Après avoir vu le binaire, vous devez vous demander comment est-ce que l'on peut stocker des choses relativement complexes, telles que des images, des musiques, des vidéos, etc... dans un ordinateur qui ne comprend que des 1 et des 0. Dans cette section, afin de vous en donner l'intuition, nous allons parler des images en particulier.

Imaginez l'image comme une grille pouvant contenir soit un carré noir, soit un carré blanc. Il est facile de voir que l'on peut dessiner une image en coloriant les carrés d'une grille. Et bien, simplement, l'ordinateur associe un 1 à un carré noir et un 0 à un carré blanc. Ce qui veut dire que 01110 représente une ligne contenant 1 carré blanc, suivi de 3 carrés noirs suivi d'un dernier carré blanc.

Introduction

/!\ La notion de représentation de l'image doit être introduite après celle de binaire, si vous voulez approfondir un peu plus avec les élèves.

Après avoir vu le binaire, vous devez vous demander comment est ce que l'on peut stocker des choses relativement complexes, telles que des images, des musiques, des vidéos, etc... dans un ordinateur qui ne comprend que des 1 et des 0. Afin de vous donner l'intuition, nous allons parler des images en particulier.

Les images en noir et blanc

Pour simplifier la chose, discutons d'abord des images en noir et blanc. Imaginez l'image comme une grille pouvant contenir soit un carré noir, soit un carré blanc. Il est facile de voir que l'on peut dessiner une image en coloriant les carrés d'une grille. Et bien, simplement, l'ordinateur associe un 1 à un carré noir et un 0 à un carré blanc. Ce qui veut dire que 01110 représente une ligne contenant 1 carré blanc, suivie de 3 carrés noirs, suivie d'un dernier carré blanc.

Maintenant que l'on sait comment représenter une ligne en noir et blanc, comment construire une grille qui contient des colonnes? Ceci est assez simple, si l'ordinateur sait que les lignes ne sont construites que sur 5 bits (une séquence de cinq 0 et 1), alors si l'on met 10 bits, il comprend que les bits de 1 à 5 forment la première ligne, et le bits de 6 à 10 forment la dernière ligne. Nous pouvons agrandir la grilles en utilisant 15 bits. Alors, on aura 3 lignes de 5 bits (si l'on a décidé qu'une ligne contenait 5 bits!).

Les images en couleurs

Introduire les couleurs dans la grille est plus difficile, mais pas tant que ça! L'idée est vraiment simple: faire correspondre les couleurs avec des nombres. On pourrait donc avoir 1 = rouge, 2 = vert, 3 = bleu, 15 = turquoise, etc... Comme on l'a vu dans la partie binaire, on peut représenter les nombres décimaux en binaire (c'est à dire avec des séquences de 1 et de 0). Dans l'exemple donné un peu plus haut, on aurait que 1111 = 15 = turquoise, et 0011 = 3 = bleu.

Il faut donc faire une chose de plus qu'avant, déterminer combien de couleurs on veut pouvoir représenter. Pourquoi? Parce que pour savoir combien de carrés forment une ligne, il faut savoir combien de bits forment une couleur. On doit donc fixer le nombre de bits qui représentent une couleur, et donc combien de couleurs on va pouvoir représenter (avec un bit (0 ou 1) on peut représenter deux couleurs, avec deux bits (00, 01, 10 ou 11) on peut représenter quatre couleurs, etc...). Petit exemple: si l'on veut une image composée seulement de 4 couleurs (on a alors besoin de 2 bits) et que l'on veut une ligne de 5 carrés de couleur, alors une ligne contiendra 10 bits (car on aura: couleur1 (qui a 2 bits) suivie de couleur2 (qui a 2 bits), suivie de couleur3 (qui a 2 bis), suivie de couleur4 (qui a 2 bits) et suivie de couleur5 (qui a 2 bits), ce qui donne 5 couleurs de suite avec 2 bits chacune, donc 10 bits au total). Finalement, en suivant la même idée qu'au dessus, si l'on veut deux lignes, il suffit de mettre 10 bits suivit de 10 autres bits (c'est pourquoi le poids des images, en octet (1 octet = 8 bits de suite), grandit avec le nombre de couleurs que l'on veut représenter (noir, rouge, bleu, etc.. Plus il y a de couleurs, plus on va avoir besoin de bits pour représenter ces couleurs différentes!) et avec le nombres de carrés (les pixels) qui composent la grille (l'image)!).

Stocker une image

Vous savez donc, maintenant, comment l'ordinateur arrive à stocker des images, malgré le fait qu'il ne comprenne que les 1 et les 0!

L'activité "stocker une image" montre qu'il est possible de découper une image en pixels et de coder la couleur d'un pixel en binaire. Le cas le plus simple est celui d'une image en noir et blanc ou chaque pixel est représenté respectivement par un 1 ou un 0.

La compression

Il est évident que stocker une image en mémoire de cette manière peut prendre énormément de place. On peut donc essayer de trouver comment représenter la même chose, mais avec moins de bits. C'est ce que l'on fait dans l'activité "compresser une image"

Les exercices

L'idée des exercices qui visent à faire comprendre aux élèves la manière dont les images sont stockées dans un ordinateur est simple, il suffit de partir de l'exemple de la grille. A partir d'une grille, deux exercices sont possibles:

• à partir d'une séquence de bits, remplir la grille
• à partir de la grille remplie, trouver la séquence de bits

Comme expliqué plus haut, moins il y a de couleurs, plus l'exercice est facile. Dans le cas extrême où l'on utilise 1 bit (qui peut représenter le noir ou le blanc), il suffit de noircir la case quand on voit un 1, et laisser la case blanche quand on voit un 0. Dans le cas où on veut représenter plus de couleurs, il faut alors que l'élève fasse la conversion de binaire vers décimal (ou l'inverse selon l'exercice), pour ensuite associer un nombre à une couleur.