Lycée · 2ⁿᵈᵉ · Sciences numériques et technologie (SNT)
Photographie numérique
Capteur, pixel, codage de la couleur et traitement d'image — programme SNT 2nde
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 37 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
Que signifie l'acronyme RVB ?
- A. Rouge, Vert, Bleu
- B. Rouge, Violet, Blanc
- C. Résolution, Valeur, Brillance
- D. Rayon, Vitesse, Brillance
Réponse
A. Rouge, Vert, Bleu — RVB = Rouge, Vert, Bleu (RGB en anglais : Red, Green, Blue).
Qu'est-ce qu'un pixel ?
- A. Un type de capteur photographique
- B. Le plus petit élément d'une image numérique
- C. Un format de fichier image
- D. Un algorithme de compression
Réponse
B. Le plus petit élément d'une image numérique — Un pixel (picture element) est le plus petit élément constitutif d'une image numérique.
Sur combien de bits chaque composante RVB est-elle codée ?
- A. 4 bits
- B. 6 bits
- C. 8 bits
- D. 16 bits
Réponse
C. 8 bits — Chaque composante (R, V ou B) est codée sur 8 bits, soit 256 valeurs possibles de 0 à 255.
Quelle est la valeur RVB du blanc ?
- A. (0, 0, 0)
- B. (128, 128, 128)
- C. (255, 0, 0)
- D. (255, 255, 255)
Réponse
D. (255, 255, 255) — Le blanc correspond à toutes les composantes au maximum : (255, 255, 255).
Quel format est une compression avec perte ?
- A. PNG
- B. BMP
- C. JPEG
- D. TIFF
Réponse
C. JPEG — Le JPEG est le principal format de compression avec perte pour les photographies numériques.
Que mesure la résolution d'une image ?
- A. Le nombre total de pixels
- B. Le nombre de pixels par pouce
- C. La taille du fichier
- D. Le nombre de couleurs
Réponse
B. Le nombre de pixels par pouce — La résolution mesure le nombre de pixels par unité de longueur (pixels par pouce, ppp ou dpi).
Les données EXIF sont :
- A. Un algorithme de compression
- B. Un format de couleur
- C. Des métadonnées stockées dans le fichier image
- D. Un type de capteur
Réponse
C. Des métadonnées stockées dans le fichier image — Les données EXIF (Exchangeable Image File Format) sont des métadonnées enregistrées automatiquement dans le fichier image.
Quel capteur est utilisé dans la majorité des smartphones modernes ?
- A. CCD
- B. CMOS
- C. BCD
- D. JPEG
Réponse
B. CMOS — Les capteurs CMOS sont utilisés dans les smartphones modernes pour leur faible consommation et leur rapidité.
Le filtre de Bayer sert à :
- A. Compresser l'image
- B. Répartir les couleurs sur le capteur
- C. Stocker les métadonnées
- D. Améliorer la résolution
Réponse
B. Répartir les couleurs sur le capteur — Le filtre de Bayer recouvre chaque photosite d'un filtre rouge, vert ou bleu pour capturer les couleurs.
Quel est le nombre total de valeurs possibles pour une composante RVB ?
- A. 255
- B. 256
- C. 512
- D. 1024
Réponse
B. 256 — Sur 8 bits, on a 2⁸ = 256 valeurs possibles, de 0 à 255.
La définition d'une image est :
- A. Le nombre de pixels par pouce
- B. La qualité de la compression
- C. Le nombre total de pixels de l'image
- D. La taille du fichier en Mo
Réponse
C. Le nombre total de pixels de l'image — La définition est le nombre total de pixels d'une image, souvent exprimée en mégapixels (Mpx).
Le format PNG est une compression :
- A. Avec perte
- B. Sans perte
- C. Sans compression
- D. Propriétaire uniquement
Réponse
B. Sans perte — Le PNG utilise une compression sans perte : on retrouve exactement l'image originale après décompression.
Niveau moyen — 12 questions
Quel est le nombre de couleurs différentes codables en RVB 24 bits ?
- A. 256
- B. 65 536
- C. 16 777 216
- D. 4 294 967 296
Réponse
C. 16 777 216 — 256³ = 256 × 256 × 256 = 16 777 216 ≈ 16,7 millions de couleurs.
Quelle est la taille brute (en octets) d'une image 100 × 100 pixels en RVB 24 bits ?
- A. 10 000
- B. 20 000
- C. 30 000
- D. 40 000
Réponse
C. 30 000 — 100 × 100 × 3 = 30 000 octets (3 octets par pixel en RVB 24 bits).
Quelle couleur représente la valeur RVB (0, 0, 255) ?
