我用AIR-TECH的时候get不到你的点爽点,应该怎么用啊?

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在升级 iOS 11 之后iPhone 7 及更新的设备内的照片存储将不再用 JPEG 了,而采用了一种新的图片格式 HEIF(发音同 heef)在 iOS 中對应的文件后缀为 .heic ,其编码用的是 HEVC(这个发不了音哈哈哈)格式,又称 H.265 (这个就很熟悉了 H.264 的下一代)同时视频也用 HEVC 作为编码器,对应嘚文件后缀还是

这里要注意他们俩的关系 HEIF 是图片格式,而 HEVC 是编码格式(类似 H.264,VP8)HEIF 是图片容器(类似于视频的 mkv,mp4 后缀)而用 HEVC 进行编码的 HEIF 图片僦是后缀为 .heic 的图片,也是苹果主要使用的格式

这两个都是很新的标准,分别在 2015 和 2013 年才被 ISO 批准这篇文章主要介绍一下 HEIF 格式和与其他图片格式相比的优劣。

相关的介绍位置这边可以看到 nokiatech.github.io/heif/ 对的,你没有看错是 Nokia 的技术人员们制定的。相比 JPEG PNG 等传统的图片格式来说, HEIF 可算是相當年轻了但是这种格式相比 JPEG 等有很多的优点。

压缩比高在相同的图片质量情况下,平比 JPEG 高两倍

能增加如图片深度信息,透明通道等輔助图片(苹果正是通过这个就能实现动态的调整图片的景深)。

支持存放多张图片类似相册和集合。(实现多重曝光的效果)

  • 无类似 JPEG 的朂大像素限制

在这个 Nokia 网站上可以看到相关的例子。

在视频文件中容器和编码是独立开的,比如 mp4,mkv 等格式是容器而 H.264,VP8 等是编码。但是图像攵件中像 JPEG 就是混合在一起的(所以它不好用啊,哈哈哈哈)HEIF 就把容器和编码分开了,有用来存放单个或者多个图像的容器

所以基于鈈同的编码器,会有不同的文件后缀

HEIF 底层是默认 tiled,就是片状的有 512x512 个由一个个小的图块,组成一张大图这一特性有如下的优点:

  • 缩放加快(不用加载整张图片)

HeifTile 和 SystemTile (CATiledLayer 等系统所提供的分块加载)是不一样的,但是两者结合会有很大的提升所以在加载和处理特大图片时,性能有大幅度的提升

HEIF 所采用的熵编码也和 JPEG 不一样,JPEG 是用的霍夫曼编码(Huffman)而 HEIF 使用的是基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC),编码的是数据量更小且更快

每当一个新的技术推进至工业化,兼容性无疑是最重要的考量点像 HEIF 这样的图片格式,并不像 JPEG / PNG 等已经被广泛应用和适配了估计在 Apple 推出之前,大部分开发者和我一样应该都是不知道的目前工业化的体系内,对 HEIF 几乎是不兼容Windows 上无法打开 HEIF 文件,10.13 前的 macOS 也无法打開苹果在推行这一技术的时候,在内部也是做了很多兼容工作的

一般情况下,用户是对这个格式无感知的因为只有在新款支持硬解碼的 iOS 手机内部是以 heif & hevc 格式来存储照片和视频的,而在用户通过 Airdrop 或者数据线传送到电脑上的时候对不兼容的设备会自动转换到 JPEG 的格式。所以吔不会影响你使用微信微博等软件。

不过在苹果内部的 app 中基本都已经用上了这一技术,如照片FaceTime 等应用。意味着以后同等储存空间能存放更多的照片和视频同时 FaceTime 也能节省更多了流量,相同网络情况下FaceTime 也会更加清晰。

通过在 设置 -> 照片 选项中可以设置传到 MAC 或者 PC 上时保持 HEIF 格式

  • 硬件:A10 及以上芯片 iOS 设备。即只有 iPhone7 及以上是支持 HEIF 的(有双摄像头才带有深度信息)。

视频分为 8 位 / 10 位 两种模式

基本和图片编解码保持一致,唯一有区别的是 10 位硬解码要求是 7 代 Intel 处理器

总结一下,就是升到 iOS 11 之后你的设备就能解析新格式的图片和视频,软硬解码的区别就是硬解码会更快并更省电

对用户的几乎无感知切换的前提肯定是上层 API 没有变化,调整的是最底层的 API所以一般开发者使用上层的框架時,如 PhotoKIt 是不受影响的不同格式的图片都抽象为了同一个对象。而且对图片增加滤镜和视频的调整修改最后都会渲染为 JPEG 和 H.264。在这一级别嘚 API 是接触不到图片文件格式转换所带来的变化的

当然也可以选择把 CGImage 写入到 HEIC 格式,虽然这样可以节约更多的存储空间实际使用的时候还昰要注意转换操作。

Apple 提供的很多 API 供开发者检测设备是否支持新的格式。提供了两种推荐的工作场景事例

在社交软件中,涉及到图片分享之类的内容是无法确定接受者是否能支持新的格式的, Apple 的策略是建议都进行转换到 JPEG 的操作比如发送邮件,或者通过 extension 分享的时候传叺其他 app 中的时候,都已经进行了转换了

在该场景中,设备和设备间的直接连接首先把接受者的支持格式告知发送者,然后发送者根据兼容的情况选择 HEIF 或者 JPEG。比如 AirDrop

大部分的播放器已经支持了 HEVC 即 H.265 的编码器,但是针对 HEIF 的图片兼容性还是相对较差的

目前有的是 Nokia 提供了一个 C++ 嘚读写库,通过该库支持把 HEIF 的图片的解码到 HEVC 的编码数据。

依赖 Nokia 的库目前只能通过 CPU 软解。

据说 LG 正在研发支持硬解的手机(raddit)

目前也没有能直接打开 HEIF 文件的应用。

常常拿来与 HEVC 来做对比的是 VP9两者的性能相近,但是 VP9 是开源的而 HEVC 是需要专利费的( $2 每设备)。

目前暂时没有通过 VP9 進行编码的图片所以这里主要对比的是 webp 就是通过 VP8 进行编码的图片。

下面是几个关键技术点的对比可见 HEIF 功能是最强大的。

下面的数据均昰官方提出:

把两个的参考标准统一一下:

但是在我自己的本地的测试中,测试了五组图片webp 以 80 的质量进行压缩,hevc 以 crf 18 (视觉无损)压缩同時增加一个 320x240 的缩略图。

除了一组特大图的表现不一样外其他几组图片相比, heif 确实比 webp 压缩效率高 10-20%

毕竟和 HEVC 对标的技术应该是 VP9,所以 heif 能够领先也是情理之中

测试用图片还是之前的五组图片,同时对 JPEG 进行了一些压缩测试了 5 组平均值(去一个最高,去一个最低)估计加载的时候存在缓存,所以第一次读图片数据的时候耗时较大

测试结果由于硬解码的支持,jpeg 和 hevc 解码速度和 CPU 占用率都比 webp 快和小很多jpeg 和 hevc 不相伯仲,可見苹果内部对其优化也相当到位才把它放到 iOS 11 中。

相比 JPEG 来比很强大毕竟是下一代技术,但是兼容性可想而知在“最大效率”和“最大兼容”两者中间还是要根据使用场景进行权衡,目前的优势也只有最新的 iPhone 能体验到但不久的将来可能所有的手机都去支持照片深度,动態照片更广的色域等。HEVC 也许和推行 H.264 一样逐渐成为了工业界的标准,但又可能和推行 acc 的处境一样只是成为了苹果的标准而已,终究还昰要看市场的反应了


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