A betöltési sebesség már régóta az egyik legfontosabb beállítás a weboldal optimalizálásakor. A keresőmotorok különböző kritériumokat használnak a weboldal értékeléséhez. Ebben az értelemben nemcsak az őt felkereső felhasználók száma releváns, hanem az az idő is szükséges, amíg egy oldal reagál a kérésre. Kisebb és tömörített kód vagy gyorsítótár-mechanizmusok használata a bevált megoldások közé tartozik a gyors webes jelenlét mellett tömörített képek használata. Ezek a képek, mint kreatív és kísérő elemek, rengeteg különféle projektet töltenek be az interneten, de az oldalak sebességére gyakorolt ​​hatásukat gyakran alábecsülik.

webp

Ezzel a problémával többek között a keresőóriás is foglalkozott Google, aki a WebP-vel már 2010-ben bemutatta sajátját képmentes formátuma gyorsabb weboldalakhoz. De mi áll valójában a VPP videokodekből levezetett WebP formátum mögött? És hogyan viselkedik az olyan összevont méretekhez képest, mint a JPEG?

  1. Mi a WebP?
  2. Miért jellemző a WebP?
    1. Hogyan működik a WebP veszteséges tömörítése?
    2. Hogyan működik a veszteségmentes tömörítés a WebP-vel
    3. Miért jellemzik az animált WebP-t?
  3. Milyen a WebP felépítése?
  4. WebP vs. JPEG: így viselkedik a WebP más képformátumokkal összehasonlítva
  5. Hogyan lehet megnyitni és konvertálni a WebP fájlokat?

Mi a WebP?

2010. szeptember 30-án a Google bejelentette egy új nyílt szabvány közzétételét a 24 bites grafikák veszteséges tömörítésére az interneten. Ennek a szabványnak a modellje az volt VP8 videó formátum, az On2 Technologies cég fejlesztette ki, és hogy a Google ugyanebben az évben megszerezte. Ezt követően a Google kibővítette a WebP formátumot olyan funkciókkal, mint a veszteségmentes tömörítési mód, az átlátszóság (alfa csatorna) és az animációk. Króm 2010 vége óta támogatja a tömörítési formátumot, de eddig - akárcsak az Opera esetében - feltételeznie kellett, hogy sok böngésző csak egy kísérleti (mint a Safari és a Firefox, amelyek rendszeres frissítései továbbra sem támogatottak). Saját nyilatkozatai szerint a Microsoft jelenleg azon dolgozik, hogy saját Edge böngészőjében támogassa.

A WebP böngésző támogatásáról folyamatosan frissülő információkat talál a caniuse.com címen.

A WebP feldolgozására és megtekintésére szolgáló összes szoftver alapértelmezés szerint a BSD licenc. A Google például ezt a formátumot használja a Chrome Internetes áruházban és a Google mobilalkalmazásaiban+.

Miért jellemző a WebP?

A WebP fő célja kezdettől fogva az volt, hogy a lehető legnagyobb mértékben csökkentse a képek méretét az interneten. A Google szerint képek és grafikák WebP formátumban nagyjából 30 százalékkisebb, mint a PNG vagy JPEG fájlok és ugyanolyan a képminőségük. Míg ezek a formátumok különböző tömörítési módszereken alapulnak - PNG, veszteségmentes és JPG, veszteséges - a WebP mindkét lehetőséget megengedi. Ennek a rugalmasságnak köszönhetően a formátum mind fényképek, mind kis képek és grafikák számára alkalmas. A tömörítési jellemzők, valamint mások a WebP formátum alapvető tulajdonságai, a következőképpen foglalhatók össze:

  • Tömörítés (veszteséges)- A WebP veszteséges tömörítése a VP8 kulcsképkódoláson alapul.
  • Tömörítés (veszteségmentes)- A WebP veszteségmentes tömörítése különféle technikákon alapszik, amelyek átalakítják a képadatokat és paramétereket. Ebben az esetben többek között az LZ77 algoritmust használják.
  • Átláthatóság- A WebP formátum által biztosított 8 bites alfa csatorna veszteséges RGB-tömörítésre is használható.
  • Metaadatok: A WebP tartalmazhatja a kamerák által általában létrehozott EXIF ​​és XMP metaadatokat.
  • Színprofil- A Google formátum tartalmazhat beépített ICC profilokat (a színteret leíró rekordok).
  • Animációk: A WebP formátum lehetővé teszi képsorok tárolását.

