FOrMaTS DeS IMaGeS MaTrICIeLLeS

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1 NOTIONS-CLÉS FOrMaTS DeS IMaGeS MaTrICIeLLeS Chaque format constitue un mode d encodage des données, avec ses qualités propres. Le choix du format fichier doit s effectuer en connaissance de cause, en fonction de ses caractéristiques (mode colorimétrique, poids, compression, etc.), de l usage auquel on destine le fichier (fichier de travail, fichier destiné à la publication web ou papier, etc.) et des formats que sont capables de lire les applications dans lesquelles on souhaite pouvoir l ouvrir. Les formats des fichiers sont indiqués par leur extension, un suffixe de trois lettres séparé du nom du fichier par une point, par exemple : nomdufichier.jpg, nomdufichier.xcf, etc. Par souci d efficacité, nous n allons nous intéresser qu aux formats qui sont les plus répandus ou qui présentent un intérêt dans le cadre de ce cours parce qu ils sont compatibles avec d autres applications que nous utiliserons. Pour vous accompagner dans cette découverte des différents formats d images matricielles, j ai créé trois petites images de taille égale, de 300 pixels de haut par 300 pixels de large : l la première composée d un simple aplat orange, l la seconde composée d un dégradé dont les transitions fines impliquent un nombre important de couleurs, l enfin la dernière constituée de trois calques, l un avec un rond orange détouré sur fond transparent, l autre avec un rond rempli d un dégradé également sur fond transparent, et le dernier avec un rond orange se superposant au premier, permettant d ajouter un effet de calque entre les deux ronds. À noter que la transparence, sur les logiciels de traitement d image, est généralement symbolisée par un damier gris et blanc. Les captures d écran, auxquelles j ajouterai d autres informations signifiantes telles que le poids de l image, vous permettront de voir les différences dans l interprétation de ces images pour chaque format : XCF...page 2 PSD...page 3 TIF...page 4 BMP...pages 5 et 6 GIF...page 7 PNG...page 8 JPG...page 9 et 10 Voici un tableau récapitulatif des différents formats que nous allons observer ensemble. FORMATS XCF PSD TIF BMP GIF PNG JPG 32 bits 24 bits 16 bits 8 bits Calques Oui Oui Non Non Non Non Non Non Non Non Non Non Non Non Alpha Oui Oui Oui Oui Non Non Non Oui Oui Non Non Non Non Non Tracé Oui Oui Oui Non Non Non Non Oui Oui Non Non Non Non Non Compression Non Non Oui Non Non Non Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui RVB Oui Oui Oui Oui Oui Oui Non Non Non Oui Oui Oui Oui Oui Mode Couleurs Niv. de gris Oui Oui Oui Non Non Non Oui Non Non Oui Oui Oui Oui Oui Indexées Oui Oui Oui Non Non Non Oui Oui Oui Non Non Non Non Non APPLAT DÉGRADÉ RONDS Poids en ko Qualité Bonne Bonne Bonne Bonne Bonne Correct Bonne Bonne Bonne Bonne Correct Correct Correct Correct Poids en ko Qualité Bonne Bonne Bonne Bonne Bonne Moyen Faible Faible Bonne Bonne Moyen Moyen Faible Pire Poids en ko Qualité Bonne Bonne Bonne Bonne Bonne Moyen Faible Moyen Bonne Bonne Faible Atroce Atroce Pire 1

2 l XCF (experimental ComPuting FaCiLity) C est un format de travail qui sert essentiellement à conserver des documents qu on souhaite pouvoir ouvrir ou retravailler sous Gimp. il s agit du format natif de gimp. il permet de sauvegarder l image avec un encodage relativement optimisé qui permet d avoir un poids convenable, sans toutefois qu elle subisse de dégradation de sa qualité ni d altération des couleurs et en conservant les calques de travail, les couches de transparence (couche alpha) et les chemins vectoriels. Les fichiers créés dans ce format nous serviront de référence. L aplat pèse dans ce format 8 ko, le dégradé 184 ko et les ronds avec calques et fond transparent 74 ko. Le xcf gère les trois modes colorimétriques supportés par gimp : rvb (rouge Vert Bleu, mode colorimétrique utilisé pour afficher la couleur à l écran), niveaux de gris (256 niveaux du blanc au noir) et couleurs indexées (palette entre 2 et 256 couleurs qui peuvent varier en fonction de l image et dont l une peut être transparente). Pour les images qui nous servent d échantillon, le mode niveaux de gris n a pas d intérêt. en revanche, on peut utiliser un mode couleurs indexées pour l image en aplat qui ne compte qu une seule couleur. 2

