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近年來，隨著各種大色域、高動態(tài)設(shè)備的普及，對于更高性能圖片編碼格式的需求也變得越來越迫切。
可能很多人都沒有意識到，我們每天都在使用的JPEG，已經(jīng)有26年歷史了，說來確實(shí)有些古老。但這么多年過去，還是沒有一款合適的格式可以取代它。
在iPhone、iPad等蘋果設(shè)備的推動下，HEIF/HEIC格式市場占有率越來越大，與此同時(shí)，來自JPEG家族的數(shù)款新格式也異軍突起，呈現(xiàn)出彼此競爭的態(tài)勢。另外，20年前發(fā)布的JPEG-2000也在專業(yè)領(lǐng)域保有比較大的使用量。
這也直接導(dǎo)致了，許多試圖替換JPEG的嘗試，都沒有取得太大的成效。現(xiàn)在一切又變得撲朔迷離起來。
難道我們注定只能使用8bit的圖片格式了嗎？到底什么樣的格式才是JEPG最好的替代者？
今天我們就來看看，目前有哪些潛在的其它選擇。
一、HEIC/HELF
近年來在蘋果設(shè)備上，最受歡迎的HEIC/HELF格式，是非常有能力取代JPEG的格式之一。伴隨著iPhone手機(jī)的全球熱銷，HEIC/HELF可以說是有史以來最廣泛使用的移動端圖片格式。它可以在不過度影響圖片質(zhì)量的情況下，將傳輸圖像所需的數(shù)據(jù)最多減少近10倍。
28KB大小圖像，JPEG 對比HELC格式
如果你使用 iPhone 或 iPad 拍攝照片，默認(rèn)情況下就是以 .HEIC 擴(kuò)展名保存在「照片」文件當(dāng)中。
HEIF 或 HEIC格式目前一個(gè)比較大的缺點(diǎn)是兼容性問題,如果你拍攝了以 HEIF 或 HEIC 擴(kuò)展名結(jié)尾的圖片，并不能在所有地方和軟件中都可以正確識別。某些情況下，甚至需要通過軟件轉(zhuǎn)換為JPEG。
二、JPEG
JPEG的初代從上世紀(jì)80年代就產(chǎn)生了，但它卻一直等到2014年才迎來了第一次更新。萊比錫應(yīng)用信息研究所的數(shù)字影像技術(shù)專家們，在更新中為JPEG添加了縮放、12bit支持以及部分無損編解碼功能，甚至還探討了RGB的不同模式。
聽著很不錯(cuò)對吧？但就像我們在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代所經(jīng)常看到的那樣，很多標(biāo)準(zhǔn)建立后，在軟硬件中運(yùn)行的效果卻大相徑庭，JPEG正是如此。
盡管理論上JPEG文件可以包含豐富多樣的數(shù)據(jù)，甚至可以在附屬數(shù)據(jù)區(qū)域保留Alpha通道，但實(shí)際使用太復(fù)雜，以至于目前JPEG仍然停留在原始狀態(tài)。
目前來說，就像我們所熟知的，JPEG只能支持8bit，標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)范圍以及YCrCb 4:2:0的記錄方式，而透明通道、sRGB、Rec.709、Adobe RGB統(tǒng)統(tǒng)不支持。
作為一種遞增式傳輸數(shù)據(jù)的編碼，當(dāng)圖像傳輸?shù)臅r(shí)間較長時(shí)，JPEG可將圖像分?jǐn)?shù)次處理，以從模糊到清晰的方式來傳送圖像。這樣導(dǎo)致它的解碼過程相對復(fù)雜。在手機(jī)上，處理器需要進(jìn)行三遍解碼才能得到畫面，而不是我們所想的只需要一次傳遞就得到相同的結(jié)果。
最后，攜帶Gamma曲線的ICC文件還會被嵌入進(jìn)JPEG格式，因此許多JPEG圖片通過編碼可以達(dá)到11檔的動態(tài)范圍。有些人認(rèn)為，一款真正兼容的編解碼格式，應(yīng)該可以適當(dāng)讀取ICC文件，并以某種方式實(shí)現(xiàn)HDR，但其實(shí)這會導(dǎo)致嚴(yán)重的色彩偏移，容易產(chǎn)生各種問題。
三、JPEG-2000
在所有JPEG的替代品中，JPEG-2000無疑是最年邁的，就像它的名字一樣，它在2000年發(fā)布。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基于離散小波變換（DWT），而不是先前的離散余弦變換（DCT），這確實(shí)為它帶來了更好的性能。
