Convertir entre PNG et JPG sans perdre l'essentiel

Ceci n'est pas un article sur le choix du format

Le format que doit avoir une image est une autre question, tranchée par son caractère photographique ou à aplats et par son besoin de transparence ; nous l'avons traitée ailleurs. Cet article porte sur ce que coûte la conversion elle-même une fois la décision prise — et les deux sens entre PNG et JPG ont chacun un défaut précis qui n'a rien à voir avec le bon choix de format.

Les deux défauts sont symétriquement inverses, et c'est pourquoi il vaut la peine de les apprendre ensemble. PNG vers JPG perd quelque chose que le fichier possédait, sans te le dire. JPG vers PNG ne perd rien, et c'est précisément pour cela que c'est si souvent une erreur.

PNG vers JPG : le convertisseur choisit ta couleur de fond

Le JPEG stocke trois canaux et pas de quatrième. Le format n'a nulle part où consigner qu'un pixel est transparent : le convertisseur doit donc décider quelle couleur ce pixel devient — et chaque convertisseur décide autrement, sans rien demander. Nous l'avons testé avec un logo 600 × 400 rendu sur transparence : 203 445 de ses 240 000 pixels sont totalement transparents, 34 333 totalement opaques et 2 222 entre les deux, sur les arêtes anticrénelées des formes.

Deux convertisseurs, même fichier, même format cible, réponses opposées. La chaîne image du système Apple a produit du blanc : 95,31 % des pixels initialement transparents sont ressortis exactement à 255,255,255, le reste étant du halo JPEG près des arêtes. Un canevas de navigateur — le mécanisme derrière un très grand nombre de convertisseurs en ligne — a produit du noir : 94,82 % sont ressortis exactement à 0,0,0. Aucun n'a proposé de choix, et l'écart est invisible dans l'aperçu d'un explorateur de fichiers, car cet aperçu repose d'ordinaire sur un fond clair où la version blanche paraît parfaite et la version noire ressemble à un parti pris graphique.

L'ampleur de l'erreur se chiffre facilement. Nous avons composé correctement l'original sur blanc — ce qu'un designer aurait voulu — puis comparé. Le JPEG aplati sur noir diffère de ce résultat correct de 217,60 niveaux en moyenne sur tout le cadre, car 84,77 % du cadre est désormais un rectangle noir au lieu de rien. La version aplatie sur blanc en diffère de 0,32 niveau : correcte, pour l'essentiel, sur une page blanche. Sur une page sombre, les deux échangent leurs rôles. Le point n'est pas que le blanc soit juste ; c'est que le convertisseur a pris une décision sur ta création sans le signaler.

Le liseré est pire que le rectangle

Une boîte noire ou blanche autour d'un logo est au moins visible. Les dégâts qui passent en production sont sur les bords. Ces 2 222 pixels partiellement transparents sont l'anticrénelage qui adoucit les courbes et le texte, et chacun d'eux est un mélange encore non résolu. Quand le convertisseur aplatit sur la mauvaise couleur, ils se mélangent vers cette couleur au lieu de celle de ta page.

Un pixel de notre test le montre exactement. Aux coordonnées 244,59, la source stocke la couleur 28,76,217 — un bleu franc — avec un alpha de 120, soit 47 % de couverture du pixel. Composé sur blanc, comme prévu, il devrait valoir 148,171,237 : un bleu pâle et doux qui adoucit la courbe. Dans le JPEG aplati sur noir, il vaut 16,39,89 : presque noir. Sur l'ensemble des 2 222 pixels de liseré, l'erreur moyenne face à la composition correcte est de 141,04 niveaux, contre 6,54 pour la version aplatie sur blanc. Pose ce logo sur une page blanche : il n'est pas seulement encadré, il est cerné d'un halo sombre qu'aucun redimensionnement ni réexport n'enlèvera, car c'est désormais la donnée de pixel elle-même.

JPG vers PNG : sans perte, et donc inutile

C'est probablement la conversion inutile la plus fréquente du web, et elle vient d'une intuition qui semble raisonnable : le PNG est le format sans perte, donc y placer l'image devrait la protéger. C'est vrai — contre toute perte future. Cela ne fait rien à la perte déjà survenue, car cette perte n'est pas rangée à part. Les pixels quantifiés, en blocs et cernés du JPEG sont désormais l'image, et le rôle du PNG est de reproduire exactement ce qu'on lui donne.

Nous l'avons mesuré sur un fichier réel. La photo 1600 × 900 en qualité 75 pèse 314 890 octets. Convertie en PNG, elle pèse 1 501 885 octets — 4,76 fois plus. Nous avons confirmé que les deux sont identiques en les décodant en images brutes : 4 320 054 octets chacune, et la même empreinte SHA-256. Pas un pixel amélioré ; le fichier est simplement cinq fois plus lourd à servir.

Le rapport empire à mesure que le JPEG empire, et c'est la partie contre-intuitive. En qualité 90, la même photo pèse 426 601 octets et son PNG 1 587 574 — une pénalité de 3,72 ×. En qualité 30, le JPEG ne fait que 92 816 octets, mais le PNG en fait encore 1 061 895 — une pénalité de 11,44 ×. La raison : le PNG comprime en prédisant chaque pixel à partir de ses voisins, et un JPEG fortement comprimé est plein d'arêtes de blocs 8 × 8 et de halos qu'aucun prédicteur n'anticipe. Tu paies un million d'octets pour stocker des artefacts avec précision. Si une plateforme exige du PNG, donne-lui du PNG ; sinon, cette conversion est une facture sans contrepartie.

