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HEIC-Bilder: Hat JPEG bald ausgedient?

Frank L. Schad

21.02.2020 10:09 von Frank L. Schad

Dass digitale Bilder heute so allgegenwärtig sind, verdanken sie nicht zuletzt dem JPEG-Format. Seit nunmehr fast 30 Jahren ist JPEG das Wald-und-Wiesen-Format auf Kameras, Smartphones und Websites, in Drucklayouts, Foto-Apps, E-Mails und sozialen Medien — und das trotz seiner allenfalls mittelmäßigen Qualität und seinem sehr übersichtlichen Funktionsumfang. Denn das Hauptmerkmal von JPEGs war und ist ihre geringe Dateigröße, und die ist heute, in Zeiten instabiler Mobilfunkverbindungen und Cloud-Speichern, noch fast genauso essenziell wie in den 90ern, als das JPEG-Format entwickelt wurde und Speicherplatz teuer und ständig knapp war.

Auch diverse Versuche, mit moderneren, flexibleren Formaten — wie etwa JPEG 2000 und JPEG XR — dem JPEG-Format eine Frischzellenkur zu verpassen, schlugen bislang allesamt fehl. Offenbar wurde JPEG im alltäglichen Gebrauch als völlig ausreichend empfunden, benötigte kaum Ressourcen und war nicht durch Lizenzgebühren belastet.

Doch nun tritt ein neues Format auf den Plan, das JPEG in allen Bereichen haushoch überlegen ist und zudem die Vorzüge anderer betagter Standardformate, wie etwa PNG oder GIF, in sich vereint: HEIF, das High Efficiency Image File Format, oder auch HEIC (High Efficiency Image Coding) genannt, benötigt bei gleicher Qualität nur etwa halb soviel Speicherplatz wie JPEG, unterstützt Alphakanäle wie PNG, kann Animationen wie GIF oder APNG und sogar ganze Bilderserien enthalten, etwa Belichtungsreihen oder mehrere Auflösungsvarianten (z.B. für die Anzeige auf verschiedenen Displays sowie für den Druck). So sind z.B. auch die dynamischen Desktop-Bilder von macOS Mojave und Catalina, die sich mit der Tageszeit verändern, oder die »Live-Fotos« von iOS HEIF-Bildsequenzen.

Zum Vergleich: Das Originalbild hat eine Abmessung von 4000 × 2000px. Bei 10% Qualität hat das JPEG (oben) eine Dateigröße von 101 KB, die HEIC-Variante (unten) nur 32 KB bei gleichzeitig besserer Qualität. Um einen echten Vergleich zu haben, können Sie sich hier die Dateien herunterladen (Original-HEIC mit 100% Qualität, HEIC mit 10% Qualität, JPEG mit 10% Qualität). Bild: Michi S / Pixabay, Creative-Commons-Lizenz CC0.

Neben Alphakanälen und Bildsequenzen können HEIF-Bilder auch sogenannte Depth Maps enthalten. Das sind Graustufenbilder, in denen die Helligkeitswerte angeben, wie weit die entsprechenden Objekte von der Kamera entfernt waren. Zudem kann ein spezieller Deblocking-Filter die für JPEGs charakteristischen Artefakte abmildern.

Depth Map: Je dunkler, desto näher (Bild: Dominic Alves / Flickr, CC BY 2.0).

HEIF bietet auch Funktionen für nondestruktive Bildbearbeitung: In den Metadaten von HEIF-Dateien können Anweisungen hinterlegt werden, ein Bild z.B. zu drehen, zu spiegeln oder zu beschneiden. Diese Anweisungen werden dann — ganz ähnlich wie etwa die CSS-Vorgaben transform oder clip im Browser — beim Öffnen der Datei von der Software on the fly ausgeführt, ohne das Bild dabei tatsächlich dauerhaft zu verändern.

Die Features von HEIF im Überblick

  • Extrem hohe Kompression bei gleichzeitig besserer Qualität als JPEG
  • Alpha-Transparenzen
  • Animationen / Cinemagraphs in höherer Qualität bei gleichzeitig kleinerer Dateigröße als GIF
  • Bildsequenzen, HDR-Bildstapel, Thumbnails …
  • Depth Maps
  • Farbtiefe bis zu 16 Bit pro Kanal
  • Image Derivations — nondestruktive Bearbeitungsanweisungen in den Metadaten
  • EXIF, XMP und weitere Metadaten

Die Codecs in HEIF-Bildern

All das kommt nicht von ungefähr: HEIF wurde von der Moving Pictures Experts Group (MPEG) entwickelt, ist also — vereinfacht ausgedrückt — letztlich ein modifiziertes Videoformat. In einer ganz ähnlichen Entwicklung ist übrigens Googles konkurrierendes Bildformat WebP aus dem Videoformat WebM entstanden.

Eigentlich ist HEIF nur ein Containerformat. Die Bilddaten werden darin mit dem aus dem Videobereich bekannten MPEG-Codec H.265 High Efficiency Video Coding (HEVC) oder dem älteren, weit verbreiteten H.264 Advanced Video Coding (MPEG-4 AVC) kodiert. Die alternative Dateiendung .heic statt .heif soll dabei kennzeichnen, dass der Inhalt mit dem neueren, äußerst leistungsstarken HEVC-Format kodiert wurde.

Wie sieht es mit der Unterstützung aus?

HEIC ist seit iOS 11 das Standard-Bildformat auf iPhones und iPads, macOS unterstützt es ab High Sierra. Unter Windows 10 können HEIC-Bilder ab Version 1803 verwendet werden, und Android Pie unterstützt das Format ebenfalls. Vor Kurzem hat Canon die erste Kamera auf den Markt gebracht, die Fotos neben JPEG und Raw auch im HEIC-Format aufnehmen kann (Canon EOS-1D X Mark III).

Die neue Canon EOS-1D X Mark III auf der Canon-Website

Auch viele moderne Bildbearbeitungsprogramme können bereits mit dem Format umgehen, wie z.B. Adobe Lightroom, Affinity Photo, Pixelmator oder Gimp, allerdings mit jeweils eingeschränktem Funktionsumfang: So lassen sich z.B. noch keine Animationen erzeugen, und einige Programme unterstützen noch keine Alphakanäle in HEIC-Bildern. Photoshop kann das Format über das Camera-Raw-Plugin öffnen, aber noch nicht speichern.

Im Web ist das neue Format allerdings noch nicht vertreten: Bislang kann kein Browser HEIF-Bilder darstellen — nicht einmal Safari, obwohl macOS und iOS das Format nativ unterstützen. Jedoch lassen sich mit der Open-Source-Bibliothek libheif HEIC-Bilder über das canvas-Element in Websites einbinden. Nokia stellt einen Java-HEIF-Decoder zur Verfügung.

Noch scheint es also ungewiss, ob HEIF ein ähnlich durchschlagender Erfolg beschieden sein wird wie zuvor seinem Video-Pendant MPEG-4, oder ob man sich weiterhin mit JPEGs good enough quality zufriedengibt. Zumindest könnte HEIF ein neuer Standard in der Bildbearbeitung und der Fotografie werden, sofern in Zukunft weitere Kameramodelle das Format unterstützen.

Kategorien: Design

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