Il y aura bientôt dix ans, la question du remplaçant du vénérable JPEG se posait déjà. En 2015, plusieurs grandes entreprises du numérique se sont rassemblées pour travailler sur la question. Alphabet, Amazon, AMD, Apple, Cisco, Intel, Meta, Mozilla, Microsoft, Netflix ainsi que Tencent ont alors formé l’Alliance for Open Media (AOMedia).

À cette époque, la question du poids des fichiers est prégnante. Si les objectifs n’ont guère changé, les motivations ont légèrement évolué. Des fichiers de taille réduite prennent en effet moins de temps à télécharger. Le besoin en bande passante est donc moindre, tout comme l’est la consommation énergétique. Il fallait donc faire mieux que le JPEG, tout en améliorant la qualité d’image.

C’est ainsi qu’est né le format AOMedia Video 1, ou AV1.

De l’AV1 à l’AVIF

L’AV1 est un codec vidéo open source (nous y reviendrons). On peut le retrouver dans des formats conteneurs comme MP4, MKV ou même WebM. Il a été créé pour supplanter les anciens formats et se tailler la part du lion. C’est surtout vrai face aux formats MPEG, dont les licences ont toujours représenté un frein. L’utilisation d’AV1 est gratuite.

C’est de ce codec qu’est issu l’AVIF, pour AV1 Image File Format. Plus précisément, il en reprend les algorithmes de compression, tout en s’inspirant du HEIF pour d’autres aspects, notamment en matière de structure du fichier et du stockage des informations, dont les métadonnées.

Un mot d’ailleurs sur le HEIF (High Efficiency Image File Format). Il s’agit d’un conteneur dans lequel on stocke ce que l’on veut. Ce format a été popularisé par Apple qui s’en sert depuis des années sur iOS et macOS. Les photos prises par l’iPhone l’utilisent par défaut. Apple utilise les codecs HEIC pour les photos et HEVC (H.265) pour les vidéos.

Le jeu du chat et de la souris sur l’accélération matérielle AV1

Profitons de l'occasion pour aborder l’accélération matérielle de l’AV1, qui se répand enfin dans les ordinateurs. Les cartes graphiques Radeon d’AMD (RDNA2), GeForce de NVIDIA (Série 30) et Alchemist d’Intel le proposent depuis plusieurs années. On retrouve aussi de l’accélération dans les CPU AMD (Zen 3 +) et Intel avec partie graphique intégrée (Core de 11e génération).

Chez Apple, l’attente aura été bien plus longue puisque seules les puces M3 pour les MacBook et A17 Pro pour l’iPhone 15 Pro seulement (pas l’iPhone 15 qui est en A16 Bionic, comme le 14 Pro) proposent une accélération matérielle du décodage AV1.

Chez les fabricants de SoC, c’est un peu la loterie, comme on peut le voir sur le récapitulatif maintenu à jour par Vivien Guéant sur Lafibre.info. Le haut de gamme chez Qualcomm en profite (comme les Snapdragon X Elite et 8 Gen 2/3), mais pas encore les gammes d’en dessous. MediaTek Google et Samsung semblent être de bien meilleurs élèves. Le Tensor G3 des Pixel 8 et le Snapdragon X Elite proposent même une accélération du codage AV1, en plus du décodage.

On regrette par contre l’absence d’accélération sur le Raspberry Pi 5.

Ce que permet l’AVIF

Si on le compare au JPEG, AVIF est clairement un format beaucoup plus moderne. D’une part, il supporte plusieurs espaces de couleur, dont le SDR classique bien sûr, ainsi que le HDR. L’indication de l’espace peut se faire par profil CICP ou ICC.

D’autre part, il prend en charge les profondeurs de couleur de 8, 10 et 12 bits, ainsi que les sous-échantillonnages 4:2:0, 4:2:2 et 4:4:4. Des informations de zones transparentes peuvent en outre être stockées dans un canal alpha (comme le PNG par exemple), et l’AVIF peut servir à enregistrer des séquences animées (comme les GIF).

Il possède deux modes de compression : l’un avec perte, l’autre sans. Cela signifie dans le premier cas que des informations sont perdues, mais pas dans le second. Cette possibilité de choisir donne une souplesse selon la finalité recherchée. Si l’on souhaite par exemple réduire autant que possible le poids d’une image pour illustrer un article et que la différence visuelle est pratiquement invisible, on peut choisir la compression avec perte. À l’inverse, si la qualité prime, on prendra celle sans perte, au prix d'un poids beaucoup plus important.

En matière de compression, le format AVIF fait à peu près jeu égal avec son concurrent direct, le HEIF. Avec des paramètres par défaut, le gain de place est d’environ 50 % par rapport au JPEG, et presque 80 % par rapport aux GIF pour les séquences animées. Il est également meilleur que le webp, largement popularisé par Google (nous y reviendrons). Des constructeurs d’appareils photo, dont Canon et Sony, ont suivi le mouvement.

