmap, mais en perdant beaucoup de ses qualités de précision et de finesse). | |
La façon d'imprimer les graphismes.
| Dessin Bit Map : | Dessin vectoriel: |
| On reproduit point pour point la trame de l'écran affiché. L'imprimante va donc travailler avec la définition de l'écran (ex: 640 points dans la largeur de la page imprimée) et elle va dessiner de gros points, alors que ses possibilités sont bien supérieures. C'est une simple recopie d'écran. | Le dessin va être composé en mémoire, en utilisant la définition de l'imprimante (ex: 600 points par pouce, soit 7 000 points dans la largeur d'une page imprimée), sans passer par la résolution de l'écran. Ce n'est pas une recopie d'écran: les traits et les points pourront être aussi fins que possible. |
| Les textes en très petites lettres seront peu lisibles car elles seront dessinées dans une matrice de gros points qui ne se prête pas à la réduction. | Les textes seront très lisibles, même les petites lettres, car elles sont redessinées en courbes et non pas composées de points juxtaposés. |
Une carte n'est pas une photo ou un tableau. C'est un document construit, qui fait appel à l'abstraction et montre une réalité simplifiée. Le cartographe n'est pas un peintre. Il a besoin de tracer (et de modifier) des points, des traits fins (avec des épaisseurs, des couleurs et des figurés différents) et des surfaces complexes (avec des couleurs pas trop nombreuses). Il veut écrire petit, avec différentes polices de caractères, tout en restant très lisible. Il doit souvent changer d'échelle. Il désire un tirage soigné, avec une définition élevée, qui respectera la complexité de la carte.
| Dessin Bit Map : | Dessin vectoriel: |
| La réduction est difficile (les changements d'échelle doivent s'adapter à la définition fixe de la matrice d'affichage) et les modifications sont toujours très longues et fastidieuses (trop de points à gérer). De plus, la gestion des polices de caractères ne permet pas d'écrire trop petit ou de trop réduire les textes. | Les changements d'échelle se font au point près, ils sont faciles et rapides. Le tracé un peu "fil de fer" du mode vectoriel convient parfaitement aux cartes. La gestion des polices vectorielles autorise des textes très petits mais lisibles, et on peut sans difficultés les positionner et les dimensionner . |
Pourtant, ceux qui veulent seulement pouvoir manipuler, dimensionner ou modifier des fonds et des légendes de cartes vectorielles existantes, ont une solution plus pratique et plus immédiate. Il leur suffit: