Formation technique en informatique X41 Le cours technique X41-tech
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26. Imprimante, impression et acquisition image

De nouveau ce chapitre va reprendre des parties matérielles et logicielles mais repris comme matière hardware. D'abord des notions théoriques, ensuite les différents appareils utilisés pour imprimer, scanner ou photographier des images (y compris la maintenance et la réparation), pour terminer par la configuration sous Windows: sauf en réseau qui sera vue au chapitre suivant.

Comme le précédant qui reprenait le matériel réseau, c'est un des gros chapitre de cette formation X41.

1. Notions théoriques sur les images.

En informatique et en photographie, les couleurs sont crées à partir de 3 couleurs de base: RVB (Rouge - Vert - Bleu) ou en impression Magenta - jaune - bleu. En juxtaposant les 3 couleurs suivant différentes nuances, on obtient la couleur désirée. Les imprimantes photos actuelles utilisent des couleurs supplémentaires suivant les modèles: une noire supplémentaire permettant d'améliorer le contraste ou (chez HP) deux ou trois nuances de cyan (rouge) et bleu en remplaçant ou non le noir. Par contre, en numérisation, seules les 3 couleurs de base sont utilisées.

Le deuxième paramètre est lié à la résolution exprimée en DPI: c'est le nombre de point utilisé sur une longueur en pouce (inch en anglais), et ramené sur une surface. Prenons un exemple avec une imprimante qui va imprimer en 9600 * 2400: ça signifie qu'elle va imprimer 9600 points sur une longueur de 2,54 cm et 2400 points sur une hauteur de 2,54 cm: cette différence de résolution longueur - hauteur est souvent présente dans les imprimantes. En acquisition couleur, c'est identique. Par contre, les scanners vont souvent utiliser deux résolutions: optique et logicielle. Les caractéristiques optiques reprennent la résolution des capteurs, celle logicielle ne fait que "d'imaginer" une résolution supérieure.

Prenons l'image scannée avec une résolution de 4 points en optique, Le traitement logiciel de l'image va essayer d'améliorer la résolution en divisant chaque carré en quatre. Les 3 premiers ne sont pas modifié, le quatrième (en blanc) va être découpé pour reprendre le bord supérieur gauche en jaune en devinant que c'est sa couleur. Ceci n'améliore pas les détails de la photo mais permet à certaines imprimantes une meilleure qualité d'impression. Par contre, la taille du fichier est augmentée (par 4 dans notre exemple). Ce traitement logiciel est également utilisé en photographie numérique avec le zoom logiciel et les mêmes défauts: pas de détails supplémentaires, juste de réduire la taille des points.

Le nombre de nuances se retrouve uniquement en acquisition. Pour chaque couleur, on va donner un nombre de bits qui va permettre de nuancer. Prenons un scanner 36 bits, il va utiliser les 3 couleurs de base, soit 12 bits pour nuancer chaque couleur. On aura donc 212 nuances pour chaque couleurs. Les yeux humains permettent approximativement de différencier 16 millions de nuances de couleurs différentes (les trois couleurs confondues), soit 224.

Une fois scannée, l'image va être enregistrée sous différents formats de fichiers:

Ce sont les plus courants, mais d'autres peuvent être utilisés comme TIFF, ...

2. Technologies d'impression.

En impression, on utilise 5 techniques différentes, chacune étant plus ou moins adaptée suivant la qualité d'impression et le prix de revient à la page. Et les fabricants gagnent nettement plus actuellement sur les cartouches d'encre que sur la vente des machines, principalement pour les modèles les moins chères. Choisir un type et un modèle est un compromis. Les modèles actuels se connectent tous à l'ordinateur par un port USB, les anciens modèles utilisaient un port parallèle mais qui n'est quasiment plus repris sur les PC actuels de marque. Certains modèles incluent une interface Ethernet ou Wifi et permettent le partage directement entre plusieurs ordinateurs.

Un bref aperçu des différents modèles:

La moins chère à l'impression est le laser (en se méfiant des modèles les moins chères possibles), l'encre résiste à l'humidité, les modèles couleurs utilisent 4 passages (1 par couleur + le noir) avec souvent un encombrement élevé.