3 l PSD (PhotoShoP DoCument) C est le format de travail de Photoshop. Plus gourmand que le XCF, il est utile si on veut pouvoir passer de Gimp à Photoshop et vice versa tout en conservant la couche alpha et les calques (mais pas les tracés vectoriels depuis Gimp) sachant que les éventuels effets de calque seront traduits différemment sous Gimp et sous Photoshop. Le format Psd est le format natif du logiciel adobe Photoshop. il est notamment reconnu par les logiciels de la suite adobe. il gère les trois modes colorimétriques supportés par gimp (rvb, niveaux de gris, couleurs indexées). Les fichiers psd issus de Photoshop peuvent également être en CmJn (Cyan magenta Jaune noir) qui est le mode colorimétrique utilisé pour l imprimerie mais ce mode n est pas supporté par gimp et la conversion en rvb sera plus satisfaisante si elle est effectuée au préalable sur Photoshop. Le format Psd permet de conserver les calques, la couche de transparence et les chemins vectoriels. À noter, toutefois, que dans ce format, ceux-ci s importent bien de Photoshop à gimp mais pas de gimp à Photoshop. Converti au format Psd, le fichier avec un aplat pèse 16 ko, le dégradé 319 ko et les ronds 131 ko. Les calques restent éditables sous gimp et le fichier conserve sa couche alpha. néanmoins, on note que l optimisation de ce format est moins bonne que celle du xcf de gimp. Voici maintenant les mêmes fichiers tels qu ils s ouvrent sous Photoshop. Le fichier avec les ronds conserve sa couche alpha et ses calques sont parfaitement éditables. en revanche, les effets de calques étant différents dans gimp et Photoshop, la superposition est convertie en une incrustation dont l effet est plus saturé. 3

4 l TIF ou TIFF (Tagged Image FiLe Format) C est un format très répandu mais non adapté au Web. Sous Gimp, il permet de sauvegarder une couche alpha et des tracés mais pas de calques. associé à une compression LZW, c est un bon format de sauvegarde des images. Il peut également servir à faire passer une image d un logiciel à un autre car il c est un format très répandu. Sous Photoshop, il permet également de sauvegarder des calques ou de travailler pour l impression en CMYK. Le tif est un format créé par adobe. il est lu par de nombreux logiciels. on l utilise beaucoup en publication assistée par ordinateur car il gère la colorimétrie Cyan magenta Jaune noir (CmJn) qui est utilisée par les imprimeurs mais n est pas gérée par gimp. Le tif est un format flexible qui peut être, par exemple, compressé de différentes manières, contenir des calques, une couche alpha, des tracés ou différents modes colorimétriques mais tous les tif ne peuvent pas être lus par tous les logiciels. nous nous intéresserons donc aux cas de figure qui présentent un intérêt pour nous. en règle générale, on peut toujours compresser les tif en LZW (Lempel-Ziv-Welch, du nom des créateurs), un algorithme de compression de données sans perte de qualité qui est proposé dans les options d enregistrement. on peut le compresser d autres manières et notamment en JPg mais je le déconseille car, comme nous le verrons plus tard, cette compression, bien que très efficace, altère la qualité des images. Les tif créés avec gimp permettent de conserver une couche alpha et des tracés vectoriels mais pas de calques tandis que les tif créés avec Photoshop peuvent avoir des calques. Ceux-ci ne seront pas lus par gimp qui conservera la couche alpha si elle a été sauvegardée sous Photoshop avec une compression ZiP mais l écrasera avec une compression rle. si on veut passer un fichier tif de Photoshop à gimp en conservant une couche alpha sans avoir à se soucier des options de compression, je recommande tout simplement de fusionner (et non d écraser) les calques avant enregistrement. si on veut conserver les calques et la transparence, mieux vaut s en tenir au format Psd. en revanche, si on veut faire passer un tracé vectoriel de gimp à Photoshop, le format tif de gimp le permet au contraire de son Psd. si on a une couche alpha, il faudra penser à décocher l option enregistrer les valeurs de couleurs pour les pixels transparents sans quoi la transparence sera convertie en fond noir dans d autres applications. en tif avec une compression LZW, l aplat pèse 8 ko, le dégradé 53 ko et le fichier avec les ronds 33 ko. il perd ses calques qui sont fusionnés mais conserve sa couche alpha. 4

