Menu

Obrazový formát budoucnosti

Formát HEIF si vystačí s pouze poloviční velikostí souboru při stejné kvalitě, jakou má JPEG. Apple v tento nový inteligentní formát věří a operační systém iOS 11 už ho podporuje. Ostatní budou brzy následovat.

Když se před dvaceti lety začal rozjíždět internet, tehdejší obrazové formáty, jako například BMP (Windows Bitmap), byly pro webové stránky příliš velké a těžkopádné. Až formát JPEG s tehdy revoluční kompresí a grafický formát GIF umožnily používat internet s grafikou, animacemi a fotografiemi.

O dvě desetiletí později se však tento průkopnický formát stává problematickým. JPEG zkrátka naráží na svoje hranice, zejména proto, že tento obrazový formát může jen málo využívat výkon moderních procesorů. Je-li JPEG soubor více komprimovaný, je to vždy provázeno velkou ztrátou detailů, což je patrné především na fotografiích. Formát GIF pro rastrovou grafiku, který používá bezeztrátovou kompresi a zvládá i jednoduché animace, sice slaví malou renesanci na sociálních sítích, nikdy však nebyl příliš velkým specialistou na kompresi.

Nový formát mobilního webu

V době širokopásmového připojení by málo komprimované obrázky nebyly takovým problémem, ale při rychle rostoucím podílu mobilních zařízení při přístupu na internet a hojném využívání cloudových služeb málo účinná komprese souborů automaticky zvyšuje náklady na připojení. Nastal tedy čas pro nástup nového, efektivnějšího formátu obrazových souborů. Jmenuje se High Efficiency Image File Format, zkráceně HEIF, byl definován společností Moving Picture Experts Group (MPEG) a je založen na efektivním a už hojně využívaném videokodeku H.265.

Obrázek ve formátu HEIF je v podstatě statickým snímkem videa H.265. Soubor v tomto formátu s příponou „.heic“ má přitom velikost o 40 až 50 procent nižší při porovnání s JPEG nebo GIF při zachování stejných detailů. Abyste si udělali představu, co HEIC dokáže, podívejte se na stránku projektu nokiatech.github.io/Haif, kde jsou ukázky. Větší pozornost získal tento obrazový formát poté, co společnost Apple oznámila, že ho bude podporovat ve svých operačních systémech macOS High Sierra a iOS 11. Ne každý iPhone nebo iPad však může zaznamenávat fotografie v tomto formátu. V případě smartphonů je to možné až u modelu 7 a výše. Pokud je zařízení schopné produkovat video v rozlišení 4K a podporuje H.265, pak by mělo být také schopné vytvářet obrázky v HEIF.

Kompresní specialista HEIF byl navržen úplně jinak než JPEG (viz obrázek). Využívá totiž kompresi H.265, respektive HEVC, což je pokračovatel kodeku H.264. Technicky jsou tyto formáty sourozenci, ale všechny významné kompresní metody byly u verze H.265 podstatně vylepšeny. Oba kodeky sice používají intrai inter-frame predikci s cílem najít co nejvíce podobností ve stejných nebo sousedních snímcích, ale kodek H.265 může spustit mnohem přesnější hledání podobných bloků. V případě H.264 je celý snímek rozdělen na makrobloky o velikosti 16 x 16 bodů, u H.265 je to 64 x 64 bodů. Pokud jde o obsah obrázků se statickými a stejnobarevnými povrchy, jako jsou mraky, stíny nebo louky, je komprese mnohem účinnější, což značně zmenší velikost souboru.

HEIF může nahradit několik formátů

Jelikož formát HEIF může zkombinovat více obrázků do jednoho souboru, může nahradit i formát GIF. Na rozdíl od GIFu může navíc HEIF soubor obsahovat i krátké video se zvukem. Ohrožen je i formát PNG, jehož hlavní výhodou je podpora průhlednosti pozadí. Tuto funkci totiž HEIF také nabízí. Tento nový formát navíc podporuje jednoduché zpracování obrazu, jako je otáčení nebo ořez - bez použití dalších nástrojů (viz tabulka vpravo).

Apple zatím téměř osamocený

S podporou HEIF podnikla společnost Apple poměrně odvážný krok, což ale pro ni není zrovna neobvyklé. V současné době to ale může být pro uživatele problematické. Kromě jejích zařízení iPhone, iPad a Mac totiž neexistují žádné další přístroje, které s tímto obrazovým formátem pracují. Obrázek v HEIF tedy neotevřete například na počítači s operačním systémem Windows a navíc doposud neexistoval ani žádný komerční software, který by to umožňoval. Dokonce i na počítačích Mac se můžete na obrázek HEIF podívat jen v náhledu a podporují ho některé prohlížeče obrázků. Ani společnost Adobe dosud nevydala žádný plug-in pro aplikaci Photoshop a spol., což prakticky znemožňuje zpracování těchto obrázků na PC. Prvním softwarem, který HEIF podporuje je nově Zoner Photo Sudio X.
Společnost Apple si je vědoma toho, že většina uživatelů může používat HEIF pouze na nových iPhonech, což je jedním z důvodů, proč je v nastavení fotoaparátu možnost, aby se fotografie před odesláním převedla do standardního formátu JPEG.

