AVIF图片格式简介

这篇文章发布于 2020年04月8日，星期三，15:42，归类于 Graphic相关。阅读 22470 次, 今日 65 次 14 条评论

by zhangxinxu from https://www.zhangxinxu.com/wordpress/?p=9356
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占位图

打开caniuse首页，在最新的特性这里看到一个陌生的东西，一个名为AVIF的图片格式，这么名词有意思，AV？IF？等下，我先系个安全带，可以了，让我开进去看看是个什么东东。

结果万里江山一片红：

我一瞬间就明白事情不简单，这玩意不得了。

开天辟地头一回，还没有任何浏览器支持，就把一个特性放上来的，说明这厮潜力可以，未来之星，大腿务必立刻抱上。

于是我就参考相关文档，终于大致搞清楚了AVIF图片格式…………的表面一些支持，对，就表面这点东西，什么算法之类，对比起，超过了我的技能范畴，讲不来，讲不来。

本文大量内容参考Netflix官方技术博客“AVIF for Next-Generation Image Coding”这篇文章，原文很长，本文就取之精华简单介绍。

二、AVIF与奈飞Netflix

AVIF这种图片格式是Netflix这家公司在今年情人节公布的。

Netflix是一家流媒体影视公司，必然会有大量影视海报，都是大图片。

因此，Netflix对高清晰同时体积较小的图片诉求很高，需要一种替代JPEG的方法，这种新的方法需要支持以下特性：

a）得到广泛支持，b）具有更好的压缩效率，c）具有更广泛的功能集。

然后Netflix觉得AV1图像文件格式（AVIF）很有潜力，于是决定公布和开源。

已有的图片格式为什么不行

除了JPG，还有其他几种为人熟知的图片编码格式，如JPEG2000、WebP与HEVC。

但均有不足，例如：

基于离散小波变换（DWT）的JPEG 2000格式是2000年JPEG的继承者。它带来了空间可伸缩性、感兴趣区域编码、支持比特深度范围、颜色平面数目灵活、无损编码等一系列附加特性，随着运动的扩展，2004年被公认为数字电影的视频编码标准。但并没有得到很好的市场推广（对比Google大力推崇的WebP、苹果IOS系统支持的 HEVC）。JPEG2000在数字影院、指纹鉴别等小范围内流行，但明显缺乏更加强大、大众化、商业化的软件生态支持，故而并没有实现真正的落地普及。
WebP 源于VP8，是Google 2010年开源出来的图像编解码算法，可以说是“含着金汤匙出生”，YouTube、Gmail、Google Play均应用WebP图片格式。2018年之后，浏览器Edge、Firefox也宣布支持WebP格式。但就目前来说，WebP仍只被看作PNG更高效快捷的替代方案，而且Google的一些非开源的技术总是能神奇地阻碍图片的分享。
HEVC是AVC(H.264)的后继产品，性能优秀，你可以在Apple设备上将HEIF（HEIF是存储HEVC编码的静态图像的容器）玩出各种花样。可惜的是，这支大佬的“独苗”存在专利费用。

AVIF的优势

我觉得AVIF图片格式有下面几个优点：

一统天下；
压缩溜溜溜；
开源JS可解析；

AVIF由开源组织AOMedia开发，Netflix、Google与Apple均是该组织的成员。看到没，几个大佬都在，因此是一统天下的图片格式。

其他优点可以专门开一个小节讲下。

add on 翌日
from微博 @紫云妃

avif 图片支持在metadata中对原始图片进行一些变形操作，有旋转（irot），镜像（imr）和裁切（clap）三种，尤其是裁切挺神奇的，也就是客户端看到的图可能只是一张大图的一部分，明明完整图片已经下载下来了，但你就是看不到其它部分。

三、AVIF图片格式的压缩对比

AVIF是基于AV1的新图像格式，使用HEIF作为容器（和Apple的HEVC一样）和AV1帧，压缩质量还真是叹为观止。

下面几张图是官方提供的：

这是原始图，无损PNG，近乎700K：

JPEG 444的效果图，大小@ 20,429字节：

这是AVIF的效果图，大小@ 19,788字节：

可以看到，在同样尺寸大小范围内，JPEG格式的图形已经糊成浆糊一样，大片的明显的色块色条就像是斑驳的老建筑，无法直视。但是，AVIF格式的图形显示却非常OK，体积也很小。

