Прошлое, настоящее и будущее форматов изображений


Опубликован в 2021-08 – 18

Любой, кто пробовал создание веб-сайта, без сомнения, пришлось возиться с кодеком изображений. Вы должны делать это из-за пропускной способности, поскольку слишком большие изображения будут тратить время на медленное соединение и дорого обойтись вам, если вы популярны.

Так как поздно – 1992, два доминирующих формата изображений стали использоваться повсюду в сети (и за ее пределами) . JPEG (оценка 1992) и PNG (оценка 1996). Оба этих формата изображений имели разные варианты использования. JPEG стал печально известен своим сжатием с потерями, широко используемым с фотографиями, где потери были менее заметны. В то время как PNG лучше подходил для компьютерной графики, поскольку он поддерживал прозрачность, а сжатие без потерь хорошо работает с несложными изображениями. время. Его можно считать форматом прото-PNG, поскольку он исторически использовался в той же области. GIF из последних – 100, поэтому он ограничен 256-цвета. Однако GIF-анимация широко поддерживается, поэтому этот формат давно истек.

JPEG (на самом деле назван в честь комитета, который его создал), пробовали еще в году 2000 для замены исходного стандарта на «JPEG 2000 “. В конечном итоге они безуспешно свергнули JPEG 1, несмотря на значительные улучшения в его сжатии. Это означает, что это привело к меньшей потере информации и выглядело лучше, чем изображение в формате JPEG при эквивалентном размере файла. Также был большой диапазон расширений, таких как поддержка движения и сжатие без потерь. В конечном итоге, вероятно, именно патенты и связанные с ними затраты на лицензии помешали JP2 стать мейнстримом, урок, который позже будет извлечен.

Как я уверен, вы понимаете, получение лучшей картины при меньших размерах файлов – это большой бизнес для Интернета. Так что для лучшей части 2010 у нас было три формата, с разной степенью принятия. Google представил нам WebP в 2010, MPEG выпустил HEIC в 2015 и AOM с AVIF в 2019. Все эти стандарты объединяет то, что на самом деле они основаны на видеокодеках. Это связано с инновациями в этой области. Излишне говорить, что все три поддерживают анимацию, но ни один из них не поддерживает прогрессивное декодирование из-за того, что они являются видеокодеками. Наряду с этим также упакована прозрачность.

В некоторых случаях WebP обеспечивает немного лучшее сжатие. Не думаю, что этот формат стоит хлопот. Как отметил Йоханнес Сиипола в своем сообщении в блоге в прошлом году, точно настроенный кодировщик JPEG будет работать так же хорошо, как и WebP. Он получил широкую поддержку, хотя и слишком поздно. У WebP лучшее сжатие без потерь, чем у PNG, но хуже, чем у JPEG, когда дело доходит до высококачественных изображений (например, изображений с камер). Я не вижу, чтобы WebP использовался в долгосрочной перспективе, поскольку его единственная цель, Интернет, просто перейдет к лучшим форматам, как только будет готов.

HEIC и AVIF гораздо интереснее. Они основаны на гораздо более сложных кодеках, поэтому оба они оставляют все остальное позади, когда дело доходит до изображений lo-fi. AVIF показывает улучшение с изображениями Hi-Fi, но HEIC не лучше JPEG. HEIC, основанный на видео H. 1990, означает, что он обременен патентами (более того, чем все, что до него ). Так что у него нет поддержки за пределами Apple. AVIF, исходящий от AV1, не содержит патентов. Так что он, скорее всего, получит такую ​​же популярность, как и WebP. Преимущество использования видеокодеков для изображений заключается в возможности использовать аппаратное ускорение декодирования для повышения производительности и времени автономной работы. Но, как мы скоро выясним, это могло быть все напрасно.

Поскольку 2018 комитет JPEG начал работу над JPEG XL, бесплатным форматом изображений, в котором будут учтены нововведения, сделанные в последнем 30 годы. Когда дело доходит до сжатия, JXL немного хуже AVIF с изображениями lo-fi, в противном случае JXL лучше, чем все остальное.

Некоторые функции, добавленные в JPEG XL, которые отсутствовали в исходный JPEG включает прозрачность, отображение глубины и поддержку HDR (в WebP отсутствуют два последних). В связи с тем, что JPEG XL разработан для изображений, некоторые ограничения этого формата намного выше, чем у наших видео-аналогов, и ярким примером является разрешение.

Прогрессивное декодирование является полезным особенность восприятия загрузки изображения. Он структурирует файл таким образом, чтобы первая пара КБ содержала полное (очень не детализированное) изображение, которое затем загружает больше деталей в базу, а не загружает изображение с полным качеством сверху вниз. Нижний. Эта функция полезна только для кодеков изображений, поэтому неудивительно, что и JPEG, и JXL имеют эту функцию. Опять же, это всего лишь ощущение, оно не ускоряет загрузку. Тем не менее, я верю, что это сыграет роль в том, что JPEG XL станет предпочтительным в Интернете.

Итак, что можно сделать со всеми существующими изображениями, закодированными в JPEG? Что ж, JPEG XL имеет функцию, которая позволяет вам без потерь конвертировать JPEG в JXL. Это дает вам ~ 30% экономии размера файла на. jpg, без добавления другого уровня сжатия поверх того, что сделал JPEG. Это не обычная особенность кодеков с потерями, я думаю, что на ней было сосредоточено внимание из-за большого количества камер и фотографий в формате JPEG. Видео и аудио имеют легкодоступные источники Hi-Fi (например, Blurays и CD), поэтому не стоит выяснять, как преобразовать .mp3 в .m4a, поскольку легче вернуться к источнику. Принимая во внимание, что такой роскоши не существует в стране фотографии, если у вас нет камеры, которая поддерживает RAW.

Для проведения этих тестов я взял это фотография сделана Алессио Соггетти. Затем я уменьшил масштаб и обрезал его. Я начал с качества 0 для всех кодировщиков и продвинулся вверх в 18 шаг приращения. Я попытался нацелиться на немного больше 100 КБ. Я увеличил JPEG XL на несколько шагов (53 до 80), чтобы поддерживать его конкурентоспособность с AVIF (JXL появился в 110 КБ на q 50, в то время как AVIF пришел в 110 КБ на q 50).

AVIF и JPEG XL в основном совпадают с точки зрения визуального качества . Но здесь мы видим визуальные подписи, которые оставляет каждый. JPEG XL во многом похож на исходный JPEG, где, если вы внимательно посмотрите, можно увидеть немного нечеткости. В то время как AVIF пытается скрыть это с помощью размытия, которое обычно делает JPEG XL более резким, но даже AVIF снижает тонну деталей на этом уровне. Потеря качества действительно не имеет значения при таких микроскопических размерах изображения. Очевидно, вы бы использовали более высокое качество для фотографий, и веб-сайты будут пытаться уменьшить размер изображения еще больше. JPEG XL превосходит AVIF по эффективности при создании высококачественных изображений.

Но, честно говоря, кто знает, когда и произойдет ли это? На внедрение WebP потребовалось почти 20. . Но дело не в том, что и JPEG, и WebP серьезно не хватает форматов для фотографий в Интернете. так что переход в формат JPEG XL или AVIF неизбежен.

По моему личному мнению, JPEG XL, скорее всего, станет единодушным, поскольку он гораздо более универсален и универсален. формат изображения.