5 l BMP (WindoWs BitMaP) C est un format répandu qui ne dégrade pas l image mais qui est très lourd. en général, on enregistrera les images en 24 bits sauf si elles ont une nombre limité de couleurs (16 bits ou 8bits en niveaux de gris ou couleurs indexées) ou une couche alpha (32 bits). Le BmP est le format d image matricielle ouvert de microsoft. il est lisible par la plupart des applications permettant de visualiser ou de travailler des images. Bien qu il soit de moins en moins utilisé pour le type d applications qui nous intéressent, sa grande compatibilité peut être utile pour faire passer une image entre deux logiciels ayant peu de formats en commun, ou en tous cas n impliquant pas de dégradation de l image lorsqu on souhaite lui conserver toutes ses qualités. en revanche, le BmP est extrêmement lourd. il est possible de l alléger un peu, lorsqu une image a un nombre limité de couleurs, en l enregistrant en 1 bits (noir + blanc), 4 bits (16 couleurs), 8 bits (256 couleurs) ou 16 bits ( couleurs) plutôt qu en 24 bits (16,8 millions de couleurs). Chaque logiciel propose une ou plusieurs de ces options. gimp ne gère correctement le paramétrage et la compatibilité de ses BmP en rvb qu à partir de 8 bits. en mode rvb, il propose d enregistrer le BmP en 16 ou 24 bits. il est également possible d enregistrer un BmP en 32 bits mais cela alourdit encore le fichier et n a d utilité que pour conserver une couche transparente. Pour alléger le BmP à 8 bits, il faut convertir le BmP en couleurs indexées ou en niveau de gris et le compresser avec l algorithme rle (run-length encoding). attention à ne pas réduire la palette en dessous de 256 couleurs faute de quoi, le BmP généré sera lisible par gimp mais pas toujours bien par les autres applications. L aplat converti au format bmp 24 bits pèse 270 ko mais conserve sa couleur tandis que l aplat en bmp 16 bits, qui pèse 180 ko voit sa couleur légèrement modifiée. L aplat en 8 bits conserve, lui, sa couleur (les palettes indexées permettant de gérer très précisemment chaque teinte) et ne pèse que 12 ko mais créé sur gimp, sa compatibilité n est pas toujours assurée. Voici maintenant le dégradé converti en bmp 24 bits, qui pèse comme l aplat 270 ko (on note qu à nombre de bits égal, seule la taille de l image détermine le poids d un BmP) et conserve toutes ses qualités. en revanche, converti en bmp 16 bits, qui pèse 180 ko (là encore comme l aplat) on constate que le nombre de couleurs ne suffit pas à assurer les transitions fines du dégradé et il n est donc pas nécessaire de faire une tentative en 8 bits. 5

6 L image avec les ronds a été convertie en bmp 32 bits (c est le seul cas de figure qui le nécessitait pour conserver la couche alpha). elle pèse dans cet encodage bmp 360 ko contre 270 ko en 24 bits. Comme nous avions pu le constater dans l exemple précédent, 16 bits ne suffisent pas à afficher les dégradés, je ne me suis donc pas donné la peine d en faire une version et il serait encore plus vain de convertir l image en palette indexée. on remarque qu en 32 bits, la couche alpha est conservée, bien que les trois calques soient fusionnés en un seul, tandis qu en 24 bits, l image est écrasée sans lissage. Pour avoir un lissage convenable, il aurait fallu écraser l image avec gimp avant de l enregistrer en 24 bits, comme c est le cas sur la troisième image (ronds24bitslissé.bmp). 6