此时的AVIF相比无损PNG有约59倍的压缩性能（原始图像尺寸768×512，因此无损字节数是768x512x3 ，现在压缩到20k，压缩比59倍）。

如果我们提高以下图片的压缩质量，不要压缩那么狠，再看下JPG图片和AVIF图片效果，都是无损PNG截图效果，以便准确对比。

JPEG 444的效果图，大小@ 40,276字节：

这是AVIF 444的效果图，大小@ 39,819字节：

可以看到，JPG图片的天空有很多明显颜色渗漏，视觉上一点也不平滑，而AVIF图像与原始图像视觉效果相当，这里的压缩系数为29倍。

官方还提供了很多其他对比图，还有对比图标和数据，这里就不一一展示了，有兴趣可以去文章一开始提到的博文地址查阅。

总而言之一句话，AVIF图片格式压缩很棒，件大小比JPEG小10倍，具有相同的图像质量。

另外，AVIF不仅支持标准动态范围（SDR）图像，还支持高动态范围（HDR）和宽色域（WCG）。它可以存储单个图像和图像序列。

AVIF是符合HEIF标准的格式。

种种迹象表明，这一次的AVIF是来真的了。

四、AVIF图像格式转换

分享一个在线转换AVIF图像格式的工具：https://convertio.co/zh/formats/avif/

可以把AVIF转换成JPG，PNG格式，也可以把JPG，PNG转换成AVIF格式，毕竟AVIF编码都是开源的。

例如下面这个JPG转AVIF的操作界面截图：

如果你只是想找一些AVIF图像做一些测试之类，这里有图像资源。

五、在项目中使用AVIF – Polyfill

OK，现在有了AVIF图片，如何在项目中使用呢，都没有浏览器支持，岂不是用个空大屁，哦，非也非也，因为AVIF项目是开源的，因此，web中也是可以使用JS进行解析的。

有请avif polyfill项目：https://github.com/Kagami/avif.js

demo体验地址：https://kagami.github.io/avif.js/

小，可选依赖项，minified&gzip后小于4kb
方便，直接引入即可。JS会自动拦截AVIF fetch请求
快，如果浏览器支持，就使用本机解码器，会相当快

支持浏览器

原生编码支持：

Chrome Desktop 70+
Firefox 63+ (media.av1.enabled需要激活)
Firefox for Android 64+ (media.av1.enabled 和 media.av1.use-dav1d 需要激活)
Edge 18+ (AV1 Video Extension需要安装)
Bromite 71+

使用AV1 polyfill：

Chrome 57+
Firefox 53+
Edge 17+
Safari 11+

npm install avif.js

// 下面代码放到reg.js中，然后把avif-sw.js放在web服务器根目录
require("avif.js").register("/avif-sw.js");

<body>
  <!-- 注册worker -->
  <script src="reg.js"></script>

  <!-- 使用IMG标签嵌入AVIF图像 -->
  <img src="image.avif">

  <!-- 或者通过CSS属性 -->
  <div style="background: url(image2.avif)">
    by zhangxinxu(.com)
  </div>
</body>

需要使用HTTPS协议
不支持在Firefox/Edge隐私模式窗口
页面第一次访问需要重加载来显示静态资源

实际上，理论上浏览器不支持Service workers也是可以解析AVIF，让浏览器显示的，问题就是fetch avif格式文件不方便，此Polyfill脚本日后可能会进行支持。

为啥这些标准啊，规则啊，都是American制定的呢？

我要琢磨琢磨是不是国内也可以指定一些标准，底层的驾驭不了，应用层的标准可以试一试。

可以放在心里面盘一盘，以后说不定有机会的。

当下还是要不断积累。

好，本文就说这么多，简单介绍下，大家也可以在自己团队内部做个分享啥的，看看能不能积累个最佳实践之类。

（本篇完）是不是学到了很多？可以分享到微信！
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