在實(shí)際的軟硬件條件下JPEG-2000的優(yōu)勢也確實(shí)有所體現(xiàn)：在高比特率情況下，JPEG-2000只比JPEG稍微好一點(diǎn)點(diǎn)，但在低比特率情況下卻表現(xiàn)亮眼，DWT的偽影比起DCT讓人感覺舒服太多了。
理論上，JPEG-2000支持任何位深度，壓縮量的大小會影響結(jié)果精度。在視頻編碼的系統(tǒng)中，JPEG-2000在數(shù)年前就已經(jīng)被使用。最為大家所熟知的就是RED電影攝影機(jī)的原創(chuàng)編碼器。
JPEG-2000使用小波進(jìn)行編碼，圖像被有效的分割成連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，這些數(shù)據(jù)塊代表著越來越小的細(xì)節(jié)。因此，當(dāng)編碼器開始工作時(shí)，可以快速解碼出圖像的低分辨率版本，然后根據(jù)需要增添更多的細(xì)節(jié)，或者當(dāng)其他數(shù)據(jù)可用時(shí)添加更多細(xì)節(jié)。
盡管JPEG-2000上一次更新是在2013年，這使得它比最新的JPEG還要老，但在實(shí)際使用中，JPEG-2000比古老的JPEG有更多的優(yōu)勢。
默認(rèn)情況下JPEG-2000有alpha透明通道和16bit或32bit編碼，程序員可以依賴稍微強(qiáng)大了一些的ICC配置文件進(jìn)行處理。盡管如此，大多數(shù)編碼專家仍將其視為性能更好的JPEG，一個(gè)專注于8bit、sRGB/Rec.709或Adobe RGB圖像，而非面向未來的新型編碼。
四、JPEG XL
由于不滿足于JPEG-2000的性能，JPEG專家組在2017提交了關(guān)于JPEG XL的提案。JPEG XL的壓縮性能比原始的JPEG格式提升了60％（當(dāng)然JPEG 2000通常也可以做到這一點(diǎn)）。
JPEG XL真正的目標(biāo)是在擁有更高性能的同時(shí)，為原始JPEG提供向后兼容。也就是說，JPEG圖像可以無損地轉(zhuǎn)換為JPEG XL，服務(wù)器可以存儲一個(gè)JPEG XL文件來同時(shí)服務(wù)于JPEG和JPEG XL客戶機(jī)，這樣也可以確保它與現(xiàn)有的僅JPEG客戶端（如老一代的手機(jī)和瀏覽器）保持兼容。
JPEG XL支持高達(dá)32位的高位深圖像，以及alpha通道、動畫和各種其他選項(xiàng)。支持RGB和YCrCb編碼，并且第一次全面描述了除了最常見的SRGB、Rec.709、Rec.2020色域和函數(shù)之外的，特定顏色和傳輸函數(shù)，比如PQ和HLG等HDR標(biāo)準(zhǔn)的處理。
JPEG XL標(biāo)準(zhǔn)的最終版本預(yù)計(jì)將在今年10月推出。
五、JPEG XR
JPEG XR實(shí)際上是基于微軟2000年代中期的一個(gè)想法，最初被稱為Windows Media Photo。
不過JPEG XR在微軟為中心的生態(tài)系統(tǒng)之外，并沒有得到廣泛的支持。XR提供透明、RGB、以及各種位深度，包括低位深16位RGB565模式、CMYK模式，以及特定的參考亮度，RGBE高動態(tài)范圍編碼。
不過，JPEG XR很可能會落后，畢竟JPEG XL已經(jīng)做了許多相同的事情，同時(shí)提供了很好的向后和向前兼容性。不過在實(shí)際的壓縮算法中，JPEG XR在某些方面也呈現(xiàn)出了優(yōu)勢。JPEG XR的在與JPEG文件同等大小的情況下,圖像質(zhì)量是后者的兩倍,或同等質(zhì)量只需一半的體積。
總結(jié)下來，一方面，我們需要新的格式具有更高效的壓縮效率，支持更多新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在滿足未來使用需求的同時(shí)，對于舊的標(biāo)準(zhǔn)有良好的兼容性。
另一方面，拋開技術(shù)，新的標(biāo)準(zhǔn)格式必須讓整個(gè)行業(yè)認(rèn)可，特別是得到各個(gè)成像技術(shù)領(lǐng)域所有大公司的支持，并且可以迅速替換舊格式。那么某個(gè)程度上來講，這種格式可能還需要是開放、免版權(quán)、可提供給所有平臺和個(gè)人使用的。
相對來說，也許這才是最困難的一步。
對于JPEG你怎么看？
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