Le modèle le plus courant est le jet d'encre qui permet un excellent rapport qualité / prix, notamment en impression de photo mais l'encre jauni le plus souvent à la lumière assez vite, sauf en utilisant du papier spécial (et encore). Suivant les modèles (et les marques), la cartouche reprend l'encre et l'électronique (HP, Lexmark, modèles les moins chères chez Canon), une tête d'impression et une cartouche d'encre avec juste un peu d'électronique pour interdire le rechargement (Canon, Epson, modèles de haut de gamme chez Hewlett Packard). Nous verrons les différentes spécificités lors des exercices et de l'entretien de chaque marque. Les modèles qui utilisent de l'encre solide sont équivalent mais avec souvent un prix plus faible à l'impression (mais un prix d'achat plus élevé). Attention, l'encre a tendance à couler à l'humidité, vous ne pouvez pas les utiliser dans les milieux alimentaires professionnels en milieux humides selon les différentes réglementations actuelles (notamment cuisines, chambres froides, ...).

2.1. Impression standard.

Pour imprimer des documents, les technologies laser et jet d'encre (solides) sont parfaitement équivalentes au niveau qualité. Seule les jet d'encre sont désavantagées par la qualité du papier à utiliser qui ne doit pas trop absorber l'encre avant le séchage de l'encre. Le choix porte donc plus sur le nombre d'impression par mois (et finalement le prix de revient à la page) que sur un avantage pour l'un ou pour l'autre.

2.2. Impression photo.

O retrouve de nouveau les trois types ci-dessus + l'impression à sublimation thermique. Pour les trois premières technologies, le principal défaut reste la décoloration de l'image à la lumière (même si l'impression laser tient un peu mieux): inutile d'essayer de les conserver des années dans un cadre au salon. L'utilisation de papiers spéciaux (mais chères) améliorent la durée et la qualité d'impression.  La sublimation thermique ne permet que d'imprimer des photos mais utilise une couche supplémentaire de protection contre la lumière. Par contre, le prix à la photo n'est pas non plus le meilleur marché dû au prix des consommables pour des petites imprimantes personnelles. La solution la moins chère reste les appareils accessibles dans différents magasins ou sur Internet qui utilisent les mêmes techniques que la photographie traditionnelle dans de rares cas mais plus souvent l'impression en sublimation thermique.

2.3. Impression spéciale

Les imprimantes à aiguilles ne sont plus utilisées que pour des fonctions spéciales utilisant un papier Carbonne comme des bons de livraison en double, ... L'impression thermique est utilisée notamment dans les magasins comme ticket, elle remplace les anciennes aiguilles ticket comme les Epson TM80. L'impression est moins durable mais est plus silencieuse et permet d'imprimer des logos.

Pour des "impressions" en milieux extérieurs durables (exemple, les étiquettes sur les plantations d'arbres d'ornement en pépinière), impression dans des milieux chimiques ou soumis à des produits corrosifs, seuls des modèles à transfert thermiques peuvent être utilisés. Ils permettent la couleur (logos et petits dessins) mais pas la photographie.

3. Scanner.

Avant de débuter cette partie, rappelons que les scanners ne quasiment plus vendus seuls mais intégrés dans les imprimantes multifonctions: c'est aussi une différence entre multifonctions, la résolution de scannage. La majorité se contentent d'une résolution de 600 dpi, suffisante pour les copies mais pas forcément pour l'acquisition photo (quoique). La résolution conseillée pour une photo est de 150 - 200 dpi. Si vous utilisez une résolution supérieure, l'impression à partir d'une jet d'encre va donner des lignes horizontales tous les 1 cm - 1,5 cm. L'utilisation de résolution élevées (y compris logicielle) n'est à utiliser que si vous souhaiter augmenter la taille de l'image avant de l'imprimer.

L'interface vers l'ordinateur est actuellement en USB. Comme pour tous les périphériques utilisant cette connexion, l'installation se fait en utilisant le CD avant de connecter l'appareil. Tous les pilotes actuels émulent le TWAIN qui est reconnu par quasiment tous les logiciels de traitement photo. L'OCR est un logiciel supplémentaire qui permet de récupérer des documents textes en suites de lettres et pas comme une image. Le détramage est un traitement supplémentaire pour différentes photos de magazines.

