HEIF και HEVC: εξηγείται το μέλλον των αρχείων πολυμέσων

Πηδάω σε:

• Τι είναι το HEIF και το HEVC;
• Πού μπορούμε να βρούμε αυτές τις μορφές;
• Γιατί να χρησιμοποιήσετε το HEIF ή το HEVC;

Τι είναι το HEIF και το HEVC;

Πρώτα απ ‘όλα, πρέπει να διακρίνουμε τους δύο όρους:

• HEIF: είναι μια μορφή αρχείου εικόνας κοντέινερ που ενσωματώνει άλλα σημαντικά δεδομένα.

• HEVC: Αυτό είναι ένα πρότυπο συμπίεσης υψηλής απόδοσης που χρησιμοποιείται συνήθως για βίντεο και ονομάζεται επίσης H.265.

Ο πρώτος όρος αναφέρεται σε ένα ψηφιακό δοχείο στο οποίο μπορούν να αποθηκευτούν φωτογραφίες και άλλα δεδομένα με διαφορετικές επεκτάσεις, όπως JPG, αλλά όχι μόνο. Ο δεύτερος όρος αναφέρεται σε ένα σύστημα κωδικοποίησης βίντεο του οποίου το αποτέλεσμα μπορεί να αποθηκευτεί σε διαφορετικά ψηφιακά δοχεία όπως, για παράδειγμα, MOV ή ακόμα και HEIF, όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Ταραγμένος? Ας το ξεκαθαρίσουμε.

ΕΙΦ

Ακρωνύμιο του High Efficiency Image File Format, HEIF είναι μια μορφή που χρησιμοποιείται για να περιέχει μεμονωμένες ή πολλαπλές εικόνες. Τα αρχεία που χρησιμοποιούν αυτή τη μορφή μπορούν να φιλοξενούν ταυτόχρονα εικόνες υψηλής ποιότητας συμπιεσμένες με τον κωδικοποιητή HEVC (για το οποίο θα μιλήσουμε αργότερα) και περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με αυτές τις εικόνες επίσης διαφορετικού τύπου.

Το HEIF μπορεί να περιέχει αποτελεσματικά ορισμένους μετασχηματισμούς εικόνας όπως για παράδειγμα:

• Περιστροφή της εικόνας κατά 90, 180 ή 270 μοίρες.
• Κόψτε την εικόνα με ένα συγκεκριμένο ορθογώνιο.
• Επικάλυψη οποιουδήποτε αριθμού εισερχόμενων εικόνων με τη σειρά και τις θέσεις που υποδεικνύονται στο παράθυρο καμβά της εικόνας πηγής.

Αυτές οι λειτουργίες αποθηκεύονται μέσα στο κοντέινερ ως οδηγίες για την εκτέλεση της συσκευής απεικόνισης. Αυτό σημαίνει ότι η αρχική εικόνα δεν αλλάζει (διατηρεί τη λήψη, δεν αντικαθίσταται με αλλαγές) ή συμπιέζεται ξανά στο τέλος της λειτουργίας, αποφεύγοντας έτσι την απώλεια ποιότητας.

• Οι καλύτερες εφαρμογές Android για επεξεργασία φωτογραφιών

Το HEIF εισάγει επίσης ένα πλαίσιο για άλλες μη καταστροφικές λειτουργίες επεξεργασίας που μπορούν να διευκρινιστούν από εξωτερικές προδιαγραφές. Μόλις εφαρμοστούν αυτές οι λειτουργίες, το αποτέλεσμα είναι γνωστό ως παράγωγη εικόνα.

Οι ακόλουθοι τύποι δεδομένων μπορούν να βρεθούν σε αυτό το συγκεκριμένο κοντέινερ HEIF:

• Εικόνες: Άτομο με ιδιότητες και προεπισκοπήσεις.