7 l GIF (GraPhiCs InterChange Format) C est un format très utilisé sur le web mais limité à une palette indexée de 256 couleurs, pouvant inclure la transparence. Il permet également de créer des animations. Le gif est un format historique du web, parmi les premiers à être lu par les navigateurs. il utilise l algorithme de compression LZW et une palette indexée de 2 à 256 couleurs (avec la possibilité d utiliser une des couleurs pour la transparence), ce qui limite ce format d image à 8 bits. il est très répandu sur le web où on l utilise surtout pour des images simples avec des aplats de couleurs ou nécessitant la transparence plutôt que pour des photographies couleur pour lesquelles on lui préfère le JPg. il convient, en revanche, aux photographies noir et blanc même si son poids, en fonction de sa taille et du nombre de niveaux de gris utilisé par l image, n est pas toujours avantageux par rapport au JPg. en règle générale, moins l image a de couleur, plus l usage du gif est intéressant. son autre point fort est de pouvoir enregistrer plusieurs images dans un même fichier, ce qui permet de créer des animations (nous aborderons ce point plus tard, dans le chapitre consacré à l image animé). L aplat réduit en gif de 2 couleurs pèse 4 ko et s affiche impeccablement. Le dégradé ne pèse que 20 ko mais les 256 couleurs de sa palette indexée ne suffisent pas à assurer les transitions fines. Pour limiter les effets de stries, on peut toutefois, comme pour le dégradé de l image avec les ronds, appliquer un effet de trame à la palette indexée qui, sur des petits formats, peut faire illusion. Le fichier avec les ronds pèse lui aussi 20 ko et inclut la transparence à sa palette de 256 couleurs, mais sans pour autant conserver les calques qui sont fusionnés. Par ailleurs, les 256 couleurs ne permettent pas le lissage de la transparence et on a, de ce fait, une pixelisation créant un effet d escalier sur le pourtour des ronds. 7

8 l PNG (PortaBLe NetWork GraPhiCs) C est un format destiné à remplacer le GIF sur le Web mais dont les qualités se prêtent également à de multiples usages : compression sans alteration, pas de limitation à 256 couleurs, couche alpha avec lissage. Le plus souvent, on peut l enregistrer en compression maximale sans déperdition de qualité. C est un format ouvert créé au départ pour remplacer le gif dont la compression LZW était autrefois soumise à un brevet. Le Png est un format non destructeur qui permet, comme le gif, d enregistrer des images destinées au Web mais sans être limité à 256 couleurs. Le format Png surpasse le format gif sur la réduction de la taille des fichiers avec une palette de couleurs réduite mais également sur la qualité puisque non seulement il sait compresser les images sans perte de qualité mais il permet également d enregister des images avec une palette de 16,8 millions de couleurs et aussi d avoir une couche alpha de 8 bits (et donc le lissage de la transparence) tandis que la transparence gif ne correspond qu à une seule couleur de la palette indexée. en revanche, il ne peut pas servir à créer des animations. Bien que la plupart des navigateurs supportent désormais le format Png, leur adaptation à ce format a pris du temps et connu des aléas techniques qui font que pour le moment, le Png est beaucoup moins utilisé que le gif sur le WeB. néanmoins, les probabilités sont grandes pour que son usage se généralise à présent que ces difficultés semblent surmontées et qu il finisse par remplacer le gif qu il surpasse en qualité. C est un format intéressant qui tend également à s imposer dans d autres usages que le web. s il préserve la couche alpha, il ne peut sauvegarder les calques (pas plus que les tracés vectoriels) et il vaudra toujours mieux les fusionner soi-même avant enregistrement du fichier au format Png. Lors de l enregistrement d un fichier au format Png, gimp propose 10 niveaux de compression, entre 0 (pas de compression) et 9 (compression maximale). Plus le fichier est compressé, plus il est léger. Pour les images ayant un nombre limité de couleurs, on peut travailler en couleurs indexées, ce qui allège là encore le poids du fichier. en règle générale, on peut utiliser la compression maximale sans que l image soit altérée. toutefois, en cas de déperdition de qualité, il faudra utiliser une compression moindre qui augmentera le poids de l image ou choisir un autre format, tel que le JPg, qui se révèle souvent plus avantageux pour les images avec un grand nombre de couleurs. tous les Png que vous voyez ci-dessus ont été compressés au maximum sans qu on perçoive la moindre alteration de leur aspect. L aplat, réduit à une palette de deux couleurs indexées, pèse 4 ko, soit une performance égale à celle du gif. Le dégradé s affiche beaucoup mieux qu en gif mais pèse 61 ko au lieu de 20. en revanche, le fichier avec les ronds ne pèse que 29 ko, soit seulement 9 ko de plus que le gif mais avec une couche alpha ne se limitant pas à une seule couleur et permettant ainsi le lissage, comme on peut le constater lorsqu on intègre, comme ci-dessous, les images sur un fond dans une page Web. Le gif s affiche alors avec un effet d escalier tandis que le Png est parfaitement lissé. on note également la qualité évidemment plus fine du dégradé qui n est pas réduit à 256 couleurs. 8