A magánélet védelme érdekében a videó kattintás után betöltődik.

Hogyan működik a WebP veszteséges tömörítése?

A WebP veszteséges tömörítése ugyanazt a módszert használja, mint a VP8 kodek, blokkok alapján, a kiszámításához keretek, vagyis az egyes képek. Minden képkockát kisebb szegmensekre osztanak, más néven makroblokkok. Ezekben a makroblokkokon belül a kódoló meg tudja jósolni a mozgással és a színnel kapcsolatos redundáns információkat, és kivonhatja azokat a blokkból. Ennek eredménye prediktív tömörítés A fennmaradó blokkok információiból, valamint a különálló és felesleges információkból áll (amelyek általában sok nullát tartalmaznak). tudom számszerűsít és entrópikus kódolást végez (a karakterek ábrázolása egy adott bitmintán keresztül). A kvantálási lépés az egyetlen folyamat, ahol a biteket ténylegesen kidobják és veszteség következik be.

A WebP a számtani kódolási módszer ami hatékonyabb, mint például a JPEG-ben használt Huffman-kódolás. Mindkét módszer az entrópikus kódolás két különböző formája. A Huffman-módszer mindegyik karakterhez egész szám bitet rendel, míg a teljes karaktersorozat számtani kódolása egyetlen, hosszabb bitkódot rendel hozzá. Emiatt az aritmetikai kódolás bonyolultabb, de a bites redundanciák létrehozása kizárt (csak a redundancia a teljes üzenetekben).

Hogyan működik a veszteségmentes tömörítés a WebP-vel

A WebP veszteségmentes tömörítéséhez az első lépés az képtranszformáció, ahol a következő technikák alkalmazhatók:

Térbeli jóslatokon alapuló transzformációk Színátalakítás Transzformáció a zöld kivonásával Indexelt színátalakítás Gyorsítótár színkódolása
A WebP 13 különböző előrejelzési módot használ, amelyek kihasználják azt a tényt, hogy a szomszédos pixelek gyakran korrelálnak egymással. Ehhez a pixelek valós értékét megjósolják a már dekódolt pixelekből, és csak a maradék értéket kódolják.
A színtranszformáció célja az egyes pixelek RGB-értékeinek korrelációja. Ehhez először a képet blokkokra kell osztani, mielőtt a vörös (R) zöldből (G), a kék (B) pedig zöldből és vörösből alakulna át. Az egyetlen, amely megőrzi értékét, a zöld.
További változat annak a színnek az átalakítására, amelyben a zöld értéket kivonják az egyes pixelek piros és kék értékéből.
Ha kevés egyértelmű pixelérték van, akkor a WebP formátum lehetőséget kínál indexelt színátalakításra is. Ebben a folyamatban meghatározzák az egyértelmű RGBA-értékek számát, és ha a szám túl alacsony, létrejön ezeknek a színeknek az elrendezése. Ez az elrendezés a pixelértékek helyettesítésére szolgál a megfelelő indexhez.
A veszteségmentes WebP-tömörítés akár korábban megtekintett képfragmenseket is felhasználhat új pixelek rekonstruálására. Ha ennek nincs megfelelő eredménye, akkor a helyi szín gyorsítótárat használja az utolsó 32 szín kiindulási pontként. Ezt folyamatosan frissítjük.

Az átalakított képadatokat és paramétereket entrópikusan kódoljuk, az LZ77 algoritmus egy változatának felhasználásával. Használja kis értékek a közeli pixelek számára az űrben.

Miért jellemzik az animált WebP-t?