• Παράγωγες εικόνες: Αυτός ο τύπος μη καταστρεπτικής επεξεργασίας επιτρέπει στο λογισμικό προβολής εικόνων να εφαρμόζει ένα σύνολο οδηγιών “εν κινήσει” χωρίς να καταστρέφει την εικόνα πηγής όπως περιγράφεται παραπάνω.

• Ακολουθίες εικόνων: πολλαπλές εικόνες που μοιράζονται ορισμένες ιδιότητες, όπως ο χρόνος κοντινής λήψης, οι ιδιότητές τους και οι μικρογραφίες τους. Αυτή η μορφή χρησιμοποιείται κυρίως για σειριακές εκθέσεις ή κινούμενα σχέδια κινηματογράφου.

• Βοηθητικά αντικείμενα εικόνας: Αυτά τα δεδομένα δεν είναι άμεσα ορατά κατά την προβολή του αρχείου και μπορούν να αντιπροσωπεύουν επίπεδα άλφα ή χάρτες βάθους.

• Μεταδεδομένα: Πρόσθετες πληροφορίες όπως EXIF, XMP ή παρόμοια δεδομένα.

Μερικά πιθανά παραδείγματα χρήσης δοχείων HEIF:

• Ένα αρχείο εικόνας υψηλής ποιότητας και μια προεπισκόπηση του ίδιου σε μορφή JPG χαμηλότερης ποιότητας.
• Πολλαπλά αρχεία εικόνας ανά ριπή φωτογραφιών, ώστε να αποθηκεύονται όλα στην ίδια συσκευασία.
• Πολλαπλά αρχεία εικόνας με διαφορετικές εστιακές αποστάσεις.
• Πολλαπλά αρχεία εικόνας με διαφορετικές εκθέσεις.
• Ένα αρχείο εικόνας και ένα βίντεο που τραβήχτηκαν ταυτόχρονα (διαβάστε το Motion Photos από το Google Pixel 2 και το Live Photos από το iOS).

HEVC

Γνωστό και ως H.265, είναι ο διάδοχος του πλέον παγκοσμίως χρησιμοποιούμενου AVC/H.264. Είναι ένα πρότυπο συμπίεσης υψηλής απόδοσης που μπορεί να υποστηρίξει αναλύσεις έως 8192×4320 και 8K UHD. Το HEVC έχει σχεδιαστεί με στόχο τη μείωση του bitrate στο βίντεο διατηρώντας την ίδια ποιότητα με κόστος μεγαλύτερης υπολογιστικής πολυπλοκότητας. Αυτός ο κωδικοποιητής χρησιμοποιείται επίσης για τη συμπίεση εικόνων μέσα στα δοχεία HEIF που περιγράφονται παραπάνω.

Όπως συμβαίνει ήδη στον κωδικοποιητή H.264, το HEVC ελέγχει τα καρέ της ροής εικόνας σε αναζήτηση περιοχών όπου είναι περιττά τόσο εντός της ίδιας εικόνας όσο και εντός διαδοχικών καρέ. Αυτές οι περιττές περιοχές αντικαθίστανται στη συνέχεια από μια περιγραφή της ίδιας της περιοχής αντί για τα μεμονωμένα pixel, προκειμένου να καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο στη μνήμη.

Οι βασικές αλλαγές για το HEVC περιλαμβάνουν την επέκταση των περιοχών σύγκρισης μοντέλων και διαφορών κωδικοποίησης από 16×16 pixel σε 64×64 pixel, βελτίωση της τμηματοποίησης μεταβλητού μεγέθους, καλύτερη ενδο-πρόβλεψη στην ίδια εικόνα, καλύτερη πρόβλεψη διανύσματος κίνησης και σύντηξη περιοχής κίνησης, καλύτερη κίνηση φιλτράρισμα αντιστάθμισης και ένα περαιτέρω βήμα φιλτραρίσματος που ονομάζεται προσαρμοστικό φιλτράρισμα μετατόπισης δείγματος.

