JPEG XL: нов стандарт за компресиране на изображения, който ще замени JPEG и PNG?

JPEG XL е сравнително нов формат за компресиране на изображения, създаден, за да замени по-старите стандарти като JPEG и PNG, като същевременно предлага значителни подобрения в производителността и качеството.

Разработването на JPEG XL стартира през 2017 г. от работната група JTC1/SC29/WG1, известна като Съвместна група на експертите по фотография (JPEG). Тази група е известна с въвеждането на оригиналния формат JPEG през 90-те години на миналия век, който и до днес остава един от най-широко използваните формати за изображения в света. С развитието на цифровите нужди и нарастването на визуалното съдържание в интернет обаче класическият JPEG започна да показва своите ограничения по отношение на качеството на изображението и ефективността на компресията.

JPEG XL предлага оптимизирано компресиране на изображенията, значително намалявайки размера на файловете при запазване на високо визуално качество. Тази технология позволява не само компресиране със загуби, както при конвенционалния JPEG, но и компресиране без загуби, което добавя значителна гъвкавост. Например, JPEG XL изображение може да бъде с 20% по-малко по размер в сравнение с обикновен JPEG файл при същото визуално качество.

Въпреки тези постижения, приемането на формата остава ограничено. Един от недостатъците на JPEG XL е слабата му съвместимост с браузъри и устройства, въпреки че е постигнат напредък. Първоначално Google интегрира поддръжка за JPEG XL в своя браузър Chrome, но я оттегли в края на 2022 г. Междувременно, Apple наскоро добави поддръжка за формата в iOS 17 и macOS Sonoma, проправяйки пътя за по-широко приемане в бъдеще.

Обещаващ формат за намаляване на честотната лента

В контекст, в който потреблението на визуално съдържание, особено на видео, расте бързо, намаляването на размера на файловете без компромис с качеството е от съществено значение за подобряване на скоростта на зареждане на страниците и за намаляване на натоварването на честотната лента. JPEG XL може да бъде идеално решение за неподвижни изображения, като намалява претоварването на мрежата, запазвайки превъзходното качество на изображенията — важен фактор, когато глобалният интернет трафик се увеличава с около 25% годишно.

Въпреки това, използването на този формат е все още ограничено. В момента JPEG XL се прилага основно в специфични приложения, като например генериране на ултралеки художествени изображения от прости програмни скриптове. Въпреки предимствата му за олекотяване на уеб страници, големи играчи като Google предпочитат алтернативи като WebP или новия Jpegli. С изключение на някои продукти на Apple, малко устройства и услуги поддържат формата, което ограничава неговия потенциал в краткосрочен план. Липсата на съвместимост възпрепятства интегрирането му в работните процеси за създаване на изображения, независимо дали става дума за фотографи, дизайнери или уеб разработчици.

Усъвършенствани технически характеристики за фотография и анимация

JPEG XL включва интересни технически характеристики, като широка цветова гама и разширен динамичен обхват (HDR), които го правят подходящ за фотографията и създаването на висококачествени изображения. Форматът поддържа също кодиране на синтетични изображения и анимации, което предлага допълнителна гъвкавост. Способността му да кодира отново JPEG файлове без загуби и да намалява размера им с 20% е предимство за потребителите, които искат да запазят целостта на файловете си, като същевременно оптимизират съхранението им.

Ограничени употреби въпреки безплатния формат

Едно от основните предимства на JPEG XL е, че той е безплатен формат, което означава, че може да се използва без лицензионни такси — за разлика от други формати за компресия като HEIF, използван в устройствата на Apple за съхранение на снимки. Теоретично това би трябвало да насърчи приемането му в широк спектър от приложения, особено в интернет и в мобилни приложения.

Характеристики на JPEG XL

JPEG XL използва усъвършенствани техники за компресиране за намаляване на размера на файловете, като същевременно поддържа високо качество на изображенията. Форматът позволява както компресия със загуби, подобна на конвенционалния JPEG, така и без загуби, което го прави по-гъвкав за различни приложения.

Ето основните етапи и принципи на неговото действие:

1. Компресия със загуби и без загуби. При компресията със загуби размерът на файла се намалява чрез елиминиране на определени визуални данни, като загубата на качество е минимална или незабележима за човешкото око. Компресията без загуби, от друга страна, позволява точно възстановяване на оригиналното изображение след декомпресиране, тъй като информацията не се изтрива.
2. Прогресивно кодиране. JPEG XL използва прогресивно кодиране, което позволява първо зареждане на версия на изображението с ниска резолюция, като при изтеглянето на повече данни изображението се усъвършенства. Това ускорява зареждането на изображенията в интернет и подобрява потребителското изживяване, особено при по-бавни връзки.
3. Дискретно косинусово преобразуване (DCT) и модифицирани уейвлети. JPEG XL използва дискретно косинусово преобразуване (DCT) за компресиране, което разделя изображението на няколко блока и анализира светлинните честоти. За по-сложни детайли се прилагат модифицирани Хаарови уейвлети – техника, която запазва фините детайли на изображението и ограничава визуалните артефакти.
4. Цвят и HDR. JPEG XL поддържа широка цветова гама и изображения с висок динамичен обхват (HDR), което му позволява да визуализира изображения с по-богат контраст и цветове – важно за професионалната фотография и висококачествените изображения.
5. Кодиране на алфа-канал и анимация. Форматът поддържа кодиране на алфа-канал, което позволява управление на прозрачността на изображенията – съществена функция за графичните дизайнери. Освен това JPEG XL може да компресира анимации, което го прави универсален за различни видове визуални медии.
6. Декодиране с ниска консумация на енергия. За разлика от други формати, които понякога изискват специализирани чипове за декодиране, JPEG XL е проектиран да работи ефективно на широк спектър от устройства без нужда от голяма изчислителна мощност или енергия, което го прави подходящ за мобилни устройства и устройства с ниска консумация на енергия.
7. Съвместимост и транскодиране. JPEG XL поддържа режим на транскодиране за конвенционални JPEG изображения, който позволява съществуващите файлове да бъдат конвертирани в JPEG XL без загуба на качество. Това улеснява постепенната му интеграция, като потребителите могат да продължат да използват съществуващите си JPEG файлове, докато се възползват от подобрената компресия.

През следващите години ще бъде интересно да се види дали JPEG XL ще се утвърди като стандарт за неподвижни изображения или ще остане нишов формат, използван от творци и технофили. Един от ключовите фактори несъмнено ще бъде приемането му от браузърите и основните платформи, както и интересът на разработчиците да интегрират този формат в своите инструменти.

Източник: www.printindustry.news