I) La webcam ou l'œil de l'ordinateur
La communication s'est diversifiée et élargie au cours de ces dernières années. Dans un monde où la technologie prend une place de plus en plus importante, de nouveaux modes de communication avec les machines ont été développés. En particulier, l'homme a ressenti la nécessité d'allier l'image à la communication. Nous pouvons étudier ce phénomène à travers un exemple représentatif : la webcam.
Une webcam est une petite caméra reliée a l'ordinateur. Elle est composée de milliers de capteurs (capteurs CCD) qui transforment l'image en la numérisant. L'image de départ devient alors une image numérique. Grâce à une webcam on peut donc faciliment " fabriquer " des images, animées ou non.
Les webcams ne possèdent pas toutes les mêmes résolutions. Aujourd'hui la résolution minimum du capteur CCD se situe à 100 000 pixels. Il faut savoir que plus la résolution sera élevée plus l'image sera de bonne qualité. Un pixel veut dire picture element. C'est un point élémentaire d'une image numerisée. Un pixel peut être représenté par un seul bit (noir ou blanc) mais plus souvent par 8, 16, voire même parfois 32 bits (couleur, texture, transparence,...)
La vitesse d'une webcam varie très peu. Elle doit être au minimum de 25 images par seconde.
Les capteurs d'image utilisés, en vidéo, sont généralement des caméras possédant un élément sensible à la lumière reçue. Ces éléments sensibles peuvent être un tube électronique ou une matrice CCD (Charged Coupled Device). Ces éléments ont de nombreuses caractéristiques: leur définition, leur sensibilité spectrale, leurLes caméras CCD sont constituées par un assemblage
de photodiodes. Chacune d'entre elles délivrant une intensité
proportionnelle à un pixel. Contrairement aux cameras à tube qui
fournissent un signal continu qu'il faut échantillonner spatialement
pour isoler chaque pixel, les caméras CCD fournissent directement l'intensité
pour chaque point de l'image puisqu'à chacun correspond une photodiode.
En 1905, Einstein a démontré que lorsque la lumière frappe
certains matériaux, des électrons sont produits. Plus il y a de
lumière, plus nombreux sont les électrons produits.
Le capteur à CCD est donc un composant basé sur
une technologie de composants à semi-conducteurs. L'arrivée de
photons sur le silicium va créer des charges électriques, charges
qui vont s'accumuler dans des zones appelées "puits". Ces zones sont
la résultante de différentes tensions électriques appliquées
localement. En jouant sur ces tensions, nous allons modifier la position des
puits, et donc forcer les charges à se déplacer. Ces capteurs
peuvent se présenter sous forme d'une barrette (caméra linéaire)
ou sous forme d'un rectangle (caméra matricielle).
 Caméra
linéaire
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 Caméra
matricielle
|
Comme montré sur la figure ci-dessus, les photons arrivent sur une micro-lentille afin de faire converger les rayons vers la photodiode. Entre la lentille et la photodiode, des filtres peuvent être insérés suivant les capacités de la caméra à utiliser.