Айтимарт Айтимартович 19 декабря 2014Формат Joint Photographic Experts Group (JPEG) для сжатия изображений с потерей качества, разработанный более 20 лет назад, давно устарел и требует замены. Однако его универсальность и повсеместное распространение мешает появлению более прогрессивных форматов. Однако попытки создать формат нового поколения не прекращаются. Например, Google продвигает собственный отрытый формат WebP.
А на днях французский программист Фабрис Беллар (Fabrice Bellard), создавший эмулятор QEMU, упаковщик LZEXE, компилятор Tiny C и многие другие полезные инструменты, представил свой формат, претендующий на ту же роль — «убийцы JPEG». Новый графический формат может сократить размер фотографий вдвое при одинаковом уровне качества с самыми последними оптимизациями JPEG.
За время, прошедшее с момента выхода первых спецификаций JPEG стандарт постоянно улучался и развивался, но методы господина Беллара позволяют достичь принципиального улучшения показателей сжатия. Формат, названный Better Portable Graphics (BPG), позволяет достигать гораздо более высокого качества для любого изображения.
Сравнение JPEG (справа) и BPG при одинаковом размере. BPG демонстрирует отсутствие блочности, заметно лучшую сохранность деталей и градиентов
Вместо того, чтобы совершенствовать JPEG, в основу формата BPG положен более современный алгоритм High Efficiency Video Coding (HEVC или H.265), который является открытым стандартом, созданным преимущественно для сжатия видео. Сравнить JPEG с BPG по качеству при одинаковом или разных размерах можно на особой интерактивной странице. Разумеется, в режимах максимального сжатия разница бросается в глаза сильнее. Хорошо видно, что BPG на голову превосходит даже продвинутый формат mozJPEG, который пропагандирует Mozilla (при общем с JPEG декодере, используется более эффективные алгоритмы сжатия, что обеспечивает абсолютную совместимость). Там же можно наглядно убедиться, что BPG также обходит по качеству высокоэффективные JP2K и WebP.
HEVC, и как следствие BPG, также приносит ряд функций, которые не поддерживаются JPEG. Например, более широкий динамический диапазон (14 бит на канал вместо 8 бит), что в некоторых случаях может быть огромным плюсом. Другим преимуществом является поддержка слоя прозрачности (альфа-канала). Наконец, BPG позволяет сохранять изображения в режиме сжатия без потери качества. Последние два факта делают BPG привлекательной заменой формата PNG.
Следует отметить, что BPG поддерживает цветовые модели RGB, CMYK, YCgCo, Grayscale, а также сохранение метаданных. Как и в случае JPEG, в EXIF можно записать все настройки камеры и её модель, время создания снимка, GPS-координаты и другую техническую информацию; в IPTC — данные об авторском праве и поля рубрикатора для тегов; в XMP — сведения об обработке изображения; в ICC — цветовое пространство для правильной цветопередачи на различных устройствах вывода.
Ещё одним плюсом, позволяющим надеяться на некоторое распространение BPG, является создание господином Фабрисом Белларом декодера на основе JavaScript, который позволяет реализовать поддержку BPG уже в современных браузерах (кодировать файлы в формат BPG можно при этом на стороне сервера). Однако пока ни одна значимая компания не заявила о поддержке BPG, так что за пределами веб-сайтов он вряд ли встретится в обозримом будущем.
Разумеется, переход на стандарт BPG позволил бы сэкономить гигантские объёмы трафика, а также место в памяти фотокамеры, телефона или онлайн-хранилищ. Если изображение занимает вдвое меньше места, оно загрузится с удвоенной скоростью и позволит не ждать лишнее время при плохой связи. Однако все преимущества BPG меркнут перед универсальностью JPEG — миллионы современных устройств поддерживают его на аппаратном уровне, причём львиная их доля не получит совместимости с новым форматом никогда.
Ведь именно огромное распространение JPEG не позволяет даже такой влиятельной корпорации как Google добиться заметного применения стандарта WebP за пределами Сети и собственных продуктов, несмотря на сходные с BPG преимущества (более сильное сжатие, широкий динамический диапазон, возможность сжатия без потери качества и поддержка альфа-канала). Впрочем, HEVC постепенно прокладывает себе дорогу на рынок, так что можно надеяться на некоторое распространение BPG в случае поддержки формата влиятельными компаниями.
Команда mozjpeg, наряду с другими, тоже присматривается к HEVC с целью использования стандарта для сжатия изображений, и первые результаты тестов весьма обнадёживают. HEVC действительно является одним из наиболее многообещающих кандидатов на звание универсального формата сжатия изображений. BPG уже доступен всем заинтересованным лицам, и проделанная работа впечатляет, однако завоевать звание стандарта и вытеснить JPEG — слишком колоссальная задача, чтобы в настоящее время надеяться на её успех.
