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Il formato immagine JPEG XL (JXL) è uno standard di codifica delle immagini di nuova generazione che mira a superare le capacità dei formati esistenti come JPEG, PNG e GIF fornendo un'efficienza di compressione, una qualità e delle funzionalità superiori. È il risultato di uno sforzo collaborativo del comitato Joint Photographic Experts Group (JPEG), che è stato determinante nello sviluppo degli standard di compressione delle immagini. JPEG XL è progettato per essere un formato immagine universale in grado di gestire un'ampia gamma di casi d'uso, dalla fotografia professionale alla grafica web.

Uno degli obiettivi principali di JPEG XL è fornire una compressione delle immagini di alta qualità che possa ridurre significativamente le dimensioni dei file senza compromettere la qualità visiva. Ciò viene ottenuto attraverso una combinazione di tecniche di compressione avanzate e un moderno framework di codifica. Il formato utilizza un approccio modulare, che gli consente di incorporare varie operazioni di elaborazione delle immagini come conversioni dello spazio colore, mappatura dei toni e ridimensionamento reattivo direttamente nella pipeline di compressione.

JPEG XL è costruito sulle fondamenta di due precedenti codec di immagini: PIK di Google e FUIF (Free Universal Image Format) di Cloudinary. Questi codec hanno introdotto diverse innovazioni nella compressione delle immagini, che sono state ulteriormente perfezionate e integrate in JPEG XL. Il formato è progettato per essere privo di royalty, il che lo rende un'opzione interessante sia per gli sviluppatori di software che per i creatori di contenuti che richiedono una soluzione conveniente per l'archiviazione e la distribuzione delle immagini.

Al centro dell'efficienza di compressione di JPEG XL c'è l'uso di una moderna tecnica di codifica dell'entropia chiamata sistemi numerici asimmetrici (ANS). ANS è una forma di codifica aritmetica che fornisce rapporti di compressione quasi ottimali codificando in modo efficiente la distribuzione statistica dei dati dell'immagine. Ciò consente a JPEG XL di ottenere una compressione migliore rispetto ai metodi tradizionali come la codifica Huffman, utilizzata nel formato JPEG originale.

JPEG XL introduce anche un nuovo spazio colore chiamato XYB (eXtra Y, Blue-yellow), progettato per allinearsi meglio con la percezione visiva umana. Lo spazio colore XYB consente una compressione più efficiente dando priorità ai componenti di un'immagine che sono più importanti per l'occhio umano. Ciò si traduce in immagini che non solo hanno dimensioni di file più piccole, ma presentano anche meno artefatti di compressione, in particolare nelle aree con sottili variazioni di colore.

Un'altra caratteristica chiave di JPEG XL è il supporto per immagini ad alta gamma dinamica (HDR) e ampia gamma cromatica (WCG). Con l'evolversi delle tecnologie di visualizzazione, c'è una crescente richiesta di formati di immagine in grado di gestire l'ampia gamma di luminosità e colori che questi nuovi display possono produrre. Il supporto nativo di JPEG XL per HDR e WCG garantisce che le immagini appaiano vivide e realistiche sugli schermi più recenti, senza la necessità di metadati aggiuntivi o file sidecar.

JPEG XL è inoltre progettato pensando alla decodifica progressiva. Ciò significa che un'immagine può essere visualizzata a una qualità inferiore mentre viene ancora scaricata e la qualità può migliorare progressivamente man mano che diventano disponibili più dati. Questa funzione è particolarmente utile per la navigazione web, dove gli utenti possono avere velocità Internet variabili. Consente una migliore esperienza utente fornendo un'anteprima dell'immagine senza dover attendere il download dell'intero file.

In termini di compatibilità con le versioni precedenti, JPEG XL offre una caratteristica unica chiamata "ricompressione JPEG". Ciò consente di ricomprimere le immagini JPEG esistenti nel formato JPEG XL senza alcuna perdita di qualità aggiuntiva. Le immagini ricompresse non solo sono più piccole, ma conservano anche tutti i dati JPEG originali, il che significa che possono essere convertite nuovamente nel formato JPEG originale se necessario. Ciò rende JPEG XL un'opzione interessante per l'archiviazione di grandi raccolte di immagini JPEG, poiché può ridurre significativamente i requisiti di archiviazione preservando la possibilità di tornare ai file originali.

JPEG XL affronta anche la necessità di immagini reattive sul web. Grazie alla sua capacità di memorizzare più risoluzioni di un'immagine all'interno di un singolo file, gli sviluppatori web possono fornire le dimensioni dell'immagine più appropriate in base al dispositivo dell'utente e alla risoluzione dello schermo. Ciò elimina la necessità di file immagine separati per risoluzioni diverse e semplifica il processo di creazione di web design reattivi.

Per fotografi professionisti e grafici, JPEG XL supporta la compressione senza perdita di dati, che garantisce che ogni singolo bit dei dati dell'immagine originale venga preservato. Ciò è fondamentale per le applicazioni in cui l'integrità dell'immagine è fondamentale, come nell'imaging medico, negli archivi digitali e nell'editing fotografico professionale. Anche la modalità senza perdita di dati di JPEG XL è altamente efficiente, spesso con dimensioni di file più piccole rispetto ad altri formati senza perdita di dati come PNG o TIFF.

Il set di funzionalità di JPEG XL si estende per includere il supporto per l'animazione, simile ai formati GIF e WebP, ma con una compressione e una qualità molto migliori. Ciò lo rende un sostituto adatto per le GIF sul web, fornendo animazioni più fluide con una tavolozza di colori più ampia e senza le limitazioni della restrizione di 256 colori della GIF.

Il formato include anche un robusto supporto per i metadati, inclusi i profili EXIF, XMP e ICC, garantendo che le informazioni importanti sull'immagine vengano preservate durante la compressione. Questi metadati possono includere dettagli come le impostazioni della fotocamera, le informazioni sul copyright e i dati di gestione del colore, che sono essenziali sia per l'uso professionale che per la conservazione del patrimonio digitale.

Anche la sicurezza e la privacy sono considerate nella progettazione di JPEG XL. Il formato non consente l'inclusione di codice eseguibile, il che riduce il rischio di vulnerabilità di sicurezza che possono essere sfruttate tramite immagini. Inoltre, JPEG XL supporta la rimozione di metadati sensibili, che può contribuire a proteggere la privacy dell'utente durante la condivisione di immagini online.

JPEG XL è progettato per essere a prova di futuro, con un formato contenitore flessibile che può essere esteso per supportare nuove funzionalità e tecnologie man mano che emergono. Ciò garantisce che il formato possa adattarsi ai requisiti mutevoli e continuare a fungere da formato immagine universale per gli anni a venire.

In termini di adozione, JPEG XL è ancora nelle fasi iniziali, con sforzi in corso per integrare il supporto nei browser web, nei sistemi operativi e nel software di editing delle immagini. Man mano che più piattaforme adottano il formato, ci si aspetta che guadagni terreno come sostituto dei vecchi formati di immagine, offrendo una combinazione di efficienza, qualità e funzionalità migliorate.

In conclusione, JPEG XL rappresenta un progresso significativo nella tecnologia di compressione delle immagini. La sua combinazione di elevata efficienza di compressione, supporto per le moderne funzionalità di imaging e compatibilità con le versioni precedenti lo posiziona come un forte candidato per diventare il nuovo standard per l'archiviazione e la trasmissione delle immagini. Man mano che il formato guadagna un'adozione più ampia, ha il potenziale per trasformare il modo in cui creiamo, condividiamo e consumiamo immagini digitali, rendendole più accessibili e piacevoli per tutti.