แปลง GIFs เป็น JXLs

รูปแบบการแลกเปลี่ยนกราฟิก (GIF) เป็นรูปแบบภาพแบบบิตแมปที่พัฒนาโดยทีมงานที่ผู้ให้บริการบริการออนไลน์ CompuServe นำโดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชาวอเมริกัน Steve Wilhite เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน 1987 เป็นที่น่าสังเกตว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายบนเวิลด์ไวด์เว็บเนื่องจากได้รับการสนับสนุนและความสามารถในการพกพาอย่างกว้างขวาง รูปแบบนี้รองรับได้สูงสุด 8 บิตต่อพิกเซล ซึ่งช่วยให้ภาพเดียวสามารถอ้างอิงจานสีที่มีสีที่แตกต่างกันได้สูงสุด 256 สีที่เลือกจากพื้นที่สี RGB 24 บิต นอกจากนี้ยังรองรับแอนิเมชันและอนุญาตให้มีจานสีแยกต่างหากที่มีสีได้สูงสุด 256 สีสำหรับแต่ละเฟรม

รูปแบบ GIF สร้างขึ้นในตอนแรกเพื่อเอาชนะข้อจำกัดของรูปแบบไฟล์ที่มีอยู่ ซึ่งไม่สามารถจัดเก็บภาพสีแบบบิตแมปหลายภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยความนิยมที่เพิ่มขึ้นของอินเทอร์เน็ต จึงมีความต้องการรูปแบบที่สามารถรองรับภาพคุณภาพสูงที่มีขนาดไฟล์เล็กพอสำหรับการดาวน์โหลดผ่านการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่ช้า GIF ใช้ขั้นตอนวิธีการบีบอัดที่เรียกว่า LZW (Lempel-Ziv-Welch) เพื่อลดขนาดไฟล์โดยไม่ลดทอนคุณภาพของภาพ ขั้นตอนวิธีการนี้เป็นรูปแบบหนึ่งของการบีบอัดข้อมูลแบบไม่สูญเสียซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในความสำเร็จของ GIF

โครงสร้างของไฟล์ GIF ประกอบด้วยบล็อกหลายบล็อก ซึ่งสามารถจำแนกออกเป็นสามประเภทโดยทั่วไป ได้แก่ บล็อกส่วนหัว ซึ่งรวมถึงลายเซ็นและเวอร์ชัน บล็อกตัวอธิบายหน้าจอเชิงตรรกะ ซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับหน้าจอที่ภาพจะแสดง รวมถึงความกว้าง ความสูง และความละเอียดสี และชุดของบล็อกที่อธิบายภาพเองหรือลำดับแอนิเมชัน บล็อกหลังเหล่านี้รวมถึงตารางสีทั่วโลก ตารางสีท้องถิ่น ตัวอธิบายภาพ และบล็อกส่วนขยายการควบคุม

หนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของ GIF คือความสามารถในการรวมภาพหลายภาพไว้ในไฟล์เดียว ซึ่งแสดงตามลำดับเพื่อสร้างเอฟเฟกต์แอนิเมชัน สิ่งนี้ทำได้โดยใช้บล็อกส่วนขยายการควบคุมกราฟิก ซึ่งช่วยให้สามารถระบุเวลาหน่วงระหว่างเฟรมได้ ซึ่งช่วยให้ควบคุมความเร็วของแอนิเมชันได้ นอกจากนี้ บล็อกเหล่านี้ยังสามารถใช้เพื่อระบุความโปร่งใสโดยการกำหนดให้หนึ่งในสีในตารางสีเป็นแบบโปร่งใส ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างแอนิเมชันที่มีระดับความทึบแสงที่แตกต่างกันได้

