image

Une image est le point ou le plan où les rayons lumineux, après avoir traversé un système optique, convergent pour recréer la structure d'un objet. Dans un appareil photo, un microscope, un télescope ou un projecteur, les éléments optiques (lentilles, miroirs ou les deux) courbent les rayons lumineux entrants afin qu'ils se focalisent et forment une image utilisable sur un capteur, un film ou un écran de visualisation. Sans cette convergence, vous n'avez que de la lumière diffusée ; avec elle, vous avez des informations spatiales que vous pouvez capturer ou observer.

Les images se répartissent en deux catégories principales : réelles et virtuelles. Une image réelle se forme là où les rayons lumineux se rencontrent réellement du côté opposé de la lentille par rapport à l'objet ; elle peut être projetée sur un écran ou capturée sur un capteur. Une image virtuelle se produit lorsque les rayons lumineux semblent provenir d'un point mais n'y convergent jamais réellement ; vous la voyez lorsque vous regardez dans un miroir ou à travers une loupe. Les images réelles sont inversées ; les images virtuelles sont droites. La distinction est importante car elle détermine si vous pouvez enregistrer ou afficher l'image directement.

Qualité optique et aberrations

La netteté et la fidélité d'une image dépendent de la précision avec laquelle le système optique focalise tous les rayons pertinents. Les aberrations, telles que l'aberration sphérique (les rayons du bord se focalisent différemment de ceux du centre), l'aberration chromatique (différentes longueurs d'onde se focalisent à différents points) et la coma (flou hors axe), dégradent la qualité de l'image. Les fabricants les combattent par la conception des lentilles, la sélection des matériaux et le contrôle de l'ouverture. La taille de l'ouverture contrôle également la profondeur de champ : une ouverture plus petite produit une zone de mise au point acceptable plus profonde mais admet moins de lumière.

Dans les systèmes d'imagerie numérique, l'image est formée sur un réseau photosensible, généralement un capteur CCD ou CMOS, où chaque pixel échantillonne l'intensité lumineuse à sa position. La résolution de l'image finale est limitée par le nombre de pixels du capteur, la longueur d'onde de la lumière et la capacité du système optique à séparer les détails fins (la diffraction et les aberrations fixent des limites strictes). Le grossissement, la distance de travail et l'ouverture numérique sont les paramètres régissant la microscopie ; la distance focale et le nombre f régissent la photographie et la projection.

Le terme image s'applique également en dehors du spectre visuel : les systèmes d'imagerie infrarouge forment des images à partir du rayonnement thermique, l'imagerie radiographique à partir de photons de haute énergie et l'imagerie échographique à partir des échos d'ondes sonores. Dans chaque cas, le principe sous-jacent reste le même : un système optique ou acoustique focalise les informations d'un objet en un motif spatial récupérable qui révèle la structure et les détails.