Pour récupérer l'image dans un format numérique, les scanners sont munis d'une rangée de composants électroniques qui transpose la quantité de lumière reçue en bits numériques (suivant la résolution comme expliqué ci-dessus). Ces capteurs ne récupèrent que des niveaux, pas des couleurs. Le signal est simplement filtré suivant les couleurs avant d'être redirigé vers 3 récepteurs distincts.

3.1. Deux méthodes

Deux technologies sont utilisées, le CCD qu'on va également utiliser pour les appareils photo et le CIS. Les capteurs et la technologie est juste un peu différente mais va conditionner la vitesse et la qualité de l'image reçue.

La première méthode utilise une lampe blanche  sur un plateau qui balaie la longueur de la vitre. La lumière émise est renvoyée vers une glace mobile qui renvoie à son tour vers une rangée de CCD sur toute la largeur. De là, la lumière est filtrée et traitée avant d'être transformée en fichier numérique. C'est la plus chère mais aussi celle qui permet d'atteindre les vitesses les plus élevée et (pour les modèles de haut de gamme) la meilleure qualité.

La deuxième méthode (CIS) intègre sur le plateau mobile à la fois la source lumineuse et les composants de traitement. L'avantage de cette technique est lié au prix, déjà pas la glace de renvoi et à un encombrement plus faible. C'est celle utilisée dans tous les multifonctions. Par contre, en augmentant la vitesse de scannage, l'image devient floue.

Les différences de qualités varient suivant la qualité de l'optique (CCD) mais également filtrage, mais aussi au niveau du traitement de l'image avant son transfert en modèle numérique.

3.2. Dépannage.

Comme pour la majorité des périphériques informatiques, le dépannage est impossible. Le moteur d'entraînement est un moteur pas à pas spécifique au fabricant (la principale source de panne quand le plateau ne bouge plus) et la fixation de la source lumineuse (en plus de la lampe) sont également spécifiques à chaque modèles. Le traitement se fait par une petite carte soudée en SMD, également irréparable sans acheter directement la pièce chez le fabricant (quand elle est disponible, ce qui est rarement le cas).

4. Appareils photo et caméras numériques.

Et en dernier, l'imagerie numérique. Tous ces équipements utilisent des CCD qui varient en résolution (le nombre) mais aussi en taille (la taille d'un CCD d'appareil professionnel est supérieur à celle d'un modèle amateur standard). Ils sont de nouveau plus ou moins performants en vitesse et en qualité suivant les modèles.

Comme dans les scanners, ces appareils utilisent une partie logicielle pour le zoom qui n'améliorent pas réellement les détails de loin, seulement l'impression visuelle. Les appareils amateurs parlent de zoom 1 X, 2 X, ... Les équipements professionnels utilisent les anciennes notations qui donnent la mesure entre les distances maximum des deux lentilles suivi de l'ouverture du diaphragme maximum. Les grands angles utilisés pour les photo de groupes et paysages utilisent les même notations. Des zoom élevés (de l'ordre de 15 X nécessite des appareils munis de corrections de mouvements. Ceci dépasse le cadre de ces notes.

L'interface avec un ordinateur utilise un connecteur USB (IEEE 1394 est plus souvent utilisé pour les caméra qui demande un taux de transfert supérieur, 800 Mb/s en 1394B contre 120 Mb/s en pratique pour l'USB 2.0). Windows XP (en partie) mais surtout Vista et Seven, facilitent le transfert grâce à un utilitaire logiciel intégré, mais les logiciels directement fournis avec ces appareils offrent le plus souvent plus de possibilités.

4.1. Les types de mémoires flash

Selon le fabricant, différentes types de cartes mémoires sont utilisées mais elles sont toutes de type flash et conservent les données en absence d'alimentation. Des lecteurs de cartes externes (via un port USB) ou interne (y compris ceux implantés dans les PC portables) permettent également de lire le contenu.

Des renseignements complémentaires concernant les différentes variantes de ces cartes sont disponibles sur le site ybet.be dans la partie traitement d'images.

En complément: les connexions externes d'un ordinateur: USB et firewire mais aussi quelques explications sur les ports parallèles et séries.

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