AVIF – 未来免许可的图像格式

文件压缩是数字化的一项关键技术，因为它可以可持续地减轻基于网络的基础设施的资源。 新的图像格式 AVIF 旨在提高数据流量的效率，并长期取代广泛使用的 JPEG 格式。 与 JPEG 相比，AVIF 可以更有效地压缩文件并提供更高的图像质量。 数字行业的主要跨国公司都对新图像格式的实施感兴趣。今天大眼仔旭（www.dayanzai.me）带领大家一起了解下 AVIF 图像文件格式。

AVIF – 未来免许可的图像格式

什么是 AVIF？

一个由领先的数字经济参与者组成的联盟成立于 2015 年，其任务是改进图像文件压缩。开放媒体联盟（AOMedia）的成员包括亚马逊、思科、Facebook、谷歌（包括 YouTube）、Mozilla、微软、Netflix、英特尔、AMD、腾讯和苹果，专注于在线数据流量。由于图像占用了网站平均带宽的一半以上，因此改进的图像压缩不仅有利于单个网站的性能，而且由于较小的文件可加速数据流量、降低能耗并使用更少的存储空间，因此优化了网络的整体性能空间。

为了使新技术成为标准，它不应该产生任何许可费用，并且应该可以作为开源格式自由使用。 2018 年 3 月，AOMedia 发布了新的免费视频编解码器规范。此后，AOMedia Video 1（简称AV1）的最终第一版正式发布。

工业联盟的努力不仅产生了用于运动图像的免许可、开放视频编解码器，而且还产生了用于静止图像的 AV1 图像文件格式 (AVIF)。 AVIF 将 AV1 视频编解码器的高效压缩算法与 Apple 已经使用了一段时间的 HEIF 格式（高效图像文件）的容器技术相结合。 HEIF 容器格式为 AV1 编码图像内容的交换、存储（例如元数据规范）和传输提供了统一和标准化的基础。

从这个意义上说，AVIF 和 HEIF 之间存在一些重叠。图像格式使用不同的压缩方法对图像数据进行编码。 HEIF 格式主要使用 HEVC（高效视频编码）视频格式，而不是 AV1 压缩。有时会使用视频压缩标准 H.264/MPEG-4 AVC。

事实

AVIF 使用的 HEIF 容器技术是基本媒体文件格式 ISOBMFF 的特殊版本。 ISO/IEC 基本媒体文件格式（正式也称为 ISO/IEC 14496-12）规定了例如如何创建和存储元数据以及如何处理单个图像和图像序列（例如，作为嵌套图像信息以实现高效流式传输） . ISO 标准为多媒体和容器文件提供了通用和通用的绑定结构，例如，图像格式互操作性（与其他系统和技术一起工作的能力）的重要先决条件。 ISOBMFF 由运动图像专家组 (MPEG) 于 2001 年定义。

AVIF 将高质量压缩与旨在满足当代图像格式要求的功能多样性相结合。无损压缩和有损压缩都是可能的。在 Alpha 通道中，与其他图像和图形格式一样，存储了有关透明图像区域的附加信息。例如，由透明数据发布的对象用于用户界面、拼贴画或公司徽标。

此外，AVIF 支持扩展色彩空间（Wide Color Gamut，WCG）和颗粒度、色彩欠采样和 HDR（高动态范围）等功能。 HDR 技术是高对比度图像的基础，可实现均匀的亮度和强烈的色彩和对比度。 AVIF 非常适合 HDR，因为它可以超越标准动态范围图像 (SDR) 的通常 8 位色深（10 位、12 位和更高的色深是可能的）。不仅可以通过元数据共享 HDR 信息，还可以共享有关色域的信息。动画序列 – 类似于 GIF 动画 (Animated GIFs) – 也是可能的（支持用于图像元素和图像序列的多层图像）。

