關於HEIF圖像 你需要知道這些

2021-02-14 科技富能量

  



從iOS11和Android 9開始,蘋果和谷歌都加入了HEIF文件格式的支持,而iOS甚至將HEIF作為默認的照片存儲格式。

那麼HEIF是什麼?好處都有啥?甚至要取代橫行了網絡界幾十年之久的JPEG呢?今天我們就來解讀一下這個全新的影像格式。

  什麼是HEIF 


HEIF樣片

HEIF是一個由知名的影像機構MPEG研發的開放圖像文件格式,是高效率圖像文件格式[High Efficiency Image File Format]的英文縮寫,有時候也叫HEIC[High Efficiency Image File Coding],文件名通常為.heif或者.heic後綴。

我們最常見的圖片格式是JPEG,不信,隨便點一下你的圖片文件,結尾是不是有個.jpg?

既然說了高效率,那它高在哪兒呢?和JPEG不同的是,HEIF作為一種封裝格式,它能裝的東西比JPEG多得多!它不僅可以存儲靜態圖像和EXIF信息元數據等,還可以存儲動畫、圖像序列甚至視頻、音頻等等,存儲的數據種類要豐富得多。

這點咱們可以類比一下視頻格式:.mp4\.avi\.mkv\.rmvb\.flv\.3gp……很多很多。這其中,HEIF又與mkv封裝最為相似。

 

HEIF的技術在2015年基本定型,官方網站網址是nokiatech.github.io,從目前公開的HEIF的讀寫工具等原始碼來看,是我們熟悉的老朋友——諾基亞,在維護。可以算作是HEIF專利池的主要持有者之一。

在2017年的WWDC大會上,蘋果也比較詳細介紹了HEIF的特點和優勢。

HEIF和其它圖像格式的畫質對比

有老司機可能要說了,JPEG都一把年紀了,從我用Windows XP甚至更早時候就有,來個HEIF革它的命,不奇怪嘛。

誒,別看JPEG已經很老,但本身也在不停發展,其有損壓縮的技術和畫質在不斷優化,如果拿著20年前的ACDSEE 2.X和最近一兩年的圖像處理工具保存相同壓縮比的JPEG文件,會輕易發現新的JPEG不僅畫質明顯更好,而且文件可以明顯更小。

蘋果願意在iOS上取代JPEG和常規的位圖作為默認的照片文件存儲格式,就一定有更多的優點才行。

HEIF和GIF的畫質對比

畫質優勢。JPG雖然算法一直在改善,但本質上還是幾十年前的靜態位圖存儲格式,但面對越來越先進的拍攝和顯示設備已經逐漸力不從心,而發展到8K UHD的視頻編碼帶來的更高的上限。

HEVC圖像和視頻一樣,支持高達16bit色深保存,而且和HDR圖像、廣色域等新技術的應用能更好地無縫配合,如果使用JPEG存儲照片還需要另外的輔助文件進行高動態顯示、景深、色深等信息的保存,而HEIF可以將這些元數據封裝至同一個文件中,記錄和顯示更明亮、更鮮豔生動的照片和視頻。

另外在社交網絡上,各種沙雕動圖也是網友們必不可少的交流元素,而GIF則是比JPEG更加落後時代的東西,不僅畫質差而且文件體積龐大,得益於HEVC的視頻壓縮技術,HEIF在存儲動圖上在畫質和文件大小則更是碾壓級別的優勢。

 HEIF和JPEG的畫質對比

內容靈活。由於HEIF是一種封裝格式,因此能保存的信息要遠遠比JPEG豐富,除了縮略圖、exif、元數據等信息外,還可以保存並顯示各種各樣的數據信息。

在圖形技術和人工智慧大發展的前提下,手機的拍照已經不再是簡單的快門眨眼了,例如手機的超級夜景、HDR照片就是通過多幀合成來實現高動態圖像,在HEIF中就可以直接把這些快門前後連拍圖像,全部保存起來。

聽著有沒有很熟悉?iPhone上的Live實況,不就是這麼個玩意兒麼!

且得益於HEVC超高的壓縮比,文件大小還能在合理範圍內,給用戶的顯示和後期留下巨大的空間,另外HEIF支持透明圖層,拍照的景深圖像等都可以存儲成數據,或者單一文件直接保存多張圖像。從後期和可玩性來說,HEIF也比普通的JPEG甚至所謂的RAW、DNG等「原始數據」更為豐富。

HEIF封裝的高速連拍照片:

HEIF封裝的多張照片和視頻音頻:

由於手機性能越來越強大,已經出現了拍照時同時保存視頻和錄音的玩法,但因為文件容量和格式等局限性,圖像和視頻無法合併成一個文件,而在HEIF中,照片、視頻、音頻可以封裝成單一文件。


HEIF和其它圖像格式的功能對比

相比其他格式圖像,上表也比較直觀的展示了HEIF相較於其它靜態圖像格式和封裝具有更多的特點和優勢,可以看出即使是相比出現時間較晚、谷歌主推過的webp格式,HEIF依然比較突出。

雖然更高的壓縮比意味著需要更多的CPU和GPU進行編解碼工作,但目前手機和電腦硬體應付這些已經是綽綽有餘。

更高的壓縮比意味著節省網絡空間和網絡流量,對於手機廠商、網絡服務商和消費者都是三贏的局面。

另外更靈活的文件封裝,一張照片不再僅僅是一張照片,還能將一段短視頻和動圖保留在文件當中,不但管理保存更便利,還能在多年後為用戶記錄下更多美好的回憶。

如今,安卓手機也都做到了實況照片。

當然,對新技術不能光說優點,也難免會帶來新的問題。

首先是HEIF需要比較新的作業系統才能支持,從iOS11、Android 9.0開始就支持HEIF文件,桌面系統最新的MacOS和Windows10 1803以後的系統才開始支持。

在圖像工具方面,商業化的Photoshop CC和Lightroom、Paint.NET、Affinity Photo以及開源免費的GIMP、ImageMagick都已經全面支持HEIF。

在數量和質量方面並不是問題,但硬體和軟體要足夠新,老設備和老軟體似乎只能打出GG了。

 HEIF需要導出JPEG進行兼容

雖然HEIF和HEVC支持高達16bit色深和HDR高動態範圍,但普通的設備,像手機,仍普遍在6bit和10bit之間反覆橫跳,iPhone拍攝的照片不加處理拿到別的系統上看色彩非常慘澹就是一個比較有意思的特例。

另外,目前主要的網頁瀏覽器軟體仍未提供HEIF的原生支持,很多網絡應用和網站也就無法正常顯示HEIF圖像,例如在Facebook、微信等應用時,用戶上傳的圖像還是必須要轉換成JPG才能共享。

當然,即使畫質上的代差優勢不明顯,HEIF在壓縮比和成本上的優勢,也會逼著蘋果谷歌等大廠去普及,我們吃瓜群眾自然也會從中受益。 

 

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