Για μια πιο εις βάθος ανάλυση του θέματος και της μεθόδου συμπίεσης και κωδικοποίησης, ανατρέξτε στο αυτός ο σύνδεσμος.

Η πρώτη γεύση του κωδικοποιητή HEVC έρχεται από το 2012 όταν η Qualcomm, κατά τη διάρκεια του MWC, έδειξε ένα tablet εξοπλισμένο με διπύρηνο SoC Snapdragon S4, ικανό να παίζει το ίδιο βίντεο που κωδικοποιείται σε H.264 και H.265 δίπλα-δίπλα. Το βίντεο στο HEVC έδειξε ήδη μείωση του ρυθμού bit κατά 50% στην ίδια ποιότητα.

Το 2014 παρουσιάστηκε η πρώτη εισαγωγή του κωδικοποιητή σε κινητές συσκευές καταναλωτή χάρη στην Apple που χρησιμοποίησε το πρότυπο για βιντεοκλήσεις FaceTime μέσω δικτύου δεδομένων μέσω iPhone 6 και iPhone 6 Plus.

Το πρώτο κινητό SoC με συγκεκριμένο υλικό αφιερωμένο στην αποκωδικοποίηση HEVC έφτασε το 2015 από τη Nvidia, η οποία χρησιμοποίησε έναν αποκωδικοποιητή στο Tegra X1 της παρόμοιο με αυτόν που είχε εισαχθεί λίγους μήνες νωρίτερα στις κάρτες γραφικών της σειράς GeForce 900.

Πού βρίσκουμε αυτές τις μορφές;

Τα αρχεία HEIF και HEVC βρίσκονται σε μερικές από τις πιο σύγχρονες συσκευές. Για παράδειγμα, η Apple έχει εισαγάγει υποστήριξη για αυτόν τον τύπο αρχείων στο iOS 11, ώστε να μπορείτε να τραβάτε φωτογραφίες και να εγγράφετε βίντεο σε μορφές υψηλής απόδοσης στο iPhone 7 και νεότερες εκδόσεις (η αναπαραγωγή είναι υποστηρίζεται έως και iPhone 5S αλλά με περιορισμούς). Φυσικά, ορισμένα iPad με iOS 11 και Mac ενημερωμένα σε MacOS High Sierra μπορούν επίσης να αναπαράγουν αυτά τα αρχεία.

Η Apple χρησιμοποιεί την επέκταση .heic (.heics για ακολουθίες εικόνων) για εικόνες, αλλά υποστηρίζει την αναπαραγωγή αρχείων .heifs (.heifs για ακολουθίες εικόνων) που παράγονται από τρίτους. Τα εγγεγραμμένα βίντεο αποθηκεύονται από συσκευές Apple σε μορφή .mov όπως τα κανονικά βίντεο, αλλά εξακολουθούν να κωδικοποιούνται χρησιμοποιώντας τον κωδικοποιητή HEVC/H.265.

Στον κόσμο του Android, η επίσημη υποστήριξη για αυτές τις μορφές έχει φτάσει σε διαφορετικές χρονικές στιγμές: Το HEVC υποστηρίζεται από το Android Lollipop ενώ το HEIF εισήχθη μόλις πρόσφατα με το Android P (διαθέσιμο σε μια πρώτη Προεπισκόπηση προγραμματιστή) ακόμα και αν η εφαρμογή Google Pixel Camera της πρώτης ή της δεύτερης Η γενιά εξακολουθεί να μην έχει την επιλογή που σχετίζεται με τη χρήση τους.

Η Samsung σάς επιτρέπει να εγγράφετε αρχεία βίντεο με κωδικοποίηση HEVC στα νέα Galaxy S9 και S9+ ακόμα κι αν δεν έχουν τη μορφή HEIF για την αποθήκευση φωτογραφιών. Φαίνεται ότι το Xiaomi Mi MIX 2S θα έχει και κωδικοποιητές HEVC για βίντεο.