Az animációknak nyújtott támogatásának köszönhetően a WebP érdekes alternatíva a GIF vagy az APNG helyett. Ebben az értelemben van néhány erőssége, mint pl 24 bites színmélység és a 8 bites alfa csatorna, hanem nagy tömörítési képesség is. A WebP formátum, ellentétben a versengő formátumokkal, lehetővé teszi az animációk tömörítését is nincs veszteség Mit veszteséggel. Az animált WebP meggyőz a dekódolásról is: mivel a WebP metaadatokat tárol arról, hogy minden keret tartalmaz-e alfa értékeket, nem szükséges, hogy a dekóder minden egyes keretet külön konvertáljon ezen információk megszerzéséhez.

A Google szerint, a GIF átalakítása WebP-be a lossy akár 64 százalékkal csökkenti a fájlméretet. Veszteségmentes WebP esetén 19 százalékról beszélnénk.

A kulcsképes technika A fent említett WebP formátum főleg az animációkban tűnik ki, ahol a kulcsképek magas minőséget garantálnak. Emiatt a dekódolási folyamat is felhasználást igényel CPU-intenzívebb mint például a GIF-tel.

Milyen a WebP felépítése?

A WebP fájlok olyan tároló fájlok, amelyek a tároló formátumot használják RIFF (Resource Interchange File Format), amelyet a Microsoft és az IBM fejlesztett ki. Emiatt a WebP formátumú fájl egy RIFF fejlécből és a megfelelő WebP tartalomból áll.

A fejléc RIFF/WebP A következő három 4 bájtos szekvenciából áll:

  • FourCC (Négy karakteres kód) RIFF- Leírja a típust a négy R, I, F és F ASCII karakterrel, amelyek meghatározzák, hogy ez egy RIFF konténerfájl
  • Fájl méret: megadja a fájl méretét
  • FourCCWEBP- Leírja a típust a négy ASCII karakterrel, W, E, B és P, jelezve, hogy a RIFF tároló tartalmaz WebP fájlt

A RIFF tároló fejlécének teljes hossza 12 bájt, amelyek közül az utolsó 4 mindig a fájl típusát jelöli, amely ebben az esetben a WebP lenne.

A fejléc végén a WebP fájl blokkolja, amelyek a RIFF konténerekben „darabként” is ismertek. Minden darabnak megvan a saját fejléce, amely tartalmazza a megfelelő információkat. A felső szint néhány lehetséges blokkja VP8 (Lossy WebP), VP8L (Lossless WebP) és VP8X (A WebP kiterjesztve). Ez utóbbiak meghatározzák a WebP fájlokat további információkkal, például EXIF ​​metaadatokkal (EXIF darab) vagy ICCP színprofilokkal (ICCP darab), valamint animált WebP fájlokkal (ANIM darab).

Tehát a fájlok teljes felépítése WebP formátumban valami ilyesmi lehet:

A részletinformációk nagysága attól függ, hogy vannak-e további információk, és mennyit tartalmaz a WebP fájl.

WebP vs. JPEG: így viselkedik a WebP más képformátumokkal összehasonlítva

Amit a Google képvisel a keresőmotorok világában, az az JPEG, más néven JPG, fényképek és nagy képek világhálón történő bemutatásakor. Nagyjából negyed évszázaddal a megjelenése után nehéz elképzelnünk egy weboldalt e képformátum nélkül. Legnagyobb előnye az olyan formátumokkal összehasonlítva, mint a PNG (szintén nagyon elterjedt, de mindenekelőtt kis képekhez és grafikákhoz, például logókhoz vagy ikonokhoz használják) minden kétséget kizáróan az, hogy a JPEG lehetővé teszi a mentést tárhely veszteséges tömörítésének köszönhetően.

Ebben a döntő részletben, WebP is bebizonyítja hatékonyabb és rugalmasabb: Egyrészt a Google formátum a veszteséges tömörítési módszer mellett egy veszteség nélküli módot is kínál. Másrészt a WebP formátumú képek tárhely-megtakarítása meghaladja a hasonló JPEG-képekét. Az, hogy a JPEG 65 535 x 65 535 pixel méretű képeket támogat, míg a WebP korlát 16 383 x 16 383 nem releváns, figyelembe véve az alkalmazási területet (web).

