Pourquoi le GIF ne prend-il en charge que 256 couleurs ?

Le GIF est un format à base de palette ; une table de couleurs est conservée dans le fichier et chaque pixel transporte, au lieu d'une véritable valeur de couleur, le numéro d'une entrée de cette table. Lors de la conception du format, un index de 8 bits a été réservé pour chaque pixel, et 8 bits peuvent exprimer au maximum 256 valeurs différentes. C'est une limite stricte inscrite dans la structure du format, pas un réglage ni une préférence de qualité. On peut choisir lesquelles seront les 256 couleurs de la table, mais on ne peut pas en changer le nombre.

Qu'est-ce que le tramage et pourquoi le voit-on dans les GIF ?

Le tramage est une technique consistant à mélanger les pixels selon un motif pointillé pour donner l'impression qu'une palette limitée contient plus de couleurs. Par exemple, si votre palette ne comporte pas de tons intermédiaires, vous parsemez deux couleurs existantes pour donner, vu de loin, l'impression d'un ton intermédiaire. La limite de 256 couleurs du GIF rend cette technique obligatoire, surtout sur les photos. Le résultat paraît acceptable de loin, mais de près l'image acquiert une texture granuleuse et pointillée.

Alors quel est l'intérêt de convertir un GIF en PNG ?

L'intérêt est de placer le fichier, pour la suite, dans un conteneur plus capable. Le PNG travaille sans limite de palette, vous pouvez donc ajouter de nouvelles couleurs à l'image et la retoucher ; si vous aviez travaillé sur le GIF, la palette aurait été recompressée à 256 couleurs à chaque enregistrement. De plus, le canal alpha du PNG permet des transitions de transparence douces et le PNG s'ouvre sans problème en RVB dans les éditeurs modernes. Le gain n'est pas de réparer le passé mais de lever les limites pour l'avenir.

La limite de 256 couleurs du GIF et le passage au PNG

Q: Les couleurs reviennent-elles quand on convertit en PNG ?

Non. Le PNG peut stocker des millions de couleurs, mais le fichier GIF que vous avez n'en contient déjà que 256. Le PNG préserve parfaitement ces 256 couleurs, mais il ne peut pas recréer celles écartées lors de la production du GIF, car cette information ne se trouve tout simplement pas dans le fichier. Les bandes et les motifs de tramage subsistent à l'identique dans la sortie PNG. Le seul moyen d'accéder à une véritable richesse chromatique est de revenir à l'image source originale à partir de laquelle le GIF a été produit.

D'où vient le nombre 256

Pour comprendre le GIF, il faut d'abord comprendre comment il stocke, car tout le caractère du format découle de là.

Le GIF est à base de palette. Une table de couleurs se trouve à l'intérieur du fichier. Chaque pixel, au lieu de transporter sa propre valeur de couleur, transporte le numéro d'une entrée de cette table. Autrement dit, le pixel ne dit pas « rouge », il dit « la couleur numéro 47 de la table ».

Cet index est exprimé sur 8 bits pour chaque pixel. 8 bits peuvent prendre au maximum 256 valeurs différentes. Une image de GIF peut donc contenir au maximum 256 couleurs différentes.

Ce n'est ni un réglage de qualité ni une préférence de compression. C'est une limite stricte inscrite dans la structure de données du format. Vous pouvez choisir lesquelles seront les 256 couleurs de la palette — une palette différente sera produite pour un paysage à dominante verte et pour une photo de mer à dominante bleue — mais vous ne pouvez pas en augmenter le nombre.

Les deux dégradations que cette limite crée sur les photos

Sur du contenu peu coloré comme un graphique ou un logo, 256 couleurs sont largement suffisantes. Le problème commence sur les photos, car une photo typique contient des dizaines de milliers de nuances différentes. Les réduire à 256 produit deux dégradations caractéristiques.

Les bandes. Dans les dégradés doux comme un ciel, un teint de peau ou des transitions d'ombre, les tons intermédiaires disparaissent. La transition, qui devrait être continue, se transforme en bandes de couleur visiblement séparées les unes des autres. C'est sur une photo de coucher de soleil que vous le verrez le plus nettement.

Le tramage. C'est la technique de compensation utilisée pour masquer les bandes. En parsemant deux couleurs de la palette selon un motif pointillé, on crée de loin l'impression d'un ton intermédiaire. Cela fonctionne de loin, mais confère à l'image une texture granuleuse et pointillée. Vu de près ou quand l'image est agrandie, ce motif devient clairement visible.

