HEIF и HEVC:объяснение будущего мультимедийных файлов

JPG и MP4 — это форматы фото и видео, с которыми мы работали в течение многих лет не только на смартфонах и планшетах, но и на ПК. Похоже, что эти типы файлов теперь готовы уйти в отставку и скоро будут заменены HEIF и HEVC. Но что означают эти аббревиатуры и как они могут улучшить использование наших устройств?

• Как исправить ошибку «Недостаточно памяти» на Android
• Как выбрать подходящую карту microSD

Перейти к:

• Что такое HEIF и HEVC?
• Где мы можем найти эти форматы?
• Зачем использовать HEIF или HEVC?

Что такое HEIF и HEVC?

Прежде всего, нам нужно различать два термина:

• HEIF :формат файла образа контейнера, который включает другие важные данные.
• HEVC :это стандарт сжатия с высокой эффективностью, который обычно используется для видео и также называется H.265.

Первый термин относится к цифровому контейнеру, в котором могут храниться фотографии и другие данные с разными расширениями, например JPG, но не только. Второй термин относится к системе кодирования видео, результат которой может быть сохранен в различных цифровых контейнерах, таких как, например, MOV или даже HEIF, как упоминалось выше. Смущенный? Давайте внесем ясность.

HEIF

Акроним от Высокоэффективный формат файла изображения , HEIF — это формат, используемый для хранения одного или нескольких изображений. Файлы, использующие этот формат, могут одновременно содержать высококачественные изображения, сжатые кодеком HEVC (о котором мы поговорим позже), и дополнительную информацию, относящуюся к этим изображениям, также другого типа.

HEIF может эффективно содержать некоторые преобразования изображений, например:

• Поворот изображения на 90, 180 или 270 градусов.
• Обрезать изображение по заданному прямоугольнику.
• Наложение любого количества входящих изображений в порядке и позициях, указанных в окне холста исходного изображения.

Эти операции сохраняются внутри контейнера как инструкции для имидж-сканера. Это означает, что исходное изображение не изменяется (сохраняет кадр, не перезаписывается изменениями) или снова сжимается в конце операции, что позволяет избежать потери качества.

• Лучшие приложения для Android для редактирования фотографий

HEIF также представляет основу для других операций неразрушающего редактирования, которые можно уточнить с помощью внешних спецификаций. После применения этих операций результат называется производным изображением.

В этом конкретном контейнере HEIF можно найти следующие типы данных:

• Изображения: Индивидуальный со свойствами и предварительным просмотром.
• Производные изображения: Этот тип неразрушающего редактирования позволяет программному обеспечению для просмотра изображений применять набор инструкций «на лету», не разрушая исходное изображение, как описано выше.
• Последовательности изображений: несколько изображений с общими свойствами, такими как близкое время съемки, их свойства и миниатюры. Этот формат используется в основном для серийных экспозиций или синемаграфической анимации.
• Вспомогательные изображения: Эти данные не отображаются напрямую при просмотре файла и могут представлять собой альфа-плоскости или карты глубины.
• Метаданные: Дополнительная информация, такая как EXIF, XMP или аналогичные данные.

Некоторые возможные примеры использования контейнеров HEIF:

• Файл изображения высокого качества и его предварительный просмотр в формате JPG более низкого качества.
• Несколько файлов изображений для каждой серии фотографий, чтобы все они хранились в одном пакете.
• Несколько файлов изображений с разным фокусным расстоянием.
• Несколько файлов изображений с разной экспозицией.
• Файл изображения и видео, снятые одновременно (см. Motion Photos от Google Pixel 2 и Live Photos от iOS).

HEVC

Также известный как H.265, он является преемником повсеместно используемого в настоящее время AVC/H.264. Это высокоэффективный стандарт сжатия, поддерживающий разрешения до 8192x4320 и 8K UHD. HEVC был разработан с целью снижения битрейта видео при сохранении того же качества за счет большей вычислительной сложности. Этот кодек также используется для сжатия изображений внутри контейнеров HEIF, описанных выше.

Как уже происходит в кодеке H.264, HEVC контролирует кадры потока изображения в поисках областей, где они избыточны как в пределах одного изображения, так и в пределах последовательных кадров. Эти избыточные области затем заменяются описанием самой области вместо отдельных пикселей, чтобы занимать меньше места в памяти.

Ключевые изменения для HEVC включают расширение областей сравнения моделей и различий в кодировании с 16 × 16 пикселей до 64 × 64 пикселей, улучшение сегментации переменного размера, лучший внутренний прогноз в одном и том же изображении, лучшее предсказание вектора движения и слияние областей движения, лучшее движение компенсационная фильтрация и дополнительный этап фильтрации, называемый адаптивной фильтрацией смещения выборки.

