Les formats de fichier

En photo

Il existe des dizaines de formats de fichier. Un logiciel comme GIMP (logiciel gratuit de retouche de photos) en propose pas moins de 70 ! Heureusement, seule une poignée d’entre eux sont utilisés de manière régulière. Voyons donc quelles sont les principales options qui s’offrent au photographe

S’il ne fallait retenir que cela :

Le format le plus répandu est sans conteste le Jpeg. Il possède l’avantage d’être très polyvalent, pouvant passer de notre appareil photo ou de notre smartphone à notre PC ou à nos réseaux sociaux préférés sans nécessiter la moindre conversion. Il faut néanmoins savoir qu’il s’agit d’un format « destructeur » car pour minimiser la taille du fichier, il utilise un algorithme de compression qui élimine des données.
La principale alternative pour le photographe est d’utiliser format Raw. Celui-ci contient beaucoup plus de données, permettant de plus nombreuses possibilités de retouche, mais les fichiers sont plus volumineux et ne peuvent pas être lus directement sur un PC ou un smartphone. Il nécessitera l’utilisation d’un logiciel dédié pour le convertir par exemple en Jpeg.
On pourra également utiliser le Png pour des graphiques et le Gif pour des petites animations.

Explications :

Un peu d'histoire :

Lorsque j’ai commencé à utiliser un PC pour mes études (au début des années 90), le format d’image le plus utilisé était le Bitmap (.bmp) développé conjointement par IBM et Microsoft. Comme son nom Anglais l’indique, il s’agissait d’une simple carte de l’image où une couleur était associée à chaque pixel. Il existait différents types de codage en fonction du profil de couleur. En simplifiant et en utilisant 256 couleurs (soit un codage sur 8 bits), chaque pixel utilisait un octet. La taille du fichier était donc directement proportionnelle à la taille de l’image. Une image de 1.000 x 1.000 pixels (qui est une petite image) pesait ainsi autour de 1 Mo (Mega Octet). Si ce format était bien adapté pour les images de petite dimension, il a vite atteint ses limites pour 2 raisons principales :

Avec l’apparition des appareils photo numériques, le nombre de pixels par image a rapidement augmenté : 1 million, puis 2, puis 4… rendant les fichiers trop volumineux. Si aujourd’hui un fichier de plusieurs Mo n’effraie personne, n’oublions pas qu’à cette époque lointaine les disques durs n’avaient une capacité que de quelques dizaines ou centaines de Mo (soit entre 100 et 1.000 fois moins qu’une carte SD actuelle). Et le seul moyen d’échange entre 2 PC’s était la disquette dont la capacité n’excédait pas 1,44 Mo. Cela prête à sourire aujourd’hui et ces chiffres nous paraissent provenir de la préhistoire numérique mais c’était une limitation importante il y a à peine plus de 20 ans.
La montée en puissance d’Internet a favorisé l’échange de données. Si on ne parlait pas encore de réseaux sociaux, échanger ou télécharger des images devenait peu à peu une pratique courante. Mais à cette époque (désolé, je parle comme un vieux c..), la 4G, la fibre ou même l’ADSL n’existaient pas dans le vocabulaire courant. Il fallait se contenter des fameux modems 56 k dont le débit maxi culminait à 56 kb/s, rendant ainsi extrêmement fastidieux le transfert de gros fichiers.

Afin de réduire les tailles de fichiers, différents formats alternatifs ont été développés. Voyons maintenant quelques un d’entre eux.

Le format Jpeg :