- A. Rouge
- B. Vert
- C. Jaune
- D. Bleu
Réponse
D. Bleu — (0, 0, 255) signifie aucun rouge, aucun vert, bleu maximal → bleu pur.
Un fichier JPEG non compressé pèse 12 Mo, la version compressée pèse 2 Mo. Quel est le taux de compression ?
- A. 2:1
- B. 6:1
- C. 12:1
- D. 10:1
Réponse
B. 6:1 — Taux de compression = 12 / 2 = 6, soit 6:1.
Quelle métadonnée EXIF peut poser un problème de vie privée ?
- A. La marque de l'appareil
- B. La vitesse d'obturation
- C. Les coordonnées GPS
- D. La focale
Réponse
C. Les coordonnées GPS — Les coordonnées GPS révèlent l'emplacement exact où la photo a été prise, ce qui peut être sensible.
En notation hexadécimale, que vaut 255 ?
- A. EE
- B. F0
- C. FF
- D. FE
Réponse
C. FF — 255 = 15×16 + 15 = FF en hexadécimal.
Quelle est la signification de dpi en photographie ?
- A. Digital Photo Interface
- B. Dots Per Inch (points par pouce)
- C. Dynamic Pixel Index
- D. Data Processing Image
Réponse
B. Dots Per Inch (points par pouce) — dpi = Dots Per Inch = points (pixels) par pouce, mesure la résolution d'impression ou d'affichage.
Quel format doit-on préférer pour archiver une image destinée à être retravaillée ?
- A. JPEG
- B. BMP non compressé ou PNG
- C. GIF
- D. WebP avec perte
Réponse
B. BMP non compressé ou PNG — Le BMP non compressé ou le PNG (sans perte) évitent la dégradation à chaque sauvegarde.
La démosaïque est l'opération qui consiste à :
- A. Supprimer les pixels défectueux
- B. Reconstituer la couleur de chaque pixel à partir du filtre de Bayer
- C. Compresser l'image au format JPEG
- D. Ajouter des métadonnées EXIF
Réponse
B. Reconstituer la couleur de chaque pixel à partir du filtre de Bayer — La démosaïque reconstruit la couleur complète de chaque pixel en interpolant les photosites voisins capturés avec différents filtres colorés.
Une image de 24 Mpx non compressée en RVB. Quelle est sa taille approximative en Mo ?
- A. 8 Mo
- B. 24 Mo
- C. 48 Mo
- D. 72 Mo
Réponse
D. 72 Mo — 24 000 000 × 3 = 72 000 000 octets = 72 Mo.
Le mode RAW d'un appareil photo, comparé au JPEG :
- A. Produit des fichiers plus petits
- B. Applique une forte compression avec perte
- C. Enregistre les données brutes du capteur sans compression avec perte
- D. Supprime automatiquement les métadonnées
Réponse
C. Enregistre les données brutes du capteur sans compression avec perte — Le mode RAW enregistre les données brutes du capteur, offrant une latitude de retouche maximale mais des fichiers beaucoup plus volumineux.
Que se passe-t-il quand on sauvegarde plusieurs fois un fichier JPEG ?
- A. La qualité s'améliore
- B. La qualité reste identique
- C. La qualité se dégrade progressivement
- D. La taille augmente
Réponse
C. La qualité se dégrade progressivement — À chaque sauvegarde JPEG, une nouvelle compression avec perte est appliquée, dégradant progressivement l'image.
Niveau difficile — 13 questions
Quelle est la valeur hexadécimale de la couleur RVB (0, 128, 255) ?
- A. #00FFFF
- B. #0080FF
- C. #008080
- D. #00FF80
Réponse
B. #0080FF — 0 → 00, 128 → 80, 255 → FF → #0080FF.
On applique l'effet négatif à un pixel de valeur (100, 200, 50). Quelle est la nouvelle valeur ?
- A. (155, 55, 205)
- B. (200, 100, 50)
- C. (155, 205, 55)
- D. (100, 55, 205)
Réponse
A. (155, 55, 205) — (255-100, 255-200, 255-50) = (155, 55, 205).
La formule de conversion en niveaux de gris G = 0,299R + 0,587V + 0,114B surpondère le vert car :
- A. Le vert est la couleur la plus lumineuse en physique
- B. L'œil humain est plus sensible au vert
- C. Les capteurs CMOS détectent mieux le vert
- D. C'est une convention internationale arbitraire
Réponse
B. L'œil humain est plus sensible au vert — Les cônes de l'œil humain sont plus nombreux et plus sensibles aux longueurs d'onde vertes, justifiant le coefficient 0,587 pour le vert.
