Alliance for Open Media: Apple HEIC и AV1 - новые технологии сжатия фотографий

В прошлом году Apple начала продвигать новый собственный формат фотографий, благодаря которому файлы того же качества могут занимать вдвое меньше, чем стандартный старичок-JPEG. Но Apple – не единственный желающий сделать в этой области прорыв: Google, Mozilla и другие компании под общим названием Alliance for Open Media (альянс за открытые стандарты медиа) работает над конкурирующей технологией. По словам ведущего разработчика Mozilla Тима Терриберри (Tim Terriberry), вовлечённого в этот проект, первые тесты показывают, что сжатые их алгоритмом изображения занимают на 15 % меньше места по сравнению с фотоформатом Apple HEIC. Но размер – это ещё не всё.

Проект находится на ранней стадии разработки – у него даже нет названия, а тем более определённого будущего. Но у него есть большой список союзников, близость к Веб и современные функции, которые могут сделать его лучшим претендентом на вытеснение JPEG, созданного в далёком по современным меркам 1991 году.

JPEG не только увеличивает размеры конечных файлов – к его недостаткам также можно отнести отсутствие поддержки более широкого диапазона цветов, плохую передачу ярких и тёмных тонов, артефакты сжатия блоками, плохую поддержку сжатия резких контуров или рисунков. Вдобавок JPEG не поддерживает анимацию на основе нескольких кадров, панорамы, каналы прозрачности, "живые фото", данные о глубине сцены и многие другие вещи, которые необходимы современным форматам фотографий.

Эти три изображения сжаты в 28 Кбайт тремя способами: JPEG, HEVC (используется в Apple HEIC) и экспериментальным AV1 (AOM Video codec 1).

Популярный комментарий читателя из соцсетей:

Формат фотографий Apple, получивший название HEIC, появился в прошлом году в операционных системах iOS для iPhone и iPad, а также в macOS для настольных компьютеров. По сути это ответвление технологии сжатия видеоизображений HEVC (h.265), разработанной отраслевым консорциумом MPEG с многолетним опытом в сжатии видео.

HEIC использует технологию сжатия HEVC. Фотография HEIC занимает примерно вдвое меньше места по сравнению с JPEG аналогичного качества, и она отвечает на многие требования для фотографий следующего поколения. Например, умеет записывать данные 3D-сцены в новых iPhone, благодаря чему приложения могут создавать специальные эффекты вроде замены фона или изменения освещения.

Более крупный кусок приведённого воздушного шара показывает нагляднее проблемы JPEG. Технология HEIC, в центре, тоже оказывается хуже AV1.

Apple представила HEIC публике на своей конференции разработчиков 2017 года. Но многие до сих пор не знают о нём: Apple, понимая, что большинство современных программных и аппаратных устройств не могут отображать HEIC, обычно преобразует фотографии в JPEG, когда они отправляются на Facebook или по электронной почте.

На пути распространения HEIC, впрочем, стоит тот факт, что разработчики ПО, чипов и смартфонов должны пройти процесс лицензирования. Это не просто сложно и дорого. Это также означает, что у HEIC возникнут проблемы в Интернете: патентные барьеры противоречат открытому характеру всемирной Сети.

Проблем лицензирования не будет у формата от Alliance for Open Media. Организация прежде всего стремится создать новую открытую от лицензионных сборов технологию сжатия видео с предварительным названием AV1. На борту – такие тяжеловесы, как Google, Microsoft, Mozilla и даже сама Apple. В альянс также входят крупные компании в области потокового видео: Netflix, Amazon, Hulu, Facebook и YouTube. А благодаря поддержке разработчиков чипов Intel, NVIDIA и ARM формат AV1 должен получить и аппаратное ускорение, которое имеет решающее значение для распространения видео на ноутбуках и смартфонах.

Популярный комментарий читателя из соцсетей:

Видео пока остаётся приоритетом альянса, и не ясно, какие участники захотят поддержать фотоформат на основе AV1 за пределами стадии экспериментов. Тем не менее, руководитель стратегии Chrome Мэтт Фрост (Matt Frost) утверждает, что есть определённый энтузиазм: "Это не то, с чем возятся исключительно Google и Mozilla. Это ответ на запрос от нескольких членов альянса".

Фотоформат на основе AV1 должен стать преемником WebP, который Google представила для ускорения работы веб-сайтов с изображениями в качестве более легковесной альтернативы JPEG и PNG. WebP используется на eBay, Alibaba, Yahoo и других крупных сайтах, но Google не смогла убедить сторонних разработчиков браузеров. Быть может, это будет преодолено в AV1. Уже упоминавшийся Келли Томпсон отмечает: "Мы хотели бы, чтобы новый формат широко поддерживался. Для фотосайта вроде 500px расходы на хранение и пропускную способность являются астрономическими".

Те же участки, обработанные для выделения трудноразличимых недостатков: Apple HEIC (по центру) существенно превосходит JPEG, а AV1 в текущем виде показывает более чистые линии, но, быть может, более сильную потерю текстурных деталей.

Превзойти JPEG мало, базовые AV1-фотографии должны предложить:

• эффективное сжатие резких изображений вроде логотипов, текста и диаграмм, где у JPEG большие трудности;
• поддержку сжатия без потери качества (чтобы заменить иные форматы вроде PNG);
• поддержку высокого динамического диапазона для лучшего отображения ярких и тёмных тонов;
• поддержку каналов прозрачности (для замены того же формата PNG в веб);
• поддержку анимации для вытеснения старомодных 256-цветовых GIF.

Формат сжатия изображений нельзя просто взять из AV1. По словам Джая Кришнана (Jai Krishnan) из Google, видеоформат рассчитан на эффективное сжатие потока из 30 и более изображений в секунду. Нужны оптимизации, рассчитанные на фотографии, в том числе – эффективный вывод части огромной картинки. При этом сильный отход от видеоформата нарушит принцип аппаратного ускорения (если производители не добавят поддержку дополнительных функций для изображений).

Одно можно сказать наверняка: JPEG будет с нами ещё много лет, и поколебать его могущество будет непросто. Очень многие бросали вызов и уже сложили головы в битве с этим королём сжатия фотографий.

Популярный комментарий читателя из соцсетей: