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APNG（Animated Portable Network Graphics）は、広く使用されているPNG（Portable Network Graphics）フォーマットの機能を拡張してアニメーションをサポートするファイルフォーマットです。Web上でアニメーション画像を配信するための、GIF（Graphics Interchange Format）よりも効率的でアクセスしやすい代替手段を提供するために作成されました。APNGはPNGのロスレス圧縮と透過機能を維持しながら、複数のフレームを格納する機能を導入し、滑らかで高品質なアニメーションの作成を可能にします。

APNGフォーマットは、アニメーション用に特別に設計された新しいチャンクタイプを導入することで、既存のPNG構造を基盤としています。APNGで使用される主なチャンクは、`acTL`（アニメーションコントロール）チャンクと`fcTL`（フレームコントロール）チャンクです。`acTL`チャンクはファイルの先頭に配置され、フレーム数やアニメーションのループ回数などのアニメーション全体に関する情報を格納します。`fcTL`チャンクは各フレームの前に配置され、フレームの寸法、位置、遅延時間などのフレーム固有の詳細情報を提供します。

APNGの主な利点の1つは、標準PNGビューアとの下位互換性です。APNGファイルは、通常のPNGファイルと同じシグネチャとクリティカルチャンクで開始するため、APNGをサポートしていないアプリケーションでは静止画として表示できます。これにより、古いブラウザや画像ビューアを使用しているユーザーでもアニメーションの最初のフレームを表示でき、さまざまなプラットフォームでの互換性を維持できます。

APNGのアニメーションプロセスは、それぞれが個別の画像で表される一連のフレームに基づいています。最初のフレームは通常、完全にレンダリングされた画像ですが、後続のフレームは完全なフレームまたは前のフレームからの変更のみを含む部分的なフレームのいずれかになります。このアプローチにより、変更されていないピクセルを各フレームで再描画する必要がないため、より効率的なストレージと高速なロード時間が実現します。

APNGファイルを作成するには、画像編集ツールまたは特殊なソフトウェアを使用して個々のフレームをアセンブルし、必要なチャンクを生成します。フレームは通常、個別のPNGファイルとしてエクスポートされ、APNGエンコーダを使用して単一のAPNGファイルに結合されます。エンコーダはフレームを分析し、最適なエンコード方法（完全フレームまたは部分フレーム）を決定し、アニメーションの再生を制御する`acTL`と`fcTL`チャンクを生成します。

APNGファイルが互換性のあるビューアにロードされると、ビューアは`acTL`チャンクを読み取ってアニメーションのプロパティを決定し、次にフレームを順次処理します。各フレームに関連付けられた`fcTL`チャンクは、フレームの持続時間とキャンバス内の配置など、フレームを正しくレンダリングするために必要な情報を提供します。ビューアは指定された順序でフレームを表示し、遅延時間を使用してアニメーションの速度とループ動作を制御します。

APNGは、従来のGIFアニメーションに対していくつかの利点を提供します。24ビットカラーと8ビット透過をサポートしており、GIFの限定された256色パレットと比較して、より鮮やかで詳細なグラフィックスを実現できます。APNGはより優れた圧縮も提供し、同等の画質でファイルサイズが小さくなります。さらに、APNGは可変フレームレートを可能にし、アニメーションのタイミングと滑らかさをより細かく制御できます。

ただし、APNGにはいくつかの制限もあります。Firefox、Chrome、Safariなどの主要なWebブラウザでサポートされていますが、GIFほど広く採用されていません。一部の古いブラウザや画像ビューアにはAPNGの組み込みサポートがない場合があり、ユーザーは拡張機能をインストールするか、代替ソフトウェアを使用してアニメーションを表示する必要があります。さらに、APNGファイルの作成は、複数のフレームを操作し、特定のチャンク構造を理解する必要があるため、GIFと比較して複雑になる可能性があります。

これらの制限にもかかわらず、APNGは近年、優れた画質、より小さなファイルサイズ、Webブラウザや画像編集ツールのサポートの向上により人気が高まっています。Webサイトで高品質なアニメーションを配信するための優先的な選択肢となり、特に透過性と滑らかな再生を必要とする短いループアニメーションに適しています。

結論として、APNGはPNGの機能を拡張してアニメーションをサポートする、強力で汎用性の高いファイルフォーマットです。既存のPNG構造を活用し、アニメーション制御用の新しいチャンクを導入することで、APNGはGIFよりも効率的で視覚的に魅力的な代替手段を提供します。GIFほど広くサポートされていない場合がありますが、WebブラウザによるAPNGの採用が増加し、高品質なアニメーションの需要が高まっているため、Web上で魅力的でインタラクティブなコンテンツを作成しようとするデザイナーや開発者にとって貴重なツールとなっています。

JPEG XL（JXL）画像フォーマットは、JPEG、PNG、GIF などの既存のフォーマットの機能を超えることを目指した次世代画像符号化規格です。優れた圧縮効率、品質、機能を提供します。これは、画像圧縮規格の開発に貢献してきた Joint Photographic Experts Group（JPEG）委員会による共同作業の結果です。JPEG XL は、プロフェッショナルな写真から Web グラフィックスまで、幅広いユースケースに対応できるユニバーサル画像フォーマットとして設計されています。

JPEG XL の主な目標の 1 つは、視覚品質を損なうことなくファイルサイズを大幅に削減できる高品質の画像圧縮を提供することです。これは、高度な圧縮技術と最新の符号化フレームワークを組み合わせることで実現されています。このフォーマットはモジュール方式を採用しており、カラースペース変換、トーンマッピング、レスポンシブなリサイズなどのさまざまな画像処理操作を圧縮パイプラインに直接組み込むことができます。

