Traitement numérique des images photographiques: Assemblage

Les objectifs de l'exploitation d'un ensemble images sont multiples, mais peuvent être classés dans deux grandes catégories de traitements distinctes:

les traitements qualitatifs : nouveaux outils de manipulation d’images et nouvelles possibilités de représentations, amélioration du contenu,...
les traitements quantitatifs : mesures métriques ou colorimétriques, relevés, modélisations géométriques de plus haut niveau (représentations tridimensionnelles avec différents niveaux de représentation photo-réaliste),...

Pour assurer au mieux l'un ou l'autre de ces différents objectifs, les méthodes à mettre en oeuvre doivent permettre :

le contrôle de la chaîne d’acquisition des images : numérisation (scanneur) , acquisition directe (photographie numérique), contraintes sur les conditions de prise de vue, ...
la formalisation et la modélisation des images : modèles de caméra, paramètres de prise de vue, ...
la calibration des éléments de la chaîne d’acquisition: paramètres optiques, distorsions, colorimétrie, ...
la généralisation et l'intégration de l’utilisation des optiques spéciales (objectifs ou appareils panoramiques, fish-eye rectangulaire, fish-eye circulaire, ...)
l'utilisation optimale des caractéristiques des appareils de photographie numérique (informations internes fournies par les capteurs de l'appareil et incorporées dans le fichier image)

L'assemblage d'images, tel qu'il sera présenté, traitera des techniques numériques permettant d'obtenir de nouvelles représentations graphiques à partir d'un ensemble d'images cohérentes au niveau de leur contenu grâce à l'assemblage des informations qu'elles peuvent contenir.

Du fait des contraintes que possèdent intrinsèquement les dispositifs d'acquisition d'images, et dans une moindre mesure du fait de sa nature numérique, une image peut ne contenir qu'une partie limitée ou partiellement dégradée de la représentation visuelle d'un sujet. Les techniques d'assemblage d'images peuvent être une réponse à cette limite.

De par leur nature ( l'origine grecque terme exprime d'elle-même son sens: de "pan" signifiant tout et "orama" signifiant vue, spectacle ) , la création d'images panoramique a pour objectif d'obtenir des représentations imagées d'espaces ayant une étendue visuelle plus importante que celle pouvant être obtenue directement par les dispositifs de prise de vue ou les techniques de représentations picturales conventionnelles.

Après quelques précurseurs, dont Horace-Benedict de Saussure (1776) et Hans Conrad von der Linth (1773), c'est en 1787 que Robert Barker, peintre de portraits à Edimbourg, dépose un brevet sur, ce qu'il appelle à l'origine, la "La Nature à Coup d’ Oeil". Il utilise le principe d'une représentation picturale (peinture à l'huile à cette époque) sur un canevas ayant une forme cylindrique permettant de visualiser un espace couvrant les 360° horizontaux d'une scène ou d'un paysage. Le terme de "Panorama" se généralisera plus tard.

L'engouement croissant pour ce genre de tableaux au 19ème siècle entraînera le développement des "rotondes", espaces architecturaux de spectacle dédiés à leur exposition et leur mise en scène (le nom de "diorama" sera également utilisé), pouvant mesurer jusqu'à 100 mètres de circonférence et 15 mètres de haut, possédant un système d'éclairage particulier, et permettant une immersion presque totale du spectateur quand celui-ci observe l'oeuvre en étant situé au centre.

Coupe transversale du Panorama de Robert Barker, Leicester Square, Londres, 1789

Désormais la création d'images panoramiques concerne davantage l'utilisation d'images photographiques créées à partir de dispositifs basés sur des optiques photographiques (objectifs standards ou développés spécifiquement à cet usage) et d'outils numérique de traitement ou d'assemblage de ces images.
Après une présentation plus théorique de la chaîne d'acquisition des images, le sujet sera abordé plus en détails dans les chapitres suivants traitant des méthodes numériques de création d'images panoramiques, de l'exploitation des images panoramiques par extraction de nouvelles images ou amélioration de qualité, ou des techniques de simulation et de restitution interactive.