Le format d'image APNG

Le format de fichier APNG (Animated Portable Network Graphics) est comme son nom le suggère un format d'image animé reposant sur le format PNG, déjà très bien connu.

APNG a été conçu à partir de 2004 à l'initiative de Mozilla qui héberge la spécification APNG en tant que version améliorée du format PNG et offre des fonctionnalités supplémentaires telles que (évidemment) la possibilité d'animer les images... à l'instar du GIF.

Son support s'est amélioré progressivement, entre 2009 (Firefox) et 2020 (Edge) ce qui représente une longue période de temps, et le voit désormais reconnu par tous les navigateurs. Même les anciens programmes reconnaissant PNG peuvent afficher un fichier APNG car sa première image est au format PNG valide, il y a donc en quelque sorte une rétro-compatibilité qui est relativement assurée par le fait que les données d'animation sont stockées dans un espace supplémentaire déjà prévu par le format PNG initial. Le type MIME correspondant est image/apng.

Il ne s'agit pas nécessairement du format le plus optimisé pour les "images animées" car il existe bien des concurrents dans ce domaine avec des algorithmes appropriés : on privilégie de nos jours notamment les codecs vidéo (MP4, Webm, AV1) et leurs déclinaisons en formats d'images (WebP animé, AVIF animé : voir des démos). C'est d'ailleurs pour cela que les sites majeurs fournisseurs de GIFs et memes variés (Giphy, Tenor) ne vous servent en réalité, depuis bien longtemps, pas des images GIF mais de véritables et courts fichiers vidéo à leur place.

Quelles sont les différences ?

Le format PNG (Portable Network Graphics) est à la base un format d'image bitmap (ou raster) dans lequel on cherche à mémoriser les données pixel par pixel, avec une qualité supérieure à celle des formats d'image populaires tels que JPEG et GIF notamment parce que la compression ne doit pas affecter la qualité et perdre de l'information. Il utilise donc une compression sans perte pour conserver tous les détails de l'image d'origine, ce qui en fait un meilleur choix pour les images de haute qualité, icônes et schémas.

En termes techniques, la principale différence vis-à-vis de son parent le PNG est l'ajout des capacités d'animation en combinant successivement plusieurs images. Le format APNG est donc un format plus avancé ou plutôt une extension de PNG tel que la spécification PNG du W3C l'indique.

Un autre ensemble de quelques tests consultables en ligne GIF vs APNG vs WebP arrive à la conclusion qu'un fichier APNG est plus léger qu'un WebP animé en mode lossless c'est-à-dire sans perte de qualité.

Comment créer des images APNG ?

S'il existe désormais de nombreux convertisseurs en ligne, l'outil le plus basique est APNG Assembler qui en ligne de commande (ou en version graphique sous Windows) va "assembler" de multiples fichiers PNG et appliquer un niveau de compression choisi. En complément gif2apng est un vrai convertisseur d'animations GIF vers APNG, et apng2gif son opposé APNG vers GIF.

Comment le format APNG est-il structuré ?

Le format APNG est binaire : il ne peut être ouvert par un éditeur de texte comme le SVG, il faudra passer par un éditeur hexadécimal tout comme pour JPEG, WebP, etc. Il stocke les données d'animation en combinant plusieurs images en une seule. Chaque image est stockée dans un chunk (que l'on peut traduire par morceau, tronçon) du fichier APNG, avec des informations sur la durée de l'image et les effets de transition à utiliser pour passer à la suivante. Des chunks supplémentaires stockent des informations sur les contrôles de l'animation, telles que la vitesse et le bouclage.

Les chunks sont alors assemblés dans un conteneur qui débute par une "signature" en début de fichier, signalant qu'il s'agit bien d'une image au format APNG, puis un bloc IHDR en amont des chunks et un bloc IEND à la fin.

On obtient donc un assemblage de frames qui étaient à l'origine des fichiers PNG indépendants, dont on a conservé uniquement les données IDAT, réécrites également en fdAT (frame data chunk) pour les images qui se suivent avec un numéro de séquence.

Schéma provenant de la page Wikipédia APNG

Vous pouvez utiliser le très intéressant PNG file chunk inspector avec vos fichiers PNG ou des exemples fournis pour analyser leur structure en ligne, dont voici un extrait de capture d'écran :

Un exemple de chunk d'image APNG pourrait être résumé ainsi :

IDAT
   [Données de l'image]
acTL (animation control)
   [Nombre total d'images dans l'animation]
   [Nombre de boucles dans l'animation]
fcTL (frame control)
   [Numéro de l'image]
   [Largeur de l'image]
   [Hauteur de l'image]
   [X de l'image]
   [Y de l'image]
   [Durée de l'image en millisecondes]
   [Numéro de l'image suivante]
   [Effet de transition à utiliser]

Quel est l'intérêt du format APNG par rapport au GIF ?

Le format APNG (Animated Portable Network Graphics) et le format GIF (Graphics Interchange Format) ont tous deux la même vocation à créer des animations par une succession d'images bitmap (non vectorielles). Cependant, ils diffèrent sur plusieurs points, notamment car ils ne proviennent pas de la même génération. GIF a été inventé en 1987 !

• Qualité de l'image : Le format APNG utilise la même technologie de compression sans perte que le format PNG, ce qui lui permet de conserver tous les détails de l'image d'origine ; on peut d'ailleurs choisir zlib, 7zip, Zopfli. Le format GIF, en revanche, utilise une compression avec un algorithme ancien (LZW) et réduction du nombre de couleurs qui peut entraîner une perte de qualité.
• Nombre de couleurs : Le format APNG peut utiliser jusqu'à 24 bits par pixel, ce qui lui permet de reproduire près de 16,8 millions de couleurs différentes. Le format GIF, en revanche, ne peut utiliser que 256 couleurs différentes par image. Il en résulte des effets d'escalier et de pixellisation visibles.
• Nombre d'images/seconde : GIF est limité par défaut à 10 images/seconde tandis qu'il n'y a pas de limite pour APNG.
• Transparence : Le format APNG permet l'utilisation de transparences et de fondus avec un canal alpha. Le format GIF ne connaît pas le canal alpha et ne gère la transparence que sur un seul niveau.
• Licence : Le format APNG est un format libre et ouvert, ce qui signifie qu'il peut être utilisé gratuitement par tous. Le format GIF est était soumis à une licence plus restrictive ; lisez à ce sujet Pourquoi il n'y a pas de fichiers GIF sur le site de GNU qui résume bien la situation.