AVIF 优势概述

AVIF 提供了许多优势，其中主要有：

AVIF 格式得到了数字经济大公司的支持，推动了其持续扩张。
AV1 和 AVIF 格式是开源编解码器。使用 AOMedia 技术不会产生额外费用。这不仅有利于大玩家，也有利于整个开源社区。
AVIF 是免费的这一事实是相对于 HEIF 格式的一个主要优势，HEIF 格式目前仍然是 Apple 的首选格式。
AVIF 格式通过结合高图像质量（特别是对于色深大于 8 位的 HDR 图像）和许多功能（类似于 HEIF，该格式在这方面优于 JPEG 格式）来满足现代图像格式的要求。
与已建立的 JPEG 格式相比，AVIF 目前将图像大小平均减少了 50%（类似于相对高效的 HEIF 格式）。此外，AVIF 比它的竞争对手 WebP 更高效，后者未能确立自己的地位。
高效的 AVIF 压缩减少了网站的加载时间，节省了网络带宽，并减少了视频点播、云和网络空间提供商的数据流。
许多 AVIF 的优势超出了其在线使用范围。图像档案、摄影师、打印机等也可以从格式的发展中受益，以接收更高分辨率的图像，从而减少可用资源。

当前对 AVIF 的支持

与流行的 JPEG 格式（自 1990 年代初就已出现）相比，AVIF 是一种相对较新的静态图像文件格式。新来者尚未在实际测试中证明自己。因此，很难可靠地预测图像格式的未来。然而，由于其诸多优势，在全国范围内实施的可能性很高。

由于图像格式和视频编解码器仍在开发中，因此可能会进一步优化，例如在播放质量和文件大小的减小方面。据推测，通过代码优化将减少对硬件的需求。 AVIF 在编码（使用算法将输出文件传输或转换为 AVIF 格式）和解码（编码文件信息的解码，例如用于操作图像处理或屏幕上的图像显示）方面与 HEIF 一样苛刻。

视频点播提供商Netflix是新技术应用的重要先驱。流媒体专家目前正在测试 AVIF 格式，例如，将平台的用户界面从 SDR 转换为 HDR（例如，改进预览）。计划逐步引入该格式，从而将其用于不断增加的内容和平台。

浏览器和操作系统也开始习惯新技术。 Opera（从 71 版开始）和 Google Chrome（从 85 版开始）已经原生支持这种格式； Apple Safari 尚不支持它。使用 Mozilla Firefox（自版本 77 起），需要手动配置。一旦您将 about:config 中的标志 image.AVIF.enabled（在浏览器的地址栏中）设置为 true，Firefox 就可以显示单个 AVIF 文件。 Microsoft Edge 继续努力应对新的图像格式。由于当前版本（86 版）使用的是谷歌的 Chromium 引擎，AVIF 对 Windows 10 浏览器的支持可能只是时间问题。

Windows 10 用户已经可以使用新的图像格式并在其画图程序中转换 AVIF 文件。相应的免费 AV1 视频扩展可从 Microsoft 商店安装。付费 Paint.NET 应用程序已经集成了一个 AVIF 文件类型插件。 Windows 用户可以打开 AVIF 文件，甚至可以以某种格式（例如，用于网站）保存图像文件。免费的图像处理软件 GIMP 从 2.10.22 版本开始支持 AVIF 格式。

您现在已经可以将 AVIF 图像集成到您的网站中。将 AVIF 集成到网站中作为标准 JPEG 的替代方案的临时解决方案只需要一点 HTML 代码。 HTML 标记 <picture> 用于此目的。它充当一个容器，为一个图像 () 保存多个图像源 (<sources>)。如果浏览器不支持 WebP 或 AVIF 格式的图像，则读取最低的图像元素作为所谓的后备选项。然后，您可以指定所有常见浏览器都支持的图像的 JPEG 版本：

1
2
3
4
<picture></picture>

    <source srcset="img/mypicture.AVIF" type="image/AVIF">

    <source srcset="img/mypicture.webp" type="image/webp">

    <img src="img/mypicture.jpg" alt="图片描述">

总结 – JPEG 的有前途的继任者

AVIF 具备成功建立自己并在线定义新图像标准以取代 JPEG 的所有先决条件。 一旦解决了剩余的技术障碍（例如，缓慢且占用资源的编码过程），多功能图像格式和 AV1 视频编解码器将提供高质量。 最后，这也是迈向可持续性的重要一步，因为 AVIF 节约能源、网络和存储资源。