Le détail qui rend le JPEG inadapté au texte coloré

Le JPEG n'encode pas du rouge, du vert et du bleu. Il convertit en un canal de luminosité et deux canaux de différence de couleur, puis — par défaut — stocke les canaux de couleur à demi-résolution horizontalement et verticalement. C'est le sous-échantillonnage de la chrominance, un bon compromis sur une photo, où la couleur varie lentement. C'est un mauvais compromis partout où la couleur varie sur une arête franche, ce qu'est précisément le texte coloré.

Nous avons rendu une planche de test 1000 × 360 avec trois bandes de la même phrase sur blanc : noir neutre, rouge saturé, bleu saturé. En qualité 75, l'erreur moyenne de la bande noire est de 0,365 niveau par pixel avec une erreur de chrominance exactement nulle, car un texte gris n'a pas de couleur à perdre. L'erreur de la bande rouge est de 1,265 avec une composante chroma de 0,862. Celle de la bande bleue est de 2,362 avec une composante chroma de 1,783 — six fois et demie l'erreur totale de la bande noire, sur le même fichier, au même réglage, avec la même police. En ne comptant que les pixels blancs purs à la source, 6,8 % sont contaminés dans la bande noire, 19,1 % dans la rouge et 36,1 % dans la bleue.

Ce qui surprend, c'est qu'augmenter la qualité n'aide presque pas. Nous avons lu les facteurs d'échantillonnage directement dans les fichiers : en qualité 75 comme en qualité 90, notre encodeur écrit la même disposition sous-échantillonnée, et ce n'est qu'en qualité 100 qu'il passe à la couleur pleine résolution. Passer de 75 à 90 a donc fait grossir le fichier de 80 122 à 98 578 octets et amélioré la bande bleue de 2,362 à 2,116 — 23 % d'octets en plus pour 10 % de mieux. La qualité 100 corrige enfin le problème, amenant la bande bleue à 0,143, pour 213 085 octets. Le PNG de la même page pèse 57 854 octets et il est exact. Quand l'image est du texte coloré, le curseur de qualité n'est pas la commande recherchée ; c'est le format.

Questions fréquentes

Pourquoi mon logo s'est-il retrouvé avec un cadre blanc ?

Parce que tu as converti un PNG avec transparence en JPG, et que le JPEG n'a pas de canal alpha : le convertisseur a donc composé la zone transparente sur une couleur de fond choisie par lui. Le nôtre a choisi le blanc avec un outil et le noir avec un autre, sur le même fichier. La correction consiste à aplatir toi-même le dessin sur la couleur de la page qui l'accueillera avant de convertir — ou à garder le PNG, si la transparence est justement le sujet.

Convertir un JPG en PNG améliore-t-il la qualité ?

Non. Nous avons converti un JPEG de qualité 75 en PNG et décodé les deux en images brutes : identiques octet pour octet, même empreinte SHA-256. Seule la taille a changé, de 314 890 à 1 501 885 octets. La conversion est réellement sans perte, et c'est bien le point — sans perte signifie qu'elle recopie ce qu'on lui a donné, y compris chaque arête de bloc et chaque halo déjà présents dans le JPEG.

Quand la conversion JPG vers PNG est-elle vraiment justifiée ?

Quand la raison concerne l'étape suivante et non l'image. Un intermédiaire sans perte pendant la retouche, pour qu'enregistrer plusieurs fois ne requantifie pas l'image à chaque passe. Un outil, une imprimerie ou une plateforme qui n'accepte rien d'autre. Un fichier que tu vas détourer et auquel tu ajouteras une vraie transparence, ce que le JPEG ne sait pas stocker. Dans chacun de ces cas, le PNG est un fichier de travail, pas un livrable — publie le JPEG, ou mieux un WebP, une fois terminé.

Puis-je augmenter la qualité JPEG pour corriger un texte coloré flou ?

À peine, et pas pour la raison attendue. Le flou sur le texte coloré vient du sous-échantillonnage de la chrominance, que la plupart des encodeurs laissent actif jusqu'au tout haut de l'échelle de qualité. Nous avons lu les facteurs d'échantillonnage dans nos propres fichiers : les qualités 75 et 90 utilisent la même couleur sous-échantillonnée, si bien qu'augmenter le réglage a fait grossir le fichier de 23 % et amélioré la bande de texte bleu de seulement 10 %. La qualité 100 encode enfin la couleur en pleine résolution et corrige bien le problème — pour 213 085 octets contre 57 854 pour la même page en PNG. Utilise le PNG.

La transparence est-elle vraiment perdue, ou seulement masquée ?

Vraiment perdue. Le JPEG a trois canaux et pas de quatrième où cacher quoi que ce soit. Une fois le fichier écrit, un pixel autrefois transparent est un pixel opaque ordinaire, de la couleur choisie par le convertisseur, et il est indiscernable d'un pixel que le graphiste aurait peint de cette couleur à dessein. Reconvertir le JPEG en PNG te redonne un canal alpha, mais entièrement opaque partout. Conserve le PNG d'origine.