JPEG XL は、Google の PIK と Cloudinary の FUIF（Free Universal Image Format）という 2 つの以前の画像コーデックを基盤として構築されています。これらのコーデックは画像圧縮にいくつかの革新をもたらし、JPEG XL にさらに洗練されて統合されています。このフォーマットはロイヤリティフリーに設計されており、画像の保存と配信に費用効果の高いソリューションを必要とするソフトウェア開発者とコンテンツ制作者の両方にとって魅力的なオプションとなっています。

JPEG XL の圧縮効率の中心にあるのは、非対称数値システム（ANS）と呼ばれる最新のエントロピー符号化技術の使用です。ANS は、画像データの統計的分布を効率的に符号化することで、ほぼ最適な圧縮率を提供する算術符号化の一種です。これにより、JPEG XL は、元の JPEG フォーマットで使用されているハフマン符号化などの従来の方法よりも優れた圧縮を実現できます。

JPEG XL は、人間の視覚認識にさらに適合するように設計された XYB（eXtra Y、Blue-yellow）と呼ばれる新しいカラースペースも導入しています。XYB カラースペースは、人間の目に重要な画像のコンポーネントを優先することで、より効率的な圧縮を可能にします。これにより、ファイルサイズが小さくなるだけでなく、特に微妙な色の変化がある領域で圧縮アーティファクトが少なくなります。

JPEG XL のもう 1 つの重要な機能は、ハイダイナミックレンジ（HDR）とワイドカラージェム（WCG）画像のサポートです。ディスプレイ技術が進化するにつれて、これらの新しいディスプレイが生成できる拡張された明るさと色の範囲を処理できる画像フォーマットの需要が高まっています。JPEG XL の HDR と WCG のネイティブサポートにより、追加のメタデータやサイドカーファイルを使用せずに、最新の画面で画像が鮮やかでリアルに表示されます。

JPEG XL は、プログレッシブデコードも考慮して設計されています。つまり、画像はまだダウンロードされている間は低品質で表示できますが、より多くのデータが利用可能になると品質は徐々に向上します。この機能は、ユーザーのインターネット速度が異なる場合に特に役立ちます。ファイル全体がダウンロードされるのを待たずに画像のプレビューを提供することで、ユーザーエクスペリエンスが向上します。

下位互換性の点では、JPEG XL は「JPEG 再圧縮」と呼ばれる独自の機能を提供します。これにより、既存の JPEG 画像を品質を損なうことなく JPEG XL フォーマットに再圧縮できます。再圧縮された画像はサイズが小さくなるだけでなく、元の JPEG データをすべて保持するため、必要に応じて元の JPEG フォーマットに戻すことができます。これにより、JPEG XL は、元のファイルに戻す機能を維持しながらストレージ要件を大幅に削減できるため、大量の JPEG 画像をアーカイブするための魅力的なオプションになります。

JPEG XL は、Web 上のレスポンシブ画像のニーズにも対応しています。1 つのファイル内に画像の複数の解像度を格納する機能により、Web 開発者はユーザーのデバイスと画面解像度に基づいて最も適切な画像サイズを提供できます。これにより、異なる解像度用の個別の画像ファイルの必要性がなくなり、レスポンシブ Web デザインを作成するプロセスが簡素化されます。

プロのフォトグラファーやグラフィックデザイナー向けに、JPEG XL はロスレス圧縮をサポートしており、元の画像データのすべてのビットが保持されます。これは、医療画像、デジタルアーカイブ、プロフェッショナルな写真編集など、画像の完全性が最優先されるアプリケーションに不可欠です。JPEG XL のロスレスモードも非常に効率的で、PNG や TIFF などの他のロスレスフォーマットと比較してファイルサイズが小さくなることがよくあります。

JPEG XL の機能セットは、GIF や WebP フォーマットと同様にアニメーションのサポートにまで及びますが、圧縮と品質が大幅に向上しています。これにより、Web 上の GIF の適切な代替となり、より広いカラパレットでよりスムーズなアニメーションを提供し、GIF の 256 色の制限はありません。

このフォーマットには、EXIF、XMP、ICC プロファイルなどのメタデータの堅牢なサポートも含まれており、圧縮中に画像に関する重要な情報が保持されます。このメタデータには、カメラの設定、著作権情報、カラーマネジメントデータなどの詳細を含めることができ、プロフェッショナルな使用とデジタル遺産の保存の両方に不可欠です。

セキュリティとプライバシーも JPEG XL の設計で考慮されています。このフォーマットは実行可能コードを含めることを許可しないため、画像を介して悪用される可能性のあるセキュリティの脆弱性のリスクが軽減されます。さらに、JPEG XL は機密メタデータの削除をサポートしており、オンラインで画像を共有するときのユーザーのプライバシーを保護するのに役立ちます。

JPEG XL は、新しい機能やテクノロジーが導入されたときにサポートを拡張できる柔軟なコンテナーフォーマットを備えており、将来に対応するように設計されています。これにより、このフォーマットは変化する要件に適応し、今後何年にもわたってユニバーサル画像フォーマットとして機能し続けることができます。

採用に関しては、JPEG XL はまだ初期段階であり、Web ブラウザ、オペレーティングシステム、画像編集ソフトウェアへのサポートを統合するための取り組みが継続されています。より多くのプラットフォームがこのフォーマットを採用するにつれて、効率、品質、機能の向上を組み合わせた、古い画像フォーマットの代替として注目を集めることが期待されています。

結論として、JPEG XL は画像圧縮技術における大きな進歩を表しています。高い圧縮効率、最新の画像機能のサポート、下位互換性の組み合わせにより、画像の保存と送信の新しい標準となる強力な候補となっています。このフォーマットが広く採用されるにつれて、デジタル画像の作成、共有、消費の方法を変革し、誰もがよりアクセスしやすく、楽しめるものにする可能性があります。