Ideální pro fotoaparáty a web

Se svou flexibilitou a efektivitou by byl formát HEIF ideálním formátem pro digitální fotoaparáty, videokamery a akční kamerky. A to i proto, že tento formát má ještě jednu výhodu. V případě stejné velikosti souboru poskytuje HEIF jednoznačně více detailů než JPEG. Od výrobců těchto zařízení jsme se ale v tomto směru zatím nic nedozvěděli.
Po tomto formátu samozřejmě pokukují i weboví vývojáři. Vzhledem k tomu, že jde o skutečně všestranný formát, mohl by nahradit téměř všechny konvenční formáty a učinit webové stránky efektivnějšími (méně datově náročnými) - což je důležitý faktor i pro hodnocení Googlem. Žádný prohlížeč však zatím není schopen zobrazit obrázky HEIF bez použití JavaScript dekodéru - včetně prohlížeče Safari od společnosti High Sierra. Ale ani formáty JPEG a GIF se nestaly standardem přes noc.

***

HEIF (.heic) kombinuje výhody JPEG, PNG a GIF

HEIF JPEG/EXIF PNG GIF
Formáty a více obrázků
Základní kontejner ISOBMFF TIFF * *
Komprese (ztrátová) * (HEVC) * (JPEG) * *
Komprese (bezeztrátová) * (HEVC) * (TIFF) * *
Kompatibilní formát metadat EXIF, XMP, MPEG-7 EXIF * *
Kompatibilní typy médií (zvuk, text atd.) * Audio (Riff WAV) * *
Více obrazů v souboru * * * *
Sekvence obrazů a animace * * * *
Zpracování obrazů
Otočení (po 90 stupních) * * * *
Ořez * * * *
Překrývání obrazů (Tiling) * * * *
Průhlednost * * * *
Náhled (miniatura) obrázku * * * *

Foto popis| Jak funguje HEIF Nový obrazový formát HEIF v současné době podporuje pouze firma Apple. U nových iPhonů (verze 7 a výše), iPadů s iOS 11 a Maců s High Sierra má HEIF ušetřit až polovinu úložného prostoru při stejné kvalitě. Tento formát toho však nabízí ještě mnohem víc.
Foto popis| HEIF (H.265) HEIF je v podstatě statický obrázek videa v HEVC a používá kompresi H.265. To činí tento formát velmi flexibilním.
Foto popis| Obrazová projekce Při použití obrazové predikce se do bloků shromažďují body stejné barvy. Velikost těchto bloků se u HEIF pohybuje od 4 x 4 bodů po 64 x 64 bodů.
Foto popis| 1 Dekodér vytváří přesný obraz z obrazu kódovaného pomocí H.265 a vzniká nekomprimovaný snímek.
Foto popis| 2 Obraz je buď hned postoupen dál, nebo je doplněn dalším obrazovým souborem (v případě animace).
Foto popis| 3 HEIF nabízí možnost otočení, ořezu nebo překrytí obrazových souborů. Tyto změny umožňuje přímo HEIF bez dalších externích aplikací.
Foto popis| 4 Výstup: Pokud jsou převedeny všechny vlastnosti obrazu (včetně náhledu), obraz se zobrazí.
Foto popis| JPEG Formát obrazu je poměrně nepružný při kompilaci bodů. Kvalita a komprese jsou určeny kvantizací.
Foto popis| Obrazová projekce JPEG využívá pro shrnutí obrazu bloky o velikosti 8 x 8 bodů.
Foto popis| 1 Dekodér: Obraz je dešifrován pomocí vlastností tabulky. V závislosti na vlastnostech obrazu je řazen lineárně nebo skokově.
Foto popis| 2 Kvantování: Redukce velikosti je řízena pomocí matice, která je uložena v tabulce. Kvantizace určuje kvalitu obrazu a kompresní poměr.
Foto popis| 3 Komprese: Pro ztrátovou kompresi se používá diskrétní kosinová transformace (DCT) a zpětný postup (IDCT) pro výstup.
Foto popis| 4 Výstup: Zobrazí se dekomprimovaný snímek včetně náhledu.
Foto popis| Možnosti iOS Vzhledem k tomu, že formát zatím není příliš rozšířen, nabízí Apple uživatelům možnost volby mezi vysokou účinností (High Efficiency -HEIF) a kompatibilitou (Most Compatible - JPEG).

O autorovi| ROBERT DI MARCOBERARDINO, autor@chip.cz


Příbuzná témata: