Il s'agit de manipuler à la main (en Python) des structures de données pour représenter des images. On va suivre le format d'image PNM, qui est assez simple pour tout faire soi-même.

Pour référence:

• pinklady-ascii.ppm, un fichier d'exemple;

• pinklady-petit.ppm, le même en petit format (20 par 20 pixels);

• pnm_v2.py, une implémentation de toutes les opérations sur ce format que l'on évoque dans la suite (mais le but est de le faire vous-mêmes).

Tous ces fichiers se trouvent dans l’archive fichiers_tp2.2.zip, que vous devez télécharger et décompresser dans un dossier (par exemple mon_projet) sur votre machine.

Vous pouvez ensuite lancer le script pnm_v2.py (par exemple en ouvrant le fichier avec IDLE et en appuyant sur F5). Normalement, un fichier sortie.pgm est créé.

Structure de donnée utilisée

On va tout représenter avec les structures de données élémentaires de Python: nombres, chaînes de caractères, listes, dictionnaires.

Une image est représentée par un dictionnaire contenant les entrées suivantes:

• format est une chaîne de caractères, dont la valeur peut être

  • couleur pour une image en couleurs (on utilisera principalement ce cas-là)

  • gris pour une image en niveaux de gris

  • bitmap pour une image en noir et blanc

• largeur est un entier qui indique le nombre de pixels en largeur

• hauteur est un entier qui indique le nombre de pixels en hauteur

• donnees est une liste contenant les valeurs des pixels, en fonction du format

  • pour couleur, chaque pixel correspond à 3 valeurs, pour les trois composantes rouge, vert, bleu; le pixel de coordonnées (x,y) commence donc à l'indice (largeur×y+x)×3

  • pour gris, chaque pixel correspond à une valeur qui est son niveau de gris

  • pour bitmap, huit pixels consécutifs correspondent à une valeur du tableau (un bit par pixel)

Le module pnm fournit en particulier les fonctions suivantes:

• pnm.lire_pnm(nom_fichier) lit un fichier et renvoie la structure de données associée

• pnm.afficher_ppm(image) affiche une image (supposée être au format couleur) dans une fenêtre Tkinter

Le programme suivant doit afficher l'image d'exemple, en supposant que les deux fichiers sont dans le même répertoire:

   1 import pnm
   2 i = pnm.lire_pnm("pinklady-ascii.ppm")
   3 pnm.afficher_ppm(i)

Exercice 1: rotation de 180°

Écrire une fonction retourner qui prend en argument une image décrite selon la structure ci-dessus et renvoie une nouvelle image qui est la même mais retournée à 180 degrés. On pourra donc voir la pomme retournée en faisant:

   1 import pnm
   2 avant = pnm.lire_pnm("pinklady-ascii.ppm")
   3 apres = retourner(avant)
   4 pnm.afficher_ppm(apres)

Exercice 2: écriture au format PPM ASCII

Écrire une fonction ecrire_ascii qui prend en argument une image et un nom de fichier et produit un fichier au format PPM textuel pour cette image. Pour tester, vous pouvez vérifier que ceci affiche la pomme:

   1 import pnm
   2 avant = pnm.lire_pnm("pinklady-ascii.ppm")
   3 ecrire_ascii(avant, "test.ppm")
   4 apres = pnm.lire_pnm("test.ppm")
   5 pnm.afficher_ppm(apres)

Pour aller plus loin

Une fois que vous avez résolu les deux exercices précédents, plusieurs suggestions:

• Écrire la fonction lire_pnm qui lit le fichier de l'image et en fait une structure de données acceptable par les autres fonctions. Une solution se trouve dans le fichier fourni, bien entendu, mais elle est plus générale que nécessaire pour l'exercice car elle lit aussi les format PGM (niveaux de gris) et le format PBM (bitmap noir et blanc).

• Écrire une fonction zoom(image, facteur) qui effectue un agrandissement ou une réduction de l'image.

• Écrire une fonction rotation(image, angle) qui effectue une rotation d'angle arbitraire par rapport au centre de l'image.

Dans la vraie vie, PNM est très peu utilisé pour des raisons évidentes d’efficacité. On utilise plutôt des bibliothèques qui permettent d’abstraire la représentation des images matricielles en mémoire, et de lire et écrire des fichiers dans des formats divers. En Python, on a par exemple Pillow.