A WebP JPEG-rel szembeni tömörítési előnye elvész, ha a tömörítés magas (kb. 90 százalékos tömörítés). Míg a JPEG tömörített képek erősen pixelesek, a WebP formátumú hasonló képek megtartanak némi hozzáadott értéket.

Mint a WebP és a JPEG összehasonlításakor, úgy tűnik, hogy a WebP vs. GIF a ház formátuma A Google olyan szempontokból is vonzó előnyöket mutat, mint a minőség és a tömörítés. A probléma az lenne, hogy a Firefox vagy a Microsoft Edge böngészők nem támogatják a WebP szolgáltatást. Eddig ezeknek a webböngészőknek a felhasználói nem tekinthetik meg a WebP képeket vagy animációkat, mivel szinte egyetlen weboldal üzemeltető sem használja a formátumot.

A WebP-JPEG összehasonlítás legfontosabb tényei:

WebP JPEG
2010 1992
.WebP .jpeg, .jpg
16 383 x 16 383 65 535 x 65 535
Igen Ne
Igen Igen
Igen Ne
Igen Igen
Igen Ne
Korlátozott (pl. Chrome, Opera, Gmail, IrfanView) Egyetemes

Hogyan lehet megnyitni és konvertálni a WebP fájlokat?

A WebP formátumú fájlokat továbbra sem lehet megnyitni az általános Windows, Linux és macOS képnézegetőkkel. Ha azonban látni akarja képek vagy animációk kódolva a WebP-ben, több lehetőség is van kéznél.

Ha telepítette Króm vagy Opera a rendszeren egyszerűen húzza a kérdéses fájlt a nyitott ablak a két böngésző egyikéből. Mivel mindkét böngésző a dobozon kívül támogatja a WebP szolgáltatást, további szoftver nélkül megtekintheti a kérdéses tartalmat. Ez a megoldás nem éppen kényelmes, különösen akkor, ha egynél több képet vagy animációt szeretne megtekinteni. Azok, akik nem dolgoznak több böngészőablakkal, vagy nem akarnak váltani közöttük, az IrfanView alkalmazást válasszák. Keleti ingyenes képnézegető Támogatást nyújt a WebP számára is, amint a hivatalos beépülő modul telepítve van. A program azonban csak elérhető ablakokhoz.

Ha a Wine kompatibilitási réteget használja, telepítheti az IrfanView alkalmazást a macOS vagy a Linux rendszerre is, hogy az ingyenes programmal megnyissa a WebP fájlokat.

A WebP fejlesztők hivatalos területén a Google számos saját megoldást kínál a WebP-vel való együttműködésre, különösen a libWebP könyvtár, amellyel a WebP kódolását és dekódolását saját programjaiban valósíthatja meg. Ezenkívül az alábbi eszközök találhatók az ingyenesen letölthető gyűjteményben:

  • cWebP lehetővé teszi egy képfájl tömörítését a WebP segítségével. A lehetséges beviteli formátumok közé tartoznak, de nem kizárólag, a PNG, JPEG és TIFF. Az eszközopciókban megadhatja, hogy a képet veszteségesnek vagy veszteségmentesnek kell-e tömöríteni.
  • dWebP egy olyan eszköz, amellyel konvertálhatja a WebP fájlokat más formátumokra, például PNG-re (alapértelmezett opció), BMP-re, TIFF-re vagy PGM-re.
  • Val vel vWebP, A Google saját megoldást kínál a WebP képek és animációk megjelenítésére az OpenGL alapján.
  • WebPmux a végső eszköz a kiterjesztett WebP használatához. A program segítségével például létrehozhat animációkat WebP formátumban, vagy kibővítheti a képfájlok metaadatait és ICC profilját.
  • Val vel gif2WebP a meglévő GIF fájlokat WebP fájlokká konvertálhatja. A normál képtömörítéshez hasonlóan kódolhat veszteséges és veszteségmentes egyaránt.