Pour comparer la qualité entre deux images compressées différemment, on peut se rendre sur plusieurs sites permettant de se faire une bonne idée, comme Squoosh ou ce billet de Jake Archibald.

Enfin, l’AVIF peut stocker de nombreuses informations dans les métadonnées, dont une miniature, qui peut être d’ailleurs une séquence animée. On peut y trouver aussi des informations d’orientation, d’autres sur le recadrage, une carte pour la profondeur, des données sur les multiples expositions, etc.

Licence : l’argument de poids de l’AVIF

L’un des plus gros arguments de l’AVIF est hérité de l’AV1 : il est open source. Son utilisation est gratuite et n’est soumise à aucune redevance (royalties).

C’est une différence de taille avec de nombreux codecs et formats de fichiers utilisés aujourd’hui. Le HEIF par exemple, qu’utilise Apple, provient du Moving Picture Experts Group (MPEG). Comme pratiquement tous les formats et codecs provenant du groupe, tout logiciel utilisant des capacités liées doit passer par la case des redevances.

Ce n'est justement pas le cas de l'AVIF, comme d'autres codecs open source, à l'instar de l'OpenH264, du Xvid ou du FLAC.

Support actuel d’AVIF et arrivée d’Edge 121

Aujourd’hui, le format AVIF est supporté par de très nombreux produits. En fait, pratiquement tous. La plupart du temps, c’est le système d’exploitation qui s’en occupe pour les besoins quotidiens, comme l’ouverture d’images dans les visionneuses. Tous les logiciels de retouche le prennent également en charge.

Les prestataires et autres technologies de développement s’y sont mis également. Cloudflare le prend en charge par exemple depuis octobre 2020, PHP dans sa version 8.1 via l’extension GD, Wordpress via de nombreuses extensions aussi, et ainsi de suite.

En ce qui concerne les navigateurs, c’est aussi le cas depuis longtemps. En tout cas pour la grande majorité. Google l’a par exemple ajouté à Chrome dans sa version 85 en août 2020. WebKit, au sein de Safari, s’en est doté en mars 2021. Pour Firefox, ce fut dans la mouture 93 en octobre 2021. Le seul grand absent dans la liste était Edge.

C’est un cas étrange, sur lequel Microsoft ne s’est pas vraiment expliqué. Le support d’AVIF a en effet été intégré dans Windows 10 avec la mise à jour 19H1, donc dans la première moitié de 2019. Ce support est depuis entretenu via l’AV1 Video Extension du Microsoft Store.

Pourtant, Edge ne le prend en charge que depuis sa version 121, arrivée… la semaine dernière. On peut cependant formuler une hypothèse : Microsoft a été l’un des promoteurs du HEVC. L’entreprise a peut-être fait de la résistance jusqu’à présent.

Sur mobile, le déploiement d’Edge 121 est en cours (depuis le 29 janvier) et peut prendre quelques jours pour atteindre l’ensemble des terminaux. Si notre navigateur n’est pas compatible et qu’un site utilise une image au format AVIF (sans fallback vers un autre format), alors elle ne s’affichera pas dans le navigateur.

L’un dans l’autre, c’est le dernier verrou significatif qui saute pour le web, comme on peut le voir sur le site CanIUse. La question est de savoir maintenant si l’AVIF va prendre son envol.

Où en est l’AVIF ?

Si l’on en croit l’Alliance for Open Media, tout va très bien. Dans un billet de blog datant de novembre, elle vante un support omniprésent de l’AVIF et une explosion de son utilisation. Qu’en est-il ?

Difficile de savoir avec précision, mais il est clair que l’immense majorité des sites se servent aujourd’hui d’images aux formats JPEG, PNG et WebP. Quelques sites, notamment de distributions de photos, se servent d’AVIF, comme Unsplash.

Actuellement, l’AVIF fait face à deux types de difficultés pour réussir sa mission. La première est le poids des habitudes : le JPEG reste très présent et garde la faveur de nombreux producteurs de contenus web. Quand la qualité visuelle n’est pas primordiale, les outils utilisés depuis toujours produisent de petits fichiers.

L’autre grande barrière est la multiplicité des formats. L’AVIF n’est pas le seul à vouloir prendre la relève du JPEG. HEIF a été conçu dans cette optique, de même que WebP. Or, ce dernier est promu par Google, qui l’utilise sur tous ses sites. C’est le format d’image par défaut du géant pour tout ce qui touche au web (d’où le nom). Là encore, avec des bénéfices de poids à qualité équivalente, ou de qualité à taille équivalente.

Ce qui n’empêche pas AVIF d’être bel et bien présent. Par exemple, Netflix s’en sert pour les images de son interface, y compris les miniatures des films. Mais il n’est guère présent sur le web. Sur le site W3techs.com, on peut voir qu’à peine 0,1 % des sites s’en servent aujourd’hui. Dans un autre diagramme, un constat intéressant cependant : même s’il est peu utilisé, il l’est davantage sur des sites à fort trafic, comme canva.com.