手机大厂都在力荐的HEIF格式是什么鬼?

多年以来,我们电脑和手机中照片最常用的格式都是JPG,而自从iPhone 7开始,苹果在自家相机中引入了HEIF格式,安卓阵营方面,谷歌在2018年8月推出的Android 9系统中加入了对HEIF格式的支持,同年发布的三星S9增加了对HEIF格式的支持,今年发布的小米10系列、OPPO Find X2系列,也支持了HEIF格式的照片……看发布会介绍,HEIF格式似乎优点很多,而日常生活工作过程中,当你想把拍摄的照片放在PPT时,却发现执行插入图片操作时照片却找不到?想要放进PS里进行编辑却得到下图的提示?

HEIC图片导入Windows版PS报错提示

为什么会这样?这是由于HEIF格式兼容性不足,导致对该格式不支持的软件无法打开。但是从逻辑上看,HEIF格式之所以被采用,显然跟JPG比优势很多?HEIF格式有什么优势呢,又为什么还会频频面对兼容性不足的窘境呢?我们先来看看HEIF格式的优势。

1、文件体积小,减小了约50%

HEIF全称是High Efficiency Image File Format,汉语意思是高效图像文件格式,是知名影像机构MPEG(汉语译名:动态图像专家组)在2013年研发的开放图像文件格式,2015年正式开发完成。这里先简单解释一下传统的JPG格式图片的特点,JPG包含了压缩编码和容器,而HEIF格式则是将容器和编码方式分开,只记录编码,容器则交由硬件去硬解,这样一来,HEIF格式占用的储存空间就变小了,相比JPG格式,使用HEIF格式的图片,在保证图像质量的前提下,照片文件体积减小了50%。当然,也需要更多的计算机算力进行解码。

2、色位深度更高,颜色更丰富

除了体积小这个优势外,HEIF相比JPG的重要优势是支持的色深更高。色深(Color Depth)也被称之为色位深度。对于一张照片,其由许许多多的像素组成的,而我们之所以能够看到不同的颜色,这是因为每一个像素R、G、B(红黄蓝)三个通道组成,其中每个通道又由若干个“0”和“1”组成的二进制位来表示其“含量”,2进制的位数,就是“色深”。色深的单位是“bit”。典型的色深是8-bit、10-bit等,这里的数值越高,显示的色彩越丰富。

JPG格式图片的色深通常为8bit,而HEIF格式拍摄照片色深为10bit。当然,高色深的照片也需要有对应高色深的屏幕来进行显示,大多手机或电脑屏幕支支持1600万色,也就是8 bit屏幕,能够顺利展示8 bit的JPG格式图片,而要显示10 bit的HEIF格式照片,就明显力不从心了,则需要支持10 bit也就是支持十亿色的屏幕了,不然就会出现下面的情况:

10亿色与1600万色屏幕显示HEIF格式照片效果对比

上图展示的是将同一张HEIF格式的图片放到不同的手机上进行显示,两台手机同框放置进行翻拍。(此处由于翻拍的缘故,展示效果远不如肉眼直观效果好,但依旧可以对比出二者的差异。)上图手机为iPhone 12 Pro Max,支持十亿色屏,下图为一款国产安卓手机展示效果,其屏幕仅支持1600万色。直观的效果最明显还是在色彩上,刨除不同手机在展示效果方面的倾向与调教,我们在照片天空背景处也能明显看出差异。在安卓手机的1600万色屏上几乎看不到云层的过渡,而苹果手机的屏幕上你却能看到更丰富的层次与色彩。

3、记录的信息更丰富

相比JPG格式只能存储静态图像和EXIF等信息,HEIF格式更进一步,除了静态图像和EXIF外,还能存储景深、透明通道等信息,甚至还可以存储视频、音频等等,由此带来了更加丰富的后期空间。例如可以后期手动调节照片景深的变化,提升照片的成片率;利用按下快门的瞬间手机自动记录前后几秒钟的视频和音频,后期可以挑选最好的那一刻,或者制作动图,并且HEIF格式在存储动图上不管是画质还是体积都有巨大的优势。

HEIF格式优点这么多,那为什么还没有普及呢?

1、硬件不支持

除了软件系统外,硬件其实才是未被广泛推广的原因。上文我们提到HEIF是解码器与容器分离的,支持HEIF的容器——也就是硬件至关重要。苹果至少要A10处理器才能带的动,因此即便升级到最新iOS12也用不了HEIF格式。而安卓这边,高通在骁龙855上才开始支持硬解HEIF。

2、兼容性不足

正如本文开头提到的尴尬场景,兼容性是HEIF格式推广路上一个重要的拦路虎,极端情况下,甚至有可能影响用户正常生活,例如媒体曾报道过美国一些高中生参加的AP考试时,由于使用iPhone拍摄的HEIC照片在上传时遇到兼容性问题而无法上传,导致学生考试不及格。

3、专利保护

是的,HEIF格式是有专利保护的,要用HEIF格式,得!交!钱!2015年专利池组织HEVC Advance声称自己拥有500多项相关专利,厂商如果想使用这些专利则需要支付该产品毛收入的0.5%作为专利费,而且不管内容用于何处都要照此付费。这对苹果、三星等大公司来说问题不大,因为他们本来就在HEIF专利池组织里面,对HEIF专利池外的厂商而言专利费可不是一笔小钱。据了解,想要使用完整的HEVC编码,每年需要缴纳最高6500万美元的专利授权费,还按照地区收费,发达国家的收费更高。所以不是厂商们不愿意使用HEIF格式,而是这项技术会导致利润流失,这极大地打击了厂商们推动其普及的积极性。

当然,各种影响普及的因素中,兼容性问题是最严重,因为兼容性不足,对用户的正常使用会造成影响,而影响用户,必然导致用户对该技术不买账,因此只有全行业共同努力,软硬件共同推进,才能促进HEIF格式的普及。在这方面,做得最好的是苹果,其率先在自家手机上支持了该技术,并且随着搭载苹果自研芯片M1的Mac的推出,苹果产品之间的互通性将更强,在手机、平板、电脑之间,HEIF格式图片的流转将愈加畅通。而在安卓这边,由于硬件水平参差不齐,目前只有个别新款的旗舰手机支持HEIF格式。此外,Windows平台的很多软件也还不支持,因此HEIC格式的大范围使用还有待时间来解决。因此如果想对HEIF格式照片进行后期处理,除了手机本身自带的软件之外,比较专业的电脑后期软件,目前只能在Mac平台进行,为了保证色彩显示的一致性以及良好效果,后期处理也要使用高比特的显示设备,并且在最终导出环节注意选择合适的渲染选项。

当然,如果不想这么麻烦,支持HEIC格式的手机也依然可以使用JPG格式进行拍照,并且HEIC格式也并非封闭的,可以转换为JPG,以获得兼容性上的支持。比如苹果提供了“iMazing HEIC Converter”,用户使用该工具即可非常快速的将HEIC格式转化为JPG格式,PC和Mac都支持。

iMazing HEIC Converter官网截图

不过鉴于技术原理上HEIF的种种优势,相信在5G时代,随着智能手机的升级,支持HEIF的设备将越来越多,达到一定程度后,兼容性问题不攻自破,由此进一步推动HEIF的大范围普及,就像手机上的Type-c接口一样,带来更多利好,未来可期。