Τα κοντέινερ HEIF μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε ιστοσελίδες σύμφωνα με το πρότυπο HTML 5.2, προκειμένου να αποθηκεύονται διαφορετικές εκδόσεις της ίδιας φωτογραφίας και να αφήνεται στο πρόγραμμα περιήγησης το καθήκον να αποφασίσει ποια θα μεταφορτώσει και θα χρησιμοποιήσει ανάλογα με διαφορετικές καταστάσεις.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε τα HEIF και HEVC;

Ο κύριος λόγος που πρέπει να ενθαρρύνουμε τον εαυτό μας να χρησιμοποιήσει αυτές τις νέες μορφές αρχείων εικόνας και βίντεο είναι επειδή είναι πιο αποτελεσματικές. Όπως γνωρίζουμε, στα smartphone ο διαθέσιμος χώρος δεν είναι ποτέ αρκετός και χάρη σε αυτές τις μορφές είναι δυνατό να αποθηκεύσετε τον ίδιο αριθμό αρχείων με την ίδια ποιότητα αλλά σε λιγότερο χώρο ή τον ίδιο αριθμό αρχείων υψηλότερης ποιότητας αλλά καταλαμβάνοντας την ίδια ποσότητα μνήμη.

Σύμφωνα με το πρότυπο HEIF, είναι δυνατή η αποθήκευση διπλάσιων πληροφοριών σε αυτά τα αρχεία από ό,τι σε ένα αρχείο JPG ίδιου μεγέθους και ακόμη υψηλότερης ποιότητας. Το να πούμε ότι το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό είναι υποτιμητικό.

Επιπλέον, τα αρχεία HEIF/HEIC (και όλα τα παράγωγα) ενδέχεται να περιέχουν πληροφορίες σχετικά με μετασχηματισμούς εικόνας πηγής χωρίς να αλλάξουν το πρωτότυπο. Αυτό σας επιτρέπει να επεξεργαστείτε τις φωτογραφίες σας σε μια συσκευή, να αποθηκεύσετε το αποτέλεσμα και να αναιρέσετε ή να κάνετε περαιτέρω αλλαγές αργότερα και σε διαφορετική συσκευή χωρίς να επηρεαστεί η ποιότητα της αρχικής εικόνας.

Για παράδειγμα, σε ένα αρχείο JPG δεν είναι δυνατή η αντιστροφή της διαδικασίας επεξεργασίας αργότερα και η ποιότητα της εικόνας επιδεινώνεται με κάθε αποθήκευση λόγω της συνεχούς εναλλαγής μέσω του αλγόριθμου συμπίεσης JPG.

Η ίδια αποτελεσματικότητα ισχύει για βίντεο που κωδικοποιούνται με HEVC (H.265): αυτός ο κωδικοποιητής βίντεο μπορεί να προσφέρει διπλάσια συμπίεση στο ίδιο επίπεδο ποιότητας με ένα αρχείο κωδικοποιημένο AVC (H.264) ή σημαντική αύξηση της ποιότητας με το ίδιο ρυθμός bit. Η πρακτική χρήση των βελτιώσεων που εισάγονται απαιτεί περισσότερη ισχύ κατά την κωδικοποίηση και τη συμπίεση αλλά πολύ λιγότερη υπολογιστική ισχύ κατά την αποσυμπίεση και την αναπαραγωγή.

Θα καταλάβετε ότι κάθε megabyte είναι ζωτικής σημασίας σε smartphone που έχουν 32 GB εσωτερικής μνήμης ή λιγότερο και αυτές οι νέες μορφές υπόσχονται να τραβήξουν πολλές περισσότερες φωτογραφίες και να εγγράψουν πολλά περισσότερα βίντεο προτού εξαντληθεί ο χώρος.

Χρησιμοποιείτε ήδη HEVC ή HEIF; Τι πιστεύετε για αυτές τις μορφές;