Le type le plus usuel d'images numériques fixes est celui du bitmap ou image en mode point. Ces images sont constituées d'une grille ou matrice de rectangles de mêmes dimensions appelés pixels. Les principaux formats en mode point sont PNG (prononcer « ping »), JPEG et GIF, mais il en existe de très nombreux autres.

Les formats de bitmap diffèrent tout d'abord dans leurs possibilité de rendu par le modèle de couleurs (et donc le nombre de couleurs) qu'ils autorisent. Le modèle de représentation le plus usuel des couleurs est appelé, improprement « vraies couleurs ». Il code ces couleurs, par synthèse additive (comme sur un écran lumineux), à l'aide d'une combinaison de rouge, vert et bleu, à raison de 8 ou 16 bits (1 ou 2 octets) par composante et par pixel, soit 16 M teintes (ou 2,8.10¹⁴ teintes, pour les archives et traitements professionnels).

On appelle généralement profondeur des couleurs le nombre de bits réservés pour chaque pixels. Si l'on utilise 8 bit par composante, la profondeur des couleurs est donc de 24 bpp (bits par pixel). Dans ce cas chaque composante est représentée par un nombre de 0 à 255, soit deux chiffres hexadécimaux :

On utilise maintenant souvent la notation suivante, issue du web : #3399CC, qui signifie : rouge à 20 %, vert à 60 % et bleu à 80 %.

Notons que le format PNG prévoit également la possibilité d'une quatrième composante, d'opacité : RGBA (rouge vert bleu alpha), soit 32 bpp. Ceci est utilisé par les systèmes d'exploitation pour les icones et pointeurs et maintenant très répandu sur le web, même s'il n'est pas toujours bien pris en compte par certaines version du navigateur Internet Explorer.

Il existe d'autres modes de représentation des couleurs, par exemple TSL (teinte, saturation, luminosité) pour la vidéo ou CMJN (cyan, magenta, jaune, noir) pour l'imprimerie, puisque les encres fonctionnent par synthèse soustractive (le format TIFF, qui autorise ce modèle, est dominant dans l'imprimerie).

Une possibilité de codage des bitmaps consiste à donner la liste des teintes pour les différents pixels, les uns à la suite des autres. C'est le format brut, il est extrêmement consommateur de ressources. Les formats récent utilisent, a contrario, des algorithmes de compression de données pour réduire la taille des images (par différentes méthode repérage de redondances). Ainsi une image de 2560×1712 pixels en 24 bit/px, qui pese 12,5 Mio en format brut, ne pesera en PNG que de 16kio (uni) à 6 Mio (photo) à 12,5 Mio (aléatoire). Ce type de format est appelé “sans” perte : il y a bien des pertes au moment de la numérisation mais pas du fait du codage du bitmap sous forme de fichier. Un même fichier a donc la même interprétation partout : l'image est conforme avec ses visualisations dans les logiciels de dessin.

Ces formats sont parfait pour le texte et les petites images.

Quand une image comporte très peu de couleurs (256 ou moins), par exemple un dessin avec de grandes surfaces monochromes, les formats en vraies couleurs sont trop gourmand en quantité d'information. Il est, dans ce cas, plus efficace d'utiliser une « palette », un index des teintes d'une image, de façon à coder chaque pixel sur 8 bits (au lieu de 24 ou 32). Premier bénéfice, immédiat : une réduction de la taille par 3 (ou 4) au moins.

En pratique, les formats qui utilisent des couleurs indexées emploient des algorithmes qui tirent parti de similarités entre parties de l'image, similarité dont la probabilité augmente quand le nombre de couleurs diminues, particulièrement en cas d'aplats de couleur unis. Le coefficient de réduction dépasse donc souvent le facteur 3. Cas hypothétique extrême : une image de 2560×1712 pixels entièrement monochrome ne pese que 640 o. Avec le drapeau japonais (aplat très simple), on n'atteint que 23 kio, soit 500 fois moins que le format brut.