Ces deux dégradations expliquent ensemble pourquoi le GIF est un mauvais véhicule pour les photos. Le format n'a jamais été conçu pour la photographie ; il était destiné aux graphiques simples, aux dessins et aux courtes animations.

Ce que le PNG résout, ce qu'il ne résout pas

Le PNG travaille sans limite de palette. Il peut stocker directement des valeurs RVB pour chaque pixel, donc transporter des millions de couleurs différentes.

En partir pour conclure que « si je convertis le GIF en PNG, les couleurs seront corrigées » est une idée fausse très répandue. La réalité est la suivante :

Le PNG préserve parfaitement les 256 couleurs existantes. Il n'y a aucune perte lors de la conversion, la sortie est pixel pour pixel identique à l'original. C'est la bonne nouvelle.

Le PNG ne peut pas restituer les couleurs perdues. Quand l'image source a été réduite à 256 couleurs lors de la production du GIF, les dizaines de milliers de nuances écartées à ce moment-là sont parties définitivement. Cette information ne se trouve tout simplement pas dans le fichier GIF. Le PNG ne peut pas lire ce qui n'existe pas.

En conséquence, les bandes subsistent à l'identique dans la sortie PNG. Le motif de tramage subsiste à l'identique. L'image ne devient pas plus riche en couleurs, elle est simplement transportée dans un conteneur plus capable.

Le seul moyen d'accéder à une véritable richesse chromatique est de revenir au fichier source original à partir duquel le GIF a été produit. S'il existe, produisez directement un PNG ou un WEBP à partir de lui — ne faites pas le détour par le GIF.

Il existe une limite similaire sur la transparence

Outre sa limite de couleurs, le GIF a une limite de transparence, et elle fonctionne selon la même logique.

La transparence du GIF est binaire : un pixel est soit totalement transparent, soit totalement opaque. Il n'existe aucune valeur intermédiaire. Une couleur de la palette est marquée comme « transparente » et les pixels portant cette couleur deviennent invisibles, point final.

La conséquence pratique en est un aspect en marches d'escalier sur les bords arrondis et incurvés. Les contours d'un logo en GIF sont toujours crénelés, car le format ne permet pas de transition douce.

Le canal alpha du PNG, lui, peut stocker 256 niveaux de transparence différents pour chaque pixel. Des transitions douces du totalement visible au totalement invisible sont possibles.

Mais tout comme pour les couleurs, cette capacité ne fonctionne pas rétroactivement. Le PNG vous donne la possibilité de produire des bords doux ; il ne corrige pas de lui-même les bords crénelés venus du GIF. L'information de semi-transparence n'a jamais existé dans le fichier source, le PNG ne peut pas l'inventer.

Alors qu'apporte la conversion

Le gain n'est pas de réparer le passé mais de lever les limites pour l'avenir.

La pression de la palette disparaît. Quand vous retouchez et enregistrez un GIF, chaque nouvelle couleur que vous ajoutez met la palette sous tension et le fichier est de nouveau recompressé à 256 couleurs. Chaque enregistrement ajoute une nouvelle réduction par-dessus la précédente. Une fois que vous avez converti le GIF en PNG, cette pression disparaît ; vous pouvez ajouter autant de couleurs que vous voulez et enregistrer de nombreuses fois.

Une transparence douce devient possible. Vous pouvez retoucher les contours à la main et créer des transitions semi-transparentes. En GIF, c'était techniquement impossible.

La compatibilité augmente. Les éditeurs et systèmes modernes ouvrent le PNG directement en RVB. La structure à palette du GIF entraîne dans certains outils des étapes de conversion supplémentaires et des comportements inattendus.

En résumé

La limite de 256 couleurs du GIF est enfouie dans la structure de données du format et se manifeste sur les photos sous forme de bandes et de tramage. Le PNG ne porte pas cette limite, mais il ne peut pas non plus produire des couleurs qui ne sont pas dans le GIF que vous avez. La conversion préserve parfaitement l'image actuelle et lève, pour la suite, les contraintes de palette et de transparence. Si vous voulez réellement retrouver les couleurs, ce n'est pas du côté du convertisseur qu'il faut chercher, mais du côté du fichier source original.