🖼️ Art photo computationnel

Le tramage de Floyd–Steinberg est une technique qui réduit le nombre de couleurs d'une image tout en minimisant les bandes visibles. Lorsque la couleur réelle d'un pixel est arrondie à la valeur de palette disponible la plus proche, l'erreur d'arrondi est répartie sur quatre pixels voisins — 7/16 vers la droite, 3/16 en bas à gauche, 5/16 en dessous, et 1/16 en bas à droite. Cela répartit les erreurs de quantification sur toute l'image, produisant un grain d'aspect naturel que l'œil humain intègre en une perception de tons lisses. L'algorithme a été publié par Robert Floyd et Louis Steinberg en 1976.

Le pointillisme — le rendu d'images à l'aide de points de densité variable — est utilisé en gravure et en illustration scientifique depuis des siècles, et apparaît dans les manuels de médecine, les dessins botaniques et les cartes topographiques où un contrôle fin de l'encre est essentiel. Dans les contextes numériques modernes, le rendu de style pointillisme est populaire dans l'illustration éditoriale, le design de tatouage et l'art du portrait. Des algorithmes similaires à celui de cette simulation sont également utilisés par des traceurs à stylo, qui dessinent physiquement chaque point sur papier à l'aide d'un bras robotisé.

Non, bien qu'ils se ressemblent. Le pixel art est créé manuellement ou procéduralement à une taille de toile délibérément petite, puis agrandi. Une photomosaïque calcule la moyenne de couleur de chaque cellule rectangulaire d'une image existante et la remplace par une tuile unie (ou une vignette correspondante dans les photomosaïques traditionnelles). Le résultat dépend entièrement de la photo source, alors que le pixel art est une création indépendante. Cette simulation utilise l'approche par moyenne, en substituant éventuellement des glyphes remplis de cercles pour donner un effet de type tuile.

L'art ASCII est apparu dans les années 1960 avec les premières imprimantes ligne à ligne et les téléscripteurs, qui ne pouvaient produire que des caractères textuels mais étaient utilisés par les programmeurs pour créer des images. Il est devenu une culture répandue sur les premiers systèmes de babillard électronique (BBS) dans les années 1980 et 1990, où les connexions à faible bande passante rendaient les images textuelles pratiques. L'étude formelle des correspondances optimales caractère-luminosité pour le rendu ASCII a été explorée dans la littérature informatique depuis le début des années 1990, y compris des travaux sur des rampes de caractères adaptatives pour différentes polices.

Les techniques connexes comprennent la trame de similigravure (utilisée en impression CMJN, où la taille du point varie avec le ton), le pointillisme de Voronoï (répartissant les points par relaxation de centroïde pondérée pour un espacement plus régulier), le tramage ordonné avec des matrices de Bayer (une alternative à Floyd–Steinberg produisant un motif de hachures régulier), et des algorithmes de quantification des couleurs comme le median-cut et le k-means. Toutes ces techniques apparaissent dans les éditeurs d'images, les flux d'impression et les bibliothèques d'art génératif, et partagent le même défi central : représenter des tons continus avec un ensemble limité de valeurs de sortie discrètes.

Floyd–Steinberg et des algorithmes de tramage similaires sont intégrés dans les pilotes d'écrans à encre électronique pour restituer des images en niveaux de gris sur des écrans qui ne peuvent afficher que du noir ou du blanc par pixel. Ils sont utilisés dans les pipelines de réduction de couleurs GIF et PNG, en audio (les DAC audio 1-bit utilisent la mise en forme du bruit, l'équivalent audio du tramage), et en impression — les imprimantes laser traitent chaque page pour simuler des tons de gris en utilisant uniquement des points de toner noir. Les éditeurs d'images modernes comme Photoshop et GIMP proposent des options de tramage chaque fois que vous réduisez une image au mode couleur indexée.

La recherche et la pratique actuelles étendent ces idées vers des directions neuronales et génératives : le transfert de style neuronal utilise des réseaux de neurones convolutifs pour imposer des textures artistiques aux photographies ; les modèles de diffusion peuvent réimaginer des photos dans des styles arbitraires à partir d'invites textuelles ; et le rendu différentiable permet d'entraîner des pipelines de rendu artistique de bout en bout. Pour le pointillisme en particulier, des chercheurs ont développé le pointillisme pondéré Linde–Buzo–Gray (WLBG), qui utilise la relaxation de Lloyd sur un champ de densité dérivé de l'image pour placer les points avec une uniformité perceptuelle quasi optimale — une amélioration significative par rapport à l'approche en grille simple utilisée dans ce simulateur.