Le format sans perte en couleurs indexées le plus populaire, bien qu'obsolète, est le format GIF. GIF permet de disposer d'une “couleur” entièrement transparente. Le format généralement le plus adapté, aujourd'hui, est le format PNG (qui permet donc de coder une image soit en vraies couleurs, soit en couleurs indexées). En format PNG on dispose jusqu'à 256 niveaux de transparence, pour chaque teinte possible.

Cas particulier de palette : la palette “web”. Elle est principalement composée de couleurs dont les composantes RGB sont des multiples de 20%. En hexadécimal, les couleurs s'écrivent donc comme une suite de l'un des six nombres suivants : 00, 33, 66, 99, CC, FF (en décimal : 0, 51, 102, 153, 204, 255). À ces 6×6×6=216 couleurs s'ajoutent le transparent et huit couleurs de base, en tout 225 teintes (voir le cours Documents structurés pour le web pour plus de détails).

Les formats sans perte sont généralement peu adaptés aux photographies. Tout d'abord parce que l'on n'a le plus souvent pas besoin d'une telle exactitudes, des pertes raisonnables sont admissibles. Ensuite parce que les algorithmes de compression de PNG et GIF ne sont pas très efficaces sur les images photographiques. JPEG est un format d'image permettant de compresser plus de telles images. La perte de qualité utilisée par JPEG tire partie d'une redondance psychovisuelle.

Redondances de code : Il y a redondance dans le code d’une image si l'on peut utiliser moins de symbole pour la coder que strictement nécessaire. Les formats d'images peuvent utiliser des algorithmes génériques (pas adapté à un type de document en particulier), comme l'algorithme LZW utilisé par GIF et TIFF, pour compresser des images.

Redondances inter-pixels : Les images réellement utilisées ne sont pas des arrangements aléatoires de teintes. On peut repérer des corrélations statistiques entre pixels proches, par exemple entre une ligne et la suivante. Ce type d'analyse permet de définir des algorithmes de compression spécifiques aux images, tels que pour PNG. Par exemple, on n'est pas obligé de coder une ligne entière mais seulement des différences avec la précédente.

Redondances psychovisuelles : Quand nous observons une image, surtout de résolution fine, nous ne regardons pas tous les pixels. Seuls certains éléments clés sont analysés, par exemple des changements de couleurs, de contraste ou des variations à grande échelle. Les autres informations sont dites psychovisuellement redondantes (cette notion est relative puisqu'un même observateur peut oserver une image avec plus ou moins de détail). Éliminer ces informations permet d'alléger le fichiers, au prix d'une perte de qualité de l'image. Les données perdues le sont, le plus souvent, de façon irréversible, contrairement à ce qui se produit dans de nombreux films policiers...

Toutefois, supposer cette redondance n'est pas toujours à propos :

JPEG permet également d'inclure des données sur la prise de vue (marque de l'appareil, optique, réglages utilisés, orientation, etc.).

Le choix entre PNG, GIF et JPEG peut se synthétiser avec la grille suivante :

Voici les principaux noms des dimensions (en pixels) des formats vidéo usuels (ci-après). On sera vigilant les notions de rapports “4/3”, “16/9” ou “16/10”, dans la mesure où dans le rendu de ces formats, les pixels ne sont pas nécessairement carrés (en particulier dans le cas des formats télévisuels hérités d'avant l'ère numérique).

L'image n'est pas constituée d'une grille de pixels mais est de nature symbolique. Il s'agit d'une succession d'objets graphiques : aplats de couleur (uni, dégradé, texture...), lignes, texte. Ces objets sont définis par des fonctions géométriques, des coordonnées, des teintes et autres paramètres d'aspect. Ils sont vectoriels : ils peuvent être multipliés par un nombre servant de facteur d'échelle (un scalaire) sans perte de qualité. Parfois les dessins vectoriels incorporent également des bitmaps... ils ne sont donc plus a proprement parler vectoriels, même si le format de fichier reste vectoriel.

Principaux formats :