Для более глубокого анализа темы и метода сжатия и кодирования перейдите по этой ссылке.

Первое знакомство с кодеком HEVC произошло в 2012 году, когда Qualcomm во время MWC продемонстрировала планшет, оснащенный двухъядерным процессором SoC Snapdragon S4, способным одновременно воспроизводить одно и то же видео, закодированное в H.264 и H.265. Видео в формате HEVC уже показало снижение битрейта на 50 % при том же качестве.

В 2014 году этот кодек был впервые представлен на потребительских мобильных устройствах благодаря компании Apple, которая использовала стандарт для видеозвонков FaceTime по сети передачи данных через iPhone 6 и iPhone 6 Plus.

Первая мобильная SoC со специальным аппаратным обеспечением, предназначенным для декодирования HEVC, появилась в 2015 году от Nvidia, которая использовала декодер на своей Tegra X1, аналогичный тому, который был установлен несколькими месяцами ранее в видеокартах серии GeForce 900.

Где мы находим эти форматы?

Файлы HEIF и HEVC можно найти на некоторых из самых современных устройств. Например, Apple ввела поддержку этого типа файлов в iOS 11, поэтому вы можете снимать фотографии и записывать видео в высокоэффективных форматах на iPhone 7 и более поздних версиях (воспроизведение поддерживается вплоть до iPhone 5S, но с ограничениями). Конечно, некоторые iPad с iOS 11 и компьютеры Mac, обновленные до MacOS High Sierra, также могут воспроизводить эти файлы.

Apple использует расширение .heic (.heics для последовательностей изображений) для изображений, но поддерживает воспроизведение файлов .heifs (.heifs для последовательностей изображений), созданных третьими сторонами. Записанные видео сохраняются на устройствах Apple в формате .mov, как и обычные видео, но по-прежнему кодируются с использованием кодека HEVC/H.265.

В мире Android официальная поддержка этих форматов появилась в разное время:HEVC поддерживается, начиная с Android Lollipop, в то время как HEIF был представлен только недавно с Android P (доступен в первой предварительной версии для разработчиков), даже если приложение Google Pixel Camera первого или второго поколение по-прежнему не имеет опции, связанной с их использованием.

Samsung позволяет записывать видеофайлы в кодировке HEVC на новые Galaxy S9 и S9+, даже если у них нет формата HEIF для сохранения фотографий. Похоже, что Xiaomi Mi MIX 2S также будет иметь кодеки HEVC для видео.

Контейнеры HEIF также можно использовать на веб-страницах в соответствии со стандартом HTML 5.2, чтобы хранить разные версии одной и той же фотографии и оставлять на усмотрение браузера задачу принятия решения о загрузке и использовании в зависимости от различных ситуаций.

Зачем использовать HEIF и HEVC?

Основная причина, по которой мы должны поощрять себя использовать эти новые форматы файлов изображений и видео, заключается в том, что они более эффективны. Как известно, на смартфонах свободного места никогда не бывает достаточно, и благодаря этим форматам можно хранить то же количество файлов с тем же качеством, но в меньшем объеме, или то же количество файлов с более высоким качеством, но занимая то же количество памяти. памяти.

Согласно стандарту HEIF, в этих файлах можно сохранить в два раза больше информации, чем в файле JPG того же размера и даже более высокого качества. Сказать, что результат впечатляет, значит ничего не сказать.

Кроме того, файлы HEIF/HEIC (и все производные файлы) могут содержать информацию о преобразованиях исходного изображения без изменения оригинала. Это позволяет вам редактировать свои фотографии на устройстве, сохранять результат и отменять или вносить дополнительные изменения позже и на другом устройстве, не влияя на качество исходного изображения.

Например, для файла JPG невозможно отменить процесс редактирования позже, и качество изображения ухудшается при каждом сохранении из-за постоянного переключения алгоритма сжатия JPG.

Такая же эффективность верна для видео, закодированного с помощью HEVC (H.265):этот видеокодек может обеспечить удвоенное сжатие при том же уровне качества, что и файл, закодированный в формате AVC (H.264), или существенное повышение качества при том же уровне качества. битрейт. Практическое использование введенных улучшений требует большей мощности при кодировании и сжатии, но гораздо меньшей вычислительной мощности при распаковке и воспроизведении.

Вы поймете, что каждый мегабайт жизненно важен для смартфонов с 32 ГБ встроенной памяти или меньше, и эти новые форматы обещают делать гораздо больше фотографий и записывать гораздо больше видео, прежде чем закончится место.

Вы уже используете HEVC или HEIF? Что вы думаете об этих форматах?