【外评】jpeg xl 图片格式和谷歌的阻击战

图片格式| 2024-05-07

毫无疑问，你对 GIF、PNG 和 JPEG 一定不陌生。几十年来，这些图像格式一直是计算机上显示图像的方式。每天浏览网页时，你很可能会看到成百上千张这样的图片。

然而，这些格式并不像以前那样无处不在，在过去的几年里，我们已经看到了许多竞争性标准的出现。也许最有前途的是 JPEG XL，但它的创新性似乎没有得到认可，其采用也受到抑制。原因何在？要想了解全貌，我认为最好从计算机显示图像的出现说起。

简史

自从有了电脑，我们就一直在尝试在电脑上显示图像。一开始，我们使用各种文本字符和符号在终端机上拼凑东西。这显然并不理想，只是达到目的的一种手段。最早真正流行的图像格式包括 PCX, TGA, PICT, 和 BMP.。

然而，这些早期格式都很初级。它们基本上没有压缩功能，也没有得到广泛支持。在那个时代，每款软件都有自己的格式，互操作性并不重要。这是一个问题，随着对更高兼容性需求的增长，一些适当的标准形成了。其中，GIF、JPEG 和 PNG 可能是当今最著名和最实用的格式。

GIF 是图形交换格式（Graphics Interchange Format）的缩写，非常混乱。它发布于上世纪 80 年代，使用简单的 Lempel-Ziv-Welch 压缩算法，调色板只有区区 256 种颜色。在今天看来，它显得非常粗糙，但由于其强大的软件支持和动画功能，它还是得以保留下来。

JPEG 也称 JPG，是联合图像专家组（Joint Photographic Experts Group）的简称，诞生于上世纪 90 年代初。虽然它有一个无损变体，但在很大程度上被用作有损格式。不过，与许多其他格式不同的是，它的压缩程度是可以控制的，用户可以在质量和大小之间进行权衡。由于其出色的压缩效果和早期的首次亮相，它已成为使用最广泛的格式。

有人试图用听起来非常复古未来主义的 “JPEG 2000 “取代 JPEG，但最终命运多舛。它有一些很好的特性和功能，比如可以独立压缩特定部分，但从未被广泛采用。

20 世纪 90 年代，随着 GIF 的广泛应用，拥有 GIF 使用的 Lempel-Ziv-Welch 压缩算法专利的 Unisys 公司试图强制执行其许可。这最终引发了大量讨论，并开发出了一种更开放、更完善的替代方案。它被非正式地命名为 “PNG’s Not GIF”，当然，它是递归缩写 PNG 的缩写，但正式名称是 “便携式网络图形”。这种格式因其自由、开放的特性，以及通过阿尔法层对透明度的良好支持而广为流传。

这三种标准都在网络诞生之初站稳了脚跟，并在多年的时间里将自己定义为图像格式。虽然它们并不完美，但一般都能正常运行，并得到了广泛的支持。

新时代

不过，这些老旧的格式并不都是阳光和玫瑰。世界已经在它们周围发生了变化。在这些格式被设计出来的时候，计算能力是一种稀缺资源。许多设备没有足够的能力在不影响性能的情况下对文件进行即时压缩，而网络还处于起步阶段。

在过去的 30 多年里，我们的设备、软件以及对它们的了解都有了长足的进步，但这些老旧的格式依然存在。因此，近年来我们看到了向新格式的转变。这些格式不再局限于上世纪 90 年代的压缩算法，而是经过了更多优化，更适合现代人使用。

进入 WebP 时代

2010 年，在 Chrome 浏览器发布两年后，谷歌发布了 WebP。他们继续开发和完善它，直到 2018 年最终稳定发布。目标很简单。在一个小软件包中，制作一种具有 JPEG 质量、PNG 透明度和 GIF 动画效果的格式。

不出所料，作为谷歌的产品，它很快就获得了 Chromium 的支持，甚至在稳定版发布之前。Safari 和 Firefox 浏览器直到稳定版发布后才获得支持，但现在已经有了完整的浏览器支持。在所有浏览器都获得支持后，谷歌很快就开始着手淘汰其他格式。他们做出了一些改变，例如更新 PageSpeed Insights，建议网站以 WebP 文件而不是其他格式提供图片。

宣布推出 avif

WebP 推出约一年后，与之竞争的标准 AVIF 首次正式发布。虽然它确实实现了 WebP 中没有的 HDR 等功能，但也缺乏多页面支持等功能。从现实情况来看，这使它处于 “无人区”。客观地说，它并不比与之竞争的标准更好。

AVIF 还使用 AV1 视频压缩。可以想象，视频和静态图像需要不同的压缩方式。视频最注重的是压缩多帧信息，而图像压缩则更注重压缩单张图片。

尽管如此，AVIF 还是很快得到了采用。2020 年 8 月，Chromium 获得了支持，2021 年 10 月，Firefox 启用了支持，2022 年全年，Safari 实施了支持。