Un filtre de convolution avec un noyau uniformément égal à 1/9 sur 3×3 réalise :
- A. Un filtre de netteté
- B. Un filtre de flou (moyenne)
- C. Un filtre de détection de contours
- D. Un filtre de saturation
Réponse
B. Un filtre de flou (moyenne) — Un noyau 3×3 de coefficients 1/9 calcule la moyenne des 9 pixels voisins, produisant un effet de flou (lissage).
Combien de photosites verts contient un capteur avec filtre de Bayer pour 4 photosites rouges et 4 photosites bleus ?
- A. 4
- B. 8
- C. 12
- D. 16
Réponse
B. 8 — Le filtre de Bayer a une disposition RGGB : 25% rouge, 50% vert, 25% bleu. Donc pour 4R et 4B, il y a 8 photosites verts.
La transformée en cosinus discrète (DCT) est utilisée dans JPEG pour :
- A. Augmenter la résolution de l'image
- B. Décomposer les blocs de pixels en fréquences spatiales
- C. Convertir l'image en niveaux de gris
- D. Ajouter les métadonnées EXIF
Réponse
B. Décomposer les blocs de pixels en fréquences spatiales — La DCT décompose chaque bloc 8×8 pixels en fréquences spatiales. La quantification supprime ensuite les hautes fréquences peu perceptibles.
La taille brute d'une image 4000 × 3000 en RVB 16 bits par canal est :
- A. 36 Mo
- B. 72 Mo
- C. 18 Mo
- D. 24 Mo
Réponse
B. 72 Mo — 4000 × 3000 × 3 canaux × 2 octets (16 bits) = 72 000 000 octets = 72 Mo.
Quel est l'espace colorimétrique utilisé par JPEG lors de la compression, différent du RVB ?
- A. CMJN
- B. YCbCr
- C. HSL
- D. LAB
Réponse
B. YCbCr — JPEG convertit d'abord l'image en YCbCr (luminance + chrominance) car l'œil est plus sensible aux variations de luminance qu'aux variations de couleur.
Un pixel a la coordonnée (3, 0) dans une image (0-indexé, origine en haut à gauche). Il est situé :
- A. 4e ligne, 1re colonne
- B. 1re ligne, 4e colonne
- C. 3e ligne, 1re colonne
- D. 4e colonne, 2e ligne
Réponse
B. 1re ligne, 4e colonne — (x=3, y=0) signifie 4e colonne (x=0,1,2,3) et 1re ligne (y=0). En images, x=colonne, y=ligne.
Quel est l'avantage de sous-échantillonner la chrominance dans JPEG (4:2:0) ?
- A. Améliorer la saturation des couleurs
- B. Réduire la taille sans dégradation visible de la luminosité
- C. Augmenter la définition
- D. Rendre le fichier compatible avec tous les lecteurs
Réponse
B. Réduire la taille sans dégradation visible de la luminosité — L'œil humain est moins sensible aux variations de chrominance qu'à celles de luminance. Sous-échantillonner la chrominance réduit les données sans dégradation perceptible majeure.
La résolution d'impression recommandée pour une qualité photographique professionnelle est généralement :
- A. 72 dpi
- B. 150 dpi
- C. 300 dpi
- D. 600 dpi
Réponse
C. 300 dpi — 300 dpi est la résolution standard pour l'impression photographique de qualité professionnelle.
Un capteur CCD se distingue d'un capteur CMOS par :
- A. Une consommation électrique plus faible
- B. Une lecture plus rapide des données
- C. Un transfert de charges vers une sortie unique
- D. Une meilleure sensibilité aux basses lumières
Réponse
C. Un transfert de charges vers une sortie unique — Dans un CCD, les charges électriques de chaque photosite sont transférées en série vers un circuit de lecture unique, contrairement au CMOS où chaque photosite a son propre circuit.
Que signifie le fait qu'une image soit 'upscalée' (augmentation artificielle de résolution) ?
- A. La qualité réelle augmente proportionnellement
- B. Des pixels sont interpolés/inventés, sans gain réel d'information
- C. La taille du fichier diminue
- D. Les métadonnées sont supprimées
Réponse
B. Des pixels sont interpolés/inventés, sans gain réel d'information — L'upscaling interpole des pixels à partir des pixels existants, mais n'ajoute pas de nouvelle information. La définition augmente mais pas la qualité réelle de l'image.
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