A tout seigneur tout honneur, commençons par le format d’image le plus populaire à ce jour : le Jpeg (extension .jpg). Ces 4 lettres célèbres sont l’acronyme de Joint Photographic Experts Group. Ce groupe d’une trentaine d’experts a débuté ses travaux à la fin des années 1970 pour aboutir à une norme en 1992. Celle-ci décrit une méthode de compression de données permettant de réduire la taille des fichiers image (je parle bien de la taille du fichier, c’est-à-dire de l’espace qu’il occupe sur le disque dur ou la carte mémoire. La dimension de l’image proprement dite n’est pas affectée). En utilisant des méthodes mathématiques complexes (transformée en cosinus discrète, une variante de la décomposition en série de Fourrier), l’algorithme va comprimer les données au prix d’une approximation. Il s’agit là du point le plus important : la compression Jpeg est dite « destructive », c’est-à-dire que les données sont irrémédiablement modifiées. Heureusement, il est possible de choisir la qualité de l’image résultante. Bien entendu, plus la qualité sera bonne, plus la compression sera faible. Selon le rendu souhaité, il est possible d’obtenir des taux de compression compris entre 1 à 3 et 1 à 100. Dans ce dernier cas, l’image est fortement dégradée. On voit en particulier apparaître des sortes de « bandes » dans les zones de transition de couleur, par exemple dans le ciel.

Ceci est particulièrement visible sur les images ci-dessous. Cette photo a été prise au format Raw (voir explications au paragraphe suivant) avec un capteur de 25 Millions de pixels puis converties en Jpeg à l’aide d’un logiciel. Pour ne pas ralentir le chargement de cette page, je n’ai pas affiché ci-dessous toutes les photos. J’ai également choisi de réduire leur dimension afin de faciliter la comparaison. Vous pouvez néanmoins cliquer sur les images ci-dessous pour les afficher en plein écran et télécharger tous les fichiers à leur format original en cliquant ici.

L’image Jpeg à sa qualité maximale ne présente pas de défaut visible, même en zoomant à 100%. En contrepartie, on obtient un fichier de 15 Mo.
En choisissant une qualité de 90%, je n’ai pas été capable de noter d’écart avec la photo précédente. Toutefois, sa taille a été divisée par 10, passant de 15 à 1.5 Mo
Même constat à 80%. La taille de l’image est à nouveau divisée par 2, passant 775 Ko
A partir de 70%, de légères bandes deviennent visibles dans le ciel lorsqu’on affiche l’image en plein écran. On note également une perte de détails en zoomant à l’échelle 1 dans certaines zones sombres. Mais ces défauts ne sont pas visibles sur l’image ci-dessous compte-tenu de sa taille réduite. La taille du fichier est de 570 Ko.
A 50%, les franges sont bien visibles dans le ciel, en particulier en haut à gauche de l’image. La taille du fichier est de 384 Ko.
En exportant l’image à sa qualité minimale (5%), la dégradation est évidente. Cette photo n’est quasiment pas exploitable mais la taille du fichier se limite à 200 Ko, soit près de 100 fois plus petite que l’image de qualité maximale.

Qualité 80% - Pas de défaut perceptible- 775 Ko

Qualité 50% - Des franges sont visibles dans le ciel - 384 Ko

Qualité 5% - Image inexploitable - 200 Ko

Le Jpeg est le format par défaut utilisé par tous les appareils photos et les smartphones. Il faut cependant noter que la perte de données n’est pas due uniquement à la compression de l’image. Lors de la prise de vue, l’appareil utilisera par exemple la balance des blancs réglée à cet instant. Puis, il retouchera plus ou moins les couleurs soit en fonction d’un algorithme défini par le constructeur, soit en fonction de paramètres fixés par l’utilisateur (que l’on nomme généralement « profil de couleur »). Je sais par exemple que mon smartphone Samsung a tendance à accentuer la saturation. Il en résulte des ciels bleus intenses, des oranges très chauds lors des levers ou couchers de soleil et des herbes vert « fluo ». Personnellement, j’aime cette façon de « booster » les couleurs mais tout le monde n’appréciera pas. Tous ces « partis pris » faits par l’appareil au moment de la prise de vue réduiront les possibilités de retouche ultérieures.

Le format Jpeg est donc bien adapté à la « photo de tous les jours ». Il permet d’obtenir instantanément de bonnes images de taille raisonnable, très faciles à partager sur les réseaux sociaux, par mail ou sur un site web. Il est tellement utilisé que tous les systèmes d’exploitation sur PC ou smartphone sont capables de le lire. C’est le format d’échange de référence mais son utilisation limite la capacité de retouche de l’image.

