HEIF, WEBP und Co.: Das können die JPG-Nachfolger

Seit Jahrzehnten werden Webseiten mit den immer gleichen Bildformaten gebaut: JPEG, PNG und manchmal auch GIF. Gleichzeitig wissen wir, dass diese Formate selbst noch viel Optimierungspotenzial haben. Es gibt daneben auch ganz neue Bildformate, die eine weitaus bessere Performance bieten. Damit können Sie bei gleicher Qualität eine geringere Dateigröße erreichen. Nicht nur für die Performance der Website wären diese Eigenschaften ideal, sondern auch für die Kosten auf Nutzerseite – je geringer der Datenverbrauch, desto weniger Kosten entstehen.

JPEG – Der Standard 

Das wohl bekannteste Bildformat ist JPEG bzw. JPG. Es wird dieses Jahr 25 Jahre alt und ist das am weitesten verbreitete, kompatibelste Format, das diverse Optimierungspotenziale bietet. Beim komprimierten Speichern empfiehlt sich ein Qualitätswert zwischen 60 und 85 Prozent, das muss aber individuell am einzelnen Bildergebnis entschieden werden. Die Qualität sollten Sie so wählen, dass ein Benutzer keine Artefakte oder künstliche Unschärfe in einem Bild erkennen kann, dabei aber eine möglichst kleine Dateigröße entsteht. 

Diese Tipps gelten übrigens für sämtliche verlustbehafteten Bildformate. Bilder sollten für das Web außerdem von unnötigen Metadaten wie den Kameraaufnahmeinformationen befreit werden. Dabei können Sie einige Kilobyte einsparen. Gegebenenfalls ist darauf zu achten, dass Informationen zum Urheberrecht erhalten bleiben. 

Mit neueren JPEG-Encodern wie zum Beispiel MozJPEG ist es zudem möglich, bei JPEG-Bildern bei gleicher Bildqualität Datengröße zu sparen. Der Encoder wählt dafür automatisiert diejenige progressive Kodierungs-Konfiguration, die am wenigsten Bits benötigt. Diese Technik ist auch als jpeg-crushing bekannt und in Form von einzelnen Tools verfügbar. Dadurch sparen Sie im Vergleich zu den bisher bekannten Standard-JPEG-Encodern im Durchschnitt 10 Prozent an Dateigröße bei gleicher Qualität.

Der Vorteil ist: Trotz der Optimierungen bleibt ein Bild kompatibel zu den gängigen verfügbaren Decodern. Letztlich bleibt festzuhalten: Status quo ist JPEG – das Format, das überall funktioniert, gutes Optimierungspotenzial bietet und einfach zu benutzen ist. Mit modernen Encodern wie MozJPEG können Sie auf einfache Weise Bilder optimieren, ohne sich um neue Dateiformate kümmern zu müssen.

HEIF/HEIC – Alternative von Apple 

Apples HEIC ist eines der neueren Bildformate und erst seit Kurzem bekannt. Eigentlich durch die MPEG-Group als HEIF-Standard entwickelt und aus dem ISO-Base-Media-Format (bekannt als MP4-Format) entstanden, hat es durch Apples Support in iOS 11 und macOS High Sierra enorm an Bedeutung gewonnen. 

HEIF steht für High Efficiency Image Format, und mit dem HEVC-Codec schafft es eine erstaunlich gute Komprimierung der Daten. Bei Vergleichen zwischen einem animierten GIF und einem animierten HEIF kann es Unterschiede von 270 KByte zu 15 KByte geben, statische Bilder sind oft zwischen 5 und 25 Prozent kleiner bei sichtlich besserer Bildqualität. 

Das HEIF-Containerformat unterstützt neben verlustbehafteten auch verlustfrei komprimierte Bilder und ist somit ein Hybridformat ähnlich wie WebP. Es kann animierte Daten beinhalten und damit nicht nur JPEG oder PNG, sondern auch das GIF-Format ersetzen und unter einen Hut bringen. Ein immenser Vorteil, der den meisten Bildformaten fehlt, ist der Browser- und vor allem auch Betriebssystem-Support. Hier punktet Apples Format sehr eindeutig durch vollständigen Support ab iOS 11 und macOS 10.13 High Sierra. Damit hat HEIF gute Chancen, in naher Zukunft eine relativ breite Verwendung zu finden.

Ein weiterer Vorteil von HEIF ist das Containerformat, das verschiedene Bilder beinhalten kann. Apple nutzt dies zum Beispiel für die Burst-Mode- und Live-Fotos. Letztere sind Bilder, die auf Knopfdruck drei Sekunden lang mit der Kamera eines iOS-Geräts aufgenommen werden. Wenn ein User das Hauptbild ansieht, wird die aufgenommene Animation in einer Schleife angezeigt. Denkbar sind mit dem HEIF-Format auch Anwendungsmöglichkeiten wie High-Dynamic-Range-(HDR-)Bildstapel. 

Damit nicht genug: Es können sogar Audiodaten und Texte hinterlegt und mit Bildsequenzen synchronisiert werden. Da damit mehrere Bild- oder andere Datenformate in einer Datei stecken, ist das Dateiformat ideal für einfaches Daten-Sharing geeignet. Praktischerweise erlaubt HEIF eine Bildausrichtungskorrektur von Hoch- zu Querformat und auch eine Beschneidung des Bildausschnittes (Crop) ohne eine Neuberechnung (Encoding) des Bildes, was zu einer effizienten Bearbeitung führt. 

