DPX, EXR, HDR, FITS : formats d'image HDR et scientifiques professionnels

Ces quatre formats répondent au même problème de fond (représenter une plage de luminosité ou de données bien plus large que les 256 niveaux par canal d’un JPEG ou d’un PNG) mais chacun dans un domaine professionnel distinct, avec des choix d’encodage différents.

Format	Domaine	Profondeur / encodage	Compression	Normalisation
DPX	Tournage et étalonnage cinéma	10-16 bits/canal, entiers	Aucune	SMPTE, 1994
EXR	Effets visuels, compositing	16-32 bits/canal, virgule flottante	Sans perte (optionnelle)	Open source (ILM, 2003)
HDR (Radiance)	Rendu 3D, éclairage (IBL)	Exposant partagé (RGBE)	RLE optionnelle	Format du logiciel Radiance
FITS	Astronomie	Variable, entête de mots-clés	Généralement aucune	IAU, 1982

Le DPX, normalisé par la SMPTE en 1994, stocke chaque image d’un film en 10 ou 16 bits par canal sans aucune compression, un plan étant archivé comme une séquence de milliers de fichiers DPX individuels plutôt que comme une vidéo encodée en continu, ce qui permet de reprendre le montage à n’importe quelle image précise sans décoder l’ensemble du flux. Il reste la référence de l’archivage et de l’étalonnage cinéma, notamment dans les flux ACES (Academy Color Encoding System).

L’EXR (format du projet OpenEXR), développé par Industrial Light & Magic et publié en open source en 2003, pousse la profondeur de couleur jusqu’à la virgule flottante 32 bits par canal, sans plafond de luminosité représentable, contrairement au DPX à valeurs entières bornées. Il reste la référence de l’échange d’images HDR entre logiciels de rendu 3D et de compositing, avec la capacité unique de regrouper dans un seul fichier des canaux au-delà du rouge/vert/bleu (masques, vecteurs de mouvement, profondeur en canal Z).

Le HDR (format Radiance, RGBE) encode chaque pixel avec un exposant partagé entre les trois canaux de couleur, une astuce qui condense une très large plage de luminosité en seulement 4 octets par pixel, un compromis nettement plus compact que la virgule flottante pleine précision de l’EXR, au prix d’une précision moindre. Il reste le format de référence pour les cartes d’environnement (“environment maps”) en éclairage basé image.

Le FITS, adopté par l’Union astronomique internationale en 1982 et jamais réellement remplacé depuis, se distingue des trois précédents par sa vocation : au-delà de l’image, il transporte aussi des données tabulaires ou spectrales d’observation, dans un en-tête texte de mots-clés normé mais librement extensible. Les données du télescope spatial James Webb, comme celles de la quasi-totalité des grands observatoires, sont diffusées dans ce format.

Le point commun pratique des quatre : ouverts dans une visionneuse d’image classique, ils paraissent souvent trop sombres, délavés ou totalement illisibles, faute d’un mappage tonal (tone mapping) ou d’un décodeur adapté à leurs métadonnées scientifiques : un logiciel professionnel du domaine concerné (DaVinci Resolve pour le DPX, Blender pour l’EXR et le HDR, DS9 ou Astropy pour le FITS) reste nécessaire pour les interpréter correctement.

Quatre domaines différents partagent donc le même besoin de dépasser les 8 bits par canal : DPX pour l’archivage cinéma image par image sans compression, EXR pour le compositing et le rendu 3D multi-canaux en virgule flottante, HDR pour l’éclairage 3D compact, FITS pour les données scientifiques d’observation astronomique.