Note : il existe un format Jpeg utilisant une compression sans perte de données, mais il est très peu utilisé.

Mais si je Jpeg n’est pas adapté à la retouche, quel format utiliser ?

Le format Raw :

Pour les photographes « exigeants », la meilleure alternative est le format Raw. Contrairement à Jpeg, Raw n’est pas un acronyme. C’est un terme Anglais que l’on peut traduire par « brut ». Cela signifie que le processeur de l’appareil photo n’appliquera aucune modification sur le signal qu’il reçoit du capteur. Il l’enregistrera « brut de fonderie » sur la carte mémoire, offrant toute latitude au photographe pour ajuster les paramètres à son retour au bureau ou à la maison.

Ce format est disponible sur tous les appareils Reflex et hybrides ainsi que sur certains compacts haut de gamme et smartphone. C’est le mode de prise de vue privilégié de l’immense majorité des professionnels ainsi que des amateurs de photo (je m’inscris dans la 2° catégorie et effectivement, je n’utilise quasiment que ce format). Mais s’il offre des possibilités de correction remarquables, ce mode présente néanmoins 2 inconvénients :

Les données n’étant pas compressées, la taille des fichiers peut s’avérer gigantesque. Sur mon appareil Sony de 25 MegaPixels, un fichier Raw fait autour de 48 Mo, soit environ 50 fois plus volumineux qu’un Jpeg avec une compression acceptable. Dans ce cas, toute la chaîne de traitement (que l’on nomme souvent « workflow ») doit être adaptée : carte mémoire de grande capacité et rapide en écriture, disque dur adapté… ce qui représente bien entendu un coût. Pour palier ce problème, certains constructeurs proposent de compresser les données Raw (moyennant éventuellement une perte minime). Dans le cas de mon Sony, la compression permet de diviser par 2 la taille du fichier.
En réalité, le Raw n’est pas un format en soi. C’est plutôt une « philosophie » qui signifie qu’il n’y a pas d’altération des données lors de l’enregistrement. De ce fait, chaque constructeur développe son propre format de manière à intégrer les informations qu’il juge pertinentes. Ce sera par exemple le .CR2 chez Canon, le .ARW chez Sony…

Du fait de cette multiplicité de types de fichiers, nos systèmes d’exploitation classiques (Windows, Android…) ne reconnaissent généralement pas ces photos. Il est donc nécessaire de passer par un logiciel spécifique pour transformer le Raw en un format plus universel, en général le Jpeg. On parle alors de logiciels de développement par analogie avec le développement des pellicules car on profitera souvent de l’opération pour effectuer des corrections sur l’image. Heureusement, les constructeurs proposent généralement des applications pour développer leurs Raw. On peut citer par exemple Digital Photo Professional chez Canon ou Capture One for Sony chez… Sony. Elles permettent de faire des opérations de traitement de base (correction de la balance des blancs, de l’exposition, recadrage, utilisation de courbes de tonalité, traitement du bruit…) et bien entendu l’export en Jpeg.

Il existe d’autres applications qui permettent de réaliser ce développement en y ajoutant des fonctions beaucoup plus poussées (tri des photos, correction des couleurs, des déformations de l’objectif, utilisation de masques pour limiter les retouches à certaines zones de l’image, ajout d’effets…). Le plus connu est sans Adobe Lightroom mais son coût peut rebuter plus d’un photographe. Il existe heureusement des alternatives moins onéreuses (Corel Aftershots par exemple) ou même gratuites (RawTherapee, DarkTable). En ce qui me concerne, j’ai choisi DarkTable dont les fonctions sont réputées assez similaires à celles de Lightroom.

Il convient également de noter que les images Raw sont souvent plus « plates » que les images Jpeg. Ne subissant aucun traitement, elles n’ont souvent pas le côté « flashy » de ces dernières. Il est bien entendu possible de le retrouver mais cela nécessitera un minimum de travail en retouche.