Apple verwendet HEIF-Container, um HEVC-Daten abzuspeichern. HEVC selbst basiert zumindest in Apples Fall auf dem H.265-Codec und ist nicht gänzlich lizenzfrei, sodass die Nutzung wiederum nicht für jede Software in vollem Umfang möglich sein wird. Ähnlich wie beim H.264-Codec gibt es jedoch Möglichkeiten, den Codec in freie Software einzubauen und Support unter bestimmten Bedingungen ohne Patentlizenz anzubieten. 

Dennoch führt diese Lizenzierung dazu, dass der Support in Drittanbieter-Software auf sich warten lässt. So gibt es aktuell keinen Support in Adobes Creative-Cloud. Nach Angaben des Unternehmens wird zwar daran gearbeitet, HEIF-Bilder einzulesen, weitere Informationen über die Unterstützung beim Schreiben und Bearbeiten gibt es allerdings bisher nicht. 

Und auch das von Serif Labs entwickelte Programm Affinity Photo bietet lediglich begrenzten Support des neuen Dateiformats und kann Daten nur aus der iCloud Photo Library lesen, nicht jedoch schreiben. Ein gewisser Konvertierungsaufwand wird also voraussichtlich in absehbarer Zeit entstehen, um HEIF-Bilder in Grafikprogrammen benutzen zu können.

FLIF – Ohne Patente 

Das Bildformat FLIF bekam vor einigen Monaten ebenfalls gewisse Aufmerksamkeit. Es hat sehr ähnliche Eigenschaften wie HEIF, da es auf der gleichen technischen Basis funktioniert. FLIF hat allerdings einige interessante Features wie Image Variations. Somit können nur Teile eines Bildes ausgeliefert werden, was das Bildformat zu einem echten progressiven und responsiven Dateiformat macht. 

Zum Beispiel könnten Sie auf Smartphones nur den Bildausschnitt mit der Hauptperson ausliefern, auf großen Bildschirmen hingegen dann das komplette Bild. Trotzdem ist es nicht wahrscheinlich, dass FLIF bekannter wird, da im Gegensatz zu HEIF und WebP hier keine prominente Unterstützung besteht. FLIF ist jedoch komplett patentfrei, was es theoretisch zu einer attraktiven Alternative zu HEVC macht.

WEBP

Gute Chancen hatte man sich bereits vor Jahren auch für WebP​ erhofft. Doch leider ist das Format bis heute zwar in einigen Browsern wie Google Chrome integriert, jedoch in keinem größeren Betriebssystem. Dadurch ist es selbst für große Unternehmen wie Facebook bisher gescheitert. Denn so ist es zwar möglich, ein Bild im Browser korrekt anzuzeigen, aber sobald ein Benutzer solch ein WebP-Bild herunterlädt und versucht, es lokal aufzurufen, wird er dabei scheitern – für Facebook der Grund, das Experiment wieder einzustellen. 

Dabei sind die Fakten zum WebP-Format eigentlich ziemlich beeindruckend: Bei gleicher Bildqualität kann das Format gegenüber einem JPEG zwischen 25 und 34 Prozent kleinere Dateigrößen erzeugen. Zudem kann WebP optional mit Alphatransparenzen umgehen, was das Format flexibler als JPEG und PNG macht, da es genau genommen die Vorteile beider Formate in einem einzigen kombiniert.

Weitere interessante Formate 

Natürlich ist die Optimierung von Bildformaten für das Web keine Neuigkeit. Das JPEG-XR-Format von Microsoft existiert bereits seit 2006, konnte sich in den elf Jahren seiner Existenz jedoch nicht durchsetzen. Auch BPG​ gilt als hocheffizientes Bildformat. BPG etwa kann, ähnlich wie FLIF, mit offenen Lizenzen und ähnlich guten Ergebnissen wie Apples HEIF aufwarten. Das liegt nicht zuletzt daran, dass auch BPG auf dem HEVC-Codec basiert. Der gravierende Unterschied zwischen BPG, FLIF und HEIF ist die Bearbeitung: BPG und FLIF können (zumindest aktuell) nicht wie HEIF ohne Neuberechnung einfache Bearbeitungen durchführen, was gerade bei der Arbeit auf einem Smartphone einen entscheidenden Vorteil bringen kann. 

Vor allem aber können diese Bearbeitungsschritte in HEIF einzeln gespeichert werden und so, ohne das Originalfoto zu verlieren, ein Derivat erstellt werden. Mangels Unterstützung großer Software-Hersteller ist die Chance jedoch gering, dass sich solche Formate gegenüber einem in iOS11 und macOS bereits etablierten HEIF/HEVC-Format oder einem in Googles Softwareumfeld etablierten WebP-Format durchsetzen können. 

JPEG-XR ist ein bereits 2009 entstandenes Format, das von Microsoft entwickelt wurde und eine grundlegende Weiterentwicklung von JPEG darstellt. Neben verlustbehafteter und verlustfreier Komprimierung gibt es auch viele weitere Vorteile, die zu einem modernen Bildformat gehören, zum Beispiel Kachel-Segmentierung, eingebettete Vorschaubilder oder Alphatransparenzunterstützung.

Die Kachel-Segmentierung dient vor allem dem progressiven Laden eines Bildes im Web, was ein wichtiger Schritt zur Optimierung von Webseiten für langsame Datenverbindungen ist, da der Nutzer bereits eine („verpixelte“) Vorstellung des zu ladenden Bildes bekommt, auch wenn noch nicht die ganze Datei transferiert wurde.

Seit 2013 gibt es eine Open-Source-Bibliothek von Microsoft, die die Unterstützung des Formats erlaubt; dennoch gibt es bisher kaum Browserunterstützung (nur Internet Explorer 9). Vermutlich deshalb konnte sich trotz relativ breiter Software und Windows-Unterstützung das Format bisher nicht verbreiten.