引入 JPEG XL

JPEG XL 于 2021 年定稿，是一种相当新的格式，而且是一种很好的格式。它由与原始 JPEG 相同的小组创建，并基于谷歌的 Pik 提议和 Cloudinary 的 FUIF。

在维基百科的 “图形文件格式比较 “中，我们可以清楚地看到，它超越了其他所有光栅图像格式。它的许多特点包括：

可选择有损或无损压缩。
从 JPEG 完美实现可逆的无损转换，可节省 ~20% 的成本。
~使用有损压缩时，在相同质量下，文件大小比 JPEG 小 60%。
使用有损压缩时，压缩效果微乎其微。
强大的色域支持，包括 HDR 和其他通道的支持。
超快的编码和解码速度。
支持逐行解码。
文件头很小，只有 12 个字节。
WebP 和 AVIF 所拥有的一切，包括透明度、动画等。
公开授权，无版税。
高达 32 位深度
超高的最大分辨率，高达 1,152,921,502,459 百万像素（总像素超过一万亿）。
具有抗代损能力。

通过阅读这些内容，您可能已经了解到，它能满足对一种格式的所有期望，而且做得很好。鉴于它在各种情况下都表现出色，你可能会认为它将成为事实上的标准，但遗憾的是，浏览器对它的支持却少之又少。

那么，为什么 WebP 和 AVIF 这么快就被接受了，而 JPEG XL 却没有呢？正如您从文章标题中猜测的那样，这主要归功于谷歌。

谷歌对其主导地位的利用

我要讨论的是 Chrome 浏览器的主导地位以及谷歌利用这一优势为自己谋利的行为。我在文章《Everything Is Chrome》中对此进行了详细论述，建议您在阅读本节之前先阅读这篇文章。

谷歌已经巩固了自己作为网络唯一控制者的地位。他们说什么就是什么。谷歌搜索是最流行的搜索引擎，而 Chromium 则是大多数浏览器的基础。这意味着他们既控制着搜索推荐的网页，也控制着这些网页在浏览器中的显示方式。

这给他们留下了很大的权力。如果他们对 JPEG XL 持有异议，那么他们就可以一手阻止 JPEG XL 的采用，而这正是他们所做的。事实上，谷歌曾一度在 Chromium 中添加了对 JPEG XL 的支持。它在 Chromium 中实现了功能。这促使 Firefox 也添加了自己的支持。

然而，它从未通过选择支持标志的阶段，谷歌最终将其移除，并在 Chromium Issue Tracker 中指出：

“感谢大家对 JPEG XL 的意见和反馈。出于以下原因，我们将从 Chromium 中移除 JPEG XL 代码和标志：

实验性标志和代码不应无限期保留

整个生态系统对继续实验 JPEG XL 没有足够的兴趣

与现有格式相比，新图像格式没有带来足够的增量优势，因此没有必要在默认情况下启用它

通过删除 M110 中的标记和代码，可以减轻维护负担，使我们能够专注于改进 Chrome 浏览器中的现有格式”。

这理所当然地引起了轩然大波。用户指出了他们说法中的许多缺陷。首先，大量个人和组织对该标准表现出极大的兴趣；其次，JPEG XL 带来的创新绝对是 “足够的增量效益”，尤其是他们最近接受了 AVIF，而 AVIF 比现有标准更缺乏功能。

这实际上就是：”我们已经创建了 WebP 这一竞争标准，并希望扼杀任何可能真正与之竞争的东西”。这也解释了为什么他们采用 AVIF 而不采用 JPEG XL。AVIF 并非在所有方面都更胜一筹，因此并没有威胁到 WebP 的地位。

然而，JPEG XL 在所有可量化的方面都优于 WebP，并将取代 WebP。如果 AVIF 被指责扼杀竞争和创新，他们也可以指出这一点。他们可以简单地说：”我们喜欢其他格式。看，我们前些年又增加了一种格式”。

有趣的是，从谷歌获得大量资金支持的火狐浏览器（Firefox）悄然放弃了对 JPEG XL 支持的关注，现在声明他们对此事持 “中立 “态度，尽管该标志仍存在于夜间版本的浏览器中。苹果公司与谷歌公司分开开发的 Safari 浏览器则顺利实现了 JPEG XL 支持，而且 WebKit 中也不受限制地提供了 JPEG XL 支持。

许多 Chromium 和 Firefox 的分叉版本也支持该功能，但并无不良影响。基于 Firefox 的浏览器可以简单地启用该标记，而基于 Chromium 的浏览器可以使用移除前的实现作为起点。提供支持的一些分叉包括 Thorium, Waterfox, 和 Pale Moon.。它们的代码已经编写完成并投入使用，而且都使用了外部实现，因此所提到的 “维护负担 “或多或少并不存在。