9 l JPG ou JPeG (Joint PhotograPhiC experts GrouP) Le JPG est un format de diffusion d image très répandu, notamment sur le Web. Il est reconnu par de nombreux logiciels. Dans la mesure du possible, il vaut mieux sauvegarder les JPG dans une qualité optimale car leur compression altère fortement les images. J ai gardé le JPg pour la fin car il est sans doute, à l heure actuelle, le format d image le plus répandu : il est omniprésent sur le Web, supporté par tous les logiciels de traitement d images et par bien d autres applications ; c est également le format de sauvegarde des clichés de la plupart des appareils photo numériques. son nom lui vient d'un comité d experts qui définit des normes de compression d image. très compatible en rvb, il peut supporter d autres modes colorimétriques : niveaux de gris et même CmJn sous Photoshop mais il n est alors pas toujours interprété. La compression JPeg est extrêmement efficace et réduit la taille des images de manière signifiante. Le revers de la médaille c est qu elle utilise un algorithme de compression à perte qui, contrairement au LZW ou au rle que nous avons vu jusqu ici, dégrade la qualité de l image. en effet, la première étape de cette compression consiste à découper l image en blocs carrés. Plus le taux de compression est élevé, plus ces blocs sont gros et visibles à l œil nu. dans un deuxième temps, la compression jpg transforme les couleurs sans qu on ait la maîtrise de ces modifications, et cela d autant plus que le taux de compression sera élevé. Cela peut poser souci dans certains cas, notamment lorsqu une image doit s intégrer sur un fond d une couleur précise. Lors de l enregistrement au format JPg, gimp propose un taux de qualité de l image allant de 0 à 100. Plus la qualité est élevée, plus le taux de compression est bas : une qualité de 80 correspond à un taux de compression de 20% tandis qu une qualité de 20 correspond à un taux de compression de 80%. Chaque nouvel enregistrement dégradera un peu plus l image, et ce d autant plus que le taux de compression sera élevé et la qualité basse. on peut limiter cette dégradation en utilisant des images dont la taille en pixels est constituée de multiples de 16 (qui est l unité de base de la compression) et en ne modifiant plus jamais le niveau de compression initial (seule l action conjuguée de ces deux conditions peut limiter la casse, et non l une ou l autre indépendamment). Voyons maintenant ce que donnent nos images une fois converties en JPg. notre aplat, qu il soit fortement compressé ou pas, conserve un poids égal de 4 ko et ne semble pas avoir changé d aspect. toutefois, si on vérifie sa teinte avec la pipette, on s aperçoit que, tandis que la version non compressée à conservé la teinte d origine, celle du JPg de qualité 25 (et donc très compressé) a gagné 2% de bleu. Bien que cette différence ne soit pas visible à l œil nu dans un premier temps, elle pourra s accentuer au fil des enregistrements. il n y a donc aucun intérêt, dans ce cas de figure, à compresser le fichier. observons à présent notre dégradé. La progression de son altération est beaucoup plus graduelle. 9

10 Le dégradé pèse 29 ko à un taux de qualité 100, ce qui est déjà plus léger que tous les formats que nous avons étudié auparavant, à qualité égale. À partir de 10% de compression, il tombe à 8 ko mais on perçoit nettement une dégradation de l image. Celle-ci ne fera que s accentuer au fur et à mesure qu on réduit le taux de compression sans que le poids de l image ne change, sauf au delà de 90% de compression où il tombe alors à 4 ko et où le dégradé n est plus composé que de quelques couleurs. Là encore, on peut dire que la compression n est guère avantageuse, sauf à un taux très réduit (2% de compression permettent de diviser le poids de l image par 2 sans grand changement à l œil nu). Pour finir, nous ne nous attarderons pas sur nos ronds dont le fichier pèse lui aussi 29 ko lorsqu on lui conserve une qualité optimale et présente, dès 10% de compression, des signes très visibles d altération, pour un poids qui tombe à 12 ko et n en bougera quasiment plus, quelque soit le taux de dégradation de l image. sa légéreté, même avec un taux de compression minimale, fait du JPg un format efficace pour l édition et la diffusion des images, notamment sur le Web, plutôt qu un bon format de sauvegarde ou de travail, ce d autant moins qu il ne gère ni la couche alpha, ni les tracés vectoriels. La capacité des disques durs et autres supports de stockages des données s étant largement accrue de même que le débit des transferts de données sur internet, l intérêt de compresser les JPg est désormais limité et je conseillerais, sauf usage particulier, de les sauvegarder à 100% de leur qualité afin d éviter les effets de dégradation que je vous ai montrés. 10