Le (ou les) format(s) Raw est donc particulièrement bien adapté pour les amateurs et les professionnels qui souhaitent maîtriser finement la qualité de leurs images. Il impose néanmoins des contraintes de taille de fichier et de temps nécessaire au traitement. On le réservera donc aux images que l’on aura besoin d’optimiser. Pour la photo de tous les jours, le Jpeg conviendra largement. Une solution permettant de joindre le meilleur des 2 mondes est d’opter pour le mode « Jpeg + Raw ». Comme son nom l’indique, chaque photo prise sera enregistrée dans les deux formats (sans qu’il soit nécessaire de la prendre deux fois). Cela permettra d’avoir une image Jpeg disponible immédiatement pour la partager (sur les réseaux sociaux, avec un client…) tout en ayant un Raw à disposition pour les images importantes que l’on pourrait améliorer moyennant retouche. Cela demandera simplement un peu plus de tri.

Le PNG :

Nous voici face à un nouvel acronyme puisque PNG signifie Portable Network Graphics. Il a été développé dans les années 1990 pour contourner le brevet lié au format GIF (voir ci-dessous). Contrairement au Jpeg, il utilise un algorithme de compression non destructif. Fort logiquement, sa qualité sera meilleure, mais au prix d’une compression moindre. Par exemple, le fichier utilisé un peu plus haut dans cet article a une taille de 20 Mo une fois exporté en PNG (à comparer aux 1,5 Mo d’un Jpeg qualité 90%). Il ne présente donc aucune utilité pour les photos.

Mais alors à quoi sert-il ?

Ce format est particulièrement adapté pour des images simples (comme des schémas ou des graphiques) présentant des aplats de couleur. Il offre dans ce cadre 2 avantages par rapport au Jpeg :

Du fait de son algorithme de compression, le Jpeg a tendance à faire des moyennes entre pixels adjacents. De ce fait, les transitions franches entre 2 couleurs sont souvent mal rendues. On a parfois l’impression que les couleurs « bavent ». L’algorithme du PNG permet de s’affranchir de ce défaut, offrant des transitions nettes entre les couleurs.
Contrairement au Jpeg, le Png gère la transparence. Il est ainsi possible (si l’on a pris soin de créer un fond transparent) de superposer 2 images et de réaliser ainsi des montages simples. Voici un exemple : pour illustrer mon article sur le triangle d’exposition, j’avais besoin de dessiner un soleil que je souhaitais placer au centre d’un triangle. J’ai donc tracé ce soleil en 3D en prenant soin de définir un fond transparent dans mon logiciel, puis j’ai lancé le calcul du rendu. J’ai ensuite réalisé 2 exports de cette image : un en PNG et l’autre en Jpeg. Afin d’illustrer la différence, j’ai placé ci-dessous ces 2 images sur un fond bleu (bleu ciel, bien entendu). Si le fichier PNG est 2 fois plus volumineux (180 Ko contre 80 pour le Jpeg), il m’a permis de réaliser l’effet désiré. A contrario le Jpeg a converti la transparence en un fond noir.

Le GIF:

Jusqu’à la création du PNG, le GIF (acronyme de Graphic Interchange Format) était également utilisé pour les schémas ou graphiques mais il est petit à petit tombé en désuétude. Même s’il est techniquement moins évolué que le PNG (il ne gère pas non plus la transparence), il a retrouvé ses lettres de noblesse grâce à la possibilité de réaliser des animations simples. L’exemple ci-contre représentant le célèbre Pac Man a ainsi été réalisé à l’aide de plusieurs images PNG assemblées puis exportées sous forme d’un GIF animé. Si l’animation n’apparaît pas, vous pouvez cliquer sur l’image.

Vous aurez donc compris à la lecture de cet article qu’il n’existe pas de bon ou de mauvais format. Chacun est adapté à un usage. Si vous parcourez ce site (ce que je vous encourage à faire J), vous trouverez des exemples de tous ces fichiers. Toutes les photos sont en Jpeg, mais elles sont issues de prises de vues majoritairement faites en Raw. Les nombreux schémas que j’utilise pour illustrer différents concepts sont quant à eux en PNG. Et s’il y a besoin d’ajouter du mouvement, les images seront assemblées et exportées en GIF afin de créer des animations.