ในขณะที่ GIF ได้รับการยกย่องในเรื่องความเรียบง่ายและความเข้ากันได้อย่างกว้างขวาง แต่รูปแบบนี้ก็มีข้อจำกัดบางประการที่กระตุ้นให้มีการพัฒนาและนำรูปแบบอื่นมาใช้ ข้อจำกัดที่สำคัญที่สุดคือจานสี 256 สี ซึ่งอาจส่งผลให้ความเที่ยงตรงของสีลดลงอย่างเห็นได้ชัดสำหรับภาพที่มีสีมากกว่า 256 สี ข้อจำกัดนี้ทำให้ GIF ไม่เหมาะสำหรับการสร้างภาพถ่ายสีและภาพอื่นๆ ที่มีการไล่ระดับสี ซึ่งรูปแบบต่างๆ เช่น JPEG หรือ PNG ซึ่งรองรับสีนับล้านสีเป็นที่นิยมมากกว่า

แม้จะมีข้อจำกัดเหล่านี้ GIF ก็ยังคงแพร่หลายเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวที่ไม่สามารถจำลองได้ง่ายๆ ด้วยรูปแบบอื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรองรับแอนิเมชัน ก่อนการถือกำเนิดของเทคโนโลยีเว็บที่ทันสมัยกว่า เช่น แอนิเมชัน CSS และ JavaScript GIF เป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการสร้างเนื้อหาแอนิเมชันสำหรับเว็บ สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขายังคงมีกรณีการใช้งานเฉพาะสำหรับนักออกแบบเว็บ นักการตลาด และผู้ใช้โซเชียลมีเดียที่ต้องการแอนิเมชันง่ายๆ เพื่อถ่ายทอดข้อมูลหรือดึงดูดความสนใจ

มาตรฐานสำหรับไฟล์ GIF ได้พัฒนาไปตามกาลเวลา โดยเวอร์ชันดั้งเดิม GIF87a ถูกแทนที่ด้วย GIF89a ในปี 1989 เวอร์ชันหลังนี้ได้นำการปรับปรุงหลายประการมาใช้ รวมถึงความสามารถในการระบุสีพื้นหลังและการนำส่วนขยายการควบคุมกราฟิกมาใช้ ซึ่งทำให้สามารถสร้างแอนิเมชันแบบวนซ้ำได้ แม้จะมีการปรับปรุงเหล่านี้ แต่แกนหลักของรูปแบบ รวมถึงการใช้ขั้นตอนวิธีการบีบอัด LZW และการรองรับได้สูงสุด 8 บิตต่อพิกเซล ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

แง่มุมที่ถกเถียงกันประการหนึ่งของรูปแบบ GIF คือสิทธิบัตรของขั้นตอนวิธีการบีบอัด LZW ในปี 1987 สำนักงานสิทธิบัตรและเครื่องหมายการค้าแห่งสหรัฐอเมริกาได้ออกสิทธิบัตรสำหรับขั้นตอนวิธีการ LZW ให้กับ Unisys และ IBM สิ่งนี้นำไปสู่ข้อโต้แย้งทางกฎหมายในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เมื่อ Unisys และ CompuServe ประกาศแผนที่จะเรียกเก็บค่าธรรมเนียมใบอนุญาตสำหรับซอฟต์แวร์ที่สร้างไฟล์ GIF สถานการณ์ดังกล่าวทำให้เกิดการวิพากวิจารณ์อย่างกว้างขวางจากชุมชนออนไลน์และในที่สุดก็มีการพัฒนา Portable Network Graphics (PNG) ซึ่งออกแบบมาให้เป็นทางเลือกฟรีและเปิดสำหรับ GIF ที่ไม่ได้ใช้การบีบอัด LZW

นอกจากแอนิเมชันแล้ว รูปแบบ GIF มักใช้เพื่อสร้างภาพขนาดเล็กและมีรายละเอียดสำหรับเว็บไซต์ เช่น โลโก้ ไอคอน และปุ่ม การบีบอัดแบบไม่สูญเสียช่วยให้ภาพเหล่านี้คงความคมชัดและชัดเจนไว้ได้ ทำให้ GIF เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับกราฟิกเว็บที่ต้องการการควบคุมพิกