TD Pillow

Dans ce TD, il vous est proposé de travailler avec l'image carrée du voilier, de taille \(512\)x\(512\) suivante :

Afin de mieux illustrer visuellement ce qu'il vous est demandé (le rendu à obtenir), nous utiliserons dans les consignes de ce TD, une autre image, celle d'une plage, de taille \(512\)x\(512\).

Vous pouvez utiliser une autre image téléchargée sur internet, si cela vous amuse, mais :

• votre image DOIT ÊTRE CARRÉE.
• il faudra adapter certaines consignes afin qu'elles coincident avec votre situation

Nuances de Gris

On souhaite convertir notre image de couleur en gris.

Principe Général : Comment faire ?

Rappelons que la couleur \((R,G,B)\) d'un pixel est grise, si et seulement si ses composantes \(R\), \(G\) et \(B\) de ce pixel vérifient :

\(R = G = B\)

Plusieurs méthodes sont imaginables. Inventez en une, en plus des deux suivantes...

Niveaux de Gris par la moyenne

Une méthode, parmi d'autres, pour convertir un pixel \((R,G,B)\) d'une couleur quelconque, en un pixel gris dont les 3 composantes \((R', G', B')\) sont égales entre elles, consiste à calculer \(R'\), \(G'\) et \(B'\) de la manière suivante :

\(R' = V' = B' = \dfrac{R+V+B}{3}\)

Question Demandée

1. Créer une fonction get_gris_moyen(xy:tuple)->int qui :

   • reçoit en entrée les coordonnées xy (un tuple) d'un pixel
   • renvoie en sortie un tuple (gr,gr,gr) où gr = R' = G' = B' est le gris moyenne calculé par la formule de la moyenne non coefficientée, décrite ci-dessus

2. Créer une fonction colorer_gris_moyen() qui convertit l'image en gris, avec la méthode du gris moyen détaillée ci-dessus

Rendu Attendu

Niveaux de Gris Naturels, version Gimp/Photoshop

La méthode précédente a l'avantage de fonctionner, néanmoins, les graphistes s'accordent à penser que les couleurs grises sont plus belles, càd plus proches de celles de la nature, lorsque le mode de calcul du gris utilise une moyenne coefficientée (car le vert est dominant dans la nature), avec les coefficients suivants :

• ROUGE = \(30\%\)
• VERT = \(59\%\)
• BLEU = \(11\%\)

C'est ce que font les logiciels de retouche d'images, comme GIMP/Photoshop, pour convertir une image en couleur en gris.

Autrement dit, pour convertir un pixel \((R,G,B)\) d'une couleur quelconque, en un pixel gris, avec 3 composantes \((R', G', B')\) égales entre elles, On calcule \(R', G'\) et \(B'\) de la manière suivante :

\(R' = V' = B' = \dfrac{0,30\times R+0,59\times V+0,11\times B}{0,30+0,59+0,11}=0,30\times R+0,59\times V+0,11\times B\)

Question Demandée

1. Créer une fonction get_gris_nature(xy:tuple)->int qui :

   • reçoit en entrée les coordonnées xy (un tuple) d'un pixel
   • renvoie en sortie un tuple (gr,gr,gr) où gr = R' = G' = B' est le gris nature calculé par la formule de la moyenne coefficientée avec les coefficients (0.3,0.59,0.11), décrite ci-dessus

2. Créer une fonction colorer_gris_nature() qui convertit l'image en gris, avec la méthode du gris nature détaillée ci-dessus

Rendu Attendu

Négatif Noir & Blanc

Un négatif noir et blanc est une image dont les tons noirs et blancs (et gris) sont "inversés":

• les noirs deviennent blancs
• les blancs deviennent noirs
• etc.. les gris très clairs deviennent des gris très sombres, et réciproquement,
• etc..

Question Demandée

1. Si on notegris, l'entier compris entre \(0\) et \(255\), qui représente la nuance de gris d'un pixel de l'image noir et blanc initiale, alors comment calculer la nouvelle nuance de gris grisNegatif (encore un entier entre \(0\) et \(255\)) du même pixel pour le négatif noir et blanc (en fonction de la variable gris initiale) ?

2. Créer une fonction negatif_noir_blanc()->None qui utilise l'image en gris transformée à la question précédente, et qui transforme cette image grise en négatif noir et blanc.

Rendu Attendu

Jeux de Couleurs

Filtre de Couleur

On souhaite coloriser l'ensemble de l'image avec une certaine couleur. Le principe général consiste en :

• colorier chaque pixel en gris (gr,gr,gr) (en version Moyenne, ou en version nature/Gimp/Photoshop, peu importe), puis

• coloriser chaque pixel gris via le filtre d'une certaine couleur (R,G,B) choisie à l'avance. On obtient ainsi la nouvelle couleur filtrée (R',G',B') de ce pixel grâce à la formule :

  • \(R' = gr\times \dfrac{R}{255}\)
  • \(G' = gr\times \dfrac{G}{255}\)
  • \(B' = gr\times \dfrac{B}{255}\)

Question Demandée

1. Créer une fonction filtre(xy:tuple, rgb:tuple)->tuple telle que :

   • elle reçoit en entrée :
     • les coordonnées (x,y) du pixel (un tuple), ainsi que
     • la couleur (R,G,B) du filtre à appliquer, et
   • elle renvoie en sortie la nouvelle couleur (R',G',B') (donc un tuple de 3 entiers entre 0 et 255) après avoir appliqué le filtre

2. Créer une fonction colorier_filtre(rgb:tuple)->None qui applique le filtre de couleur (r,g,b) à toute l'image grâce à la fonction filtre(rgb) de la question précédente

Quelques Rendus Attendus

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Col

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Fusion d'Images (Colorées)

Dans cette partie, on suppose que l'on dispose déjà de 4 images colorées (comme les précédentes) sauvegardées dans votre OS (dans le même répertoire que votre algorithme Python, pour simplifier) avec des noms différents.

Question Demandée

Créer une fonction fusion(listeNomsImages:list)->None qui :

• reçoit en entrée une liste de 4 noms d'images déjà créées (de taille \(512\)x\(512\))
• crée une nouvelle image im avec l'instruction im = Image.new(mode="RGB", size=(4*512, 512))
• fusionne les 4 images colorées dans une même image (par exemple les 4 images colorées créées précédemment, en les alignant toutes les 4 sur une même ligne).

Rendu Attendu

Filtre Sepia, ou Photographie vieillie

Amusez-vous à simuler artificiellement le vieillissement de vos photos, en coloriant votre photo avec une couleur de filtre particulière.

Question Demandée

1. Créer une fonction sepia(xy:tuple)->tuple qui :

   • reçoit en entrée les coordonnées xy (un tuple) d'un pixel
   • renvoie en sortie les composantes (R,G,B) (un tuple) du pixel xy mais filtré avec la couleur sepia, càd la couleur (174,137,100). On pourra utiliser la fonction filtre() déjà créée.

2. Créer une fonction colorier_sepia() qui convertit l'image en une image vieillie.

Rendu Attendu

Négatif Couleur

Question Demandée

1. Si on note (R, G, B), les 3 entiers compris entre \(0\) et \(255\), qui représentent les composantes RGB de couleur d'un pixel de l'image initiale, alors comment calculer les nouvelles composantes de couleur (rougeNegatif, vertNegatif, bleuNegatif) (encore 3 entiers entre \(0\) et \(255\)) du même pixel pour le négatif couleur (en fonction des valeurs (R,G,B) des composantes initiales) ?

2. En s'inspirant de la fonction négatif Noir & Blanc, créer une fonction négatif_couleur(), qui inverse (non pas le noir et le blanc, mais) la clarté de chacun des canaux R,G et B : ce que l'on pourrait appeler un négatif couleur.

Rendu Attendu

Inversion de Composantes/Canaux

Question Demandée

1. Créer une fonction inversionRG() qui, pour chaque pixel de l'image :

   • permute les canaux Rouge (R) et Vert (G)
   • ne modifie pas le canal Bleu (B)

2. Créer une fonction inversionRB() qui, pour chaque pixel de l'image :

   • permute les canaux Rouge (R) et Bleu (B)
   • ne modifie pas le canal Vert (G)

3. Créer une fonction inversionGB() qui, pour chaque pixel de l'image :

   • permute les canaux Bleus (B) et Vert (G)
   • ne modifie pas le canal Rouge (R)

4. Créer une fonction permuteCanaux() qui, pour chaque pixel de l'image :

   • permute circulairement les canaux Rouge (R), Vert (G) et Bleu (B) :
     • le nouveau Rouge (R) prend comme valeur l'ancien Vert (G)
     • le nouveau Vert (G) prend comme valeur l'ancien Bleu (B)
     • le nouveau Bleu (B) prend comme valeur l'ancien Rouge (R)

Quelques Rendus Attendus

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Oeuvre d'Art Andy Warhol

Dans cette partie, on suppose que l'on dispose déjà des 4 images (précédentes) inversant les canaux de couleur, sauvegardées dans votre OS (dans le même répertoire que votre algorithme Python, pour simplifier) avec des noms différents.

Question Demandée

Utiliser les 4 images (précédentes) d'inversions de canaux, et la fonction fusion(listeNomsImages:list)->None pour fusionner les 4 images (précédentes) dont les canaux ont été inversés, et ainsi créer une Oeuvre d'Art, en l'honneur modeste mais sincère, à l'artiste américain Andy Warhol et sa célèbre oeuvre sur Marylin Monroe :

Rendu Attendu

Pixelisation

1. Créer une fonction couleur_moyenne_carre(x0,y0,a) qui :

   • reçoit en entrée :
     • les coordonnées (x0,y0) du point supérieur gauche d'un petit carré
     • le petit carré admet un côté de longueur a
   • renvoie en sortie la couleur moyenne, représentée par le triplet (mR, mG, mB) des moyennes sur chaque canal sur le carré (x0,y0,a), càd le carré de coin supérieur gauche (x0,y0) et de côté a:
     • mR est la moyenne du canal Rouge dans ce carré
     • mG est la moyenne du canal Vert dans ce carré
     • mB est la moyenne du canal Bleu dans ce carré

2. Créer une fonction pixeliser(a:int)->None qui :

   • remplace l'image du carré (x,y,a) par un carré de couleur uniforme (la même) (mR, mG, mB)

Quelques Rendus Attendus

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1. On pourra vérifier qu'une image en nuances de gris pixellise en carrés gris

Disque Central

Disque Blanc

1. Créer une fonction dist(x0:float,y0:float,x1:float,y1:float)->float qui renvoie la distance (euclidienne) entre les deux points de coordonnées (x0,y0) et (x1,y1). On pourra utiliser la fonction sqrt du module math

2. Créer un algorithme qui :

   • convertit l'image en RGB (si besoin)
   • ajoute un Disque Blanc de rayon 200px, centré au milieu de l'image (autour dun point de coordonnées (256,256) )

Rendu Attendu

Disque Transparent

Créer un algorithme qui :

• convertit l'image en RGBA
• ajoute un Disque Transparent de rayon 200px, centré au milieu de l'image (autour dun point de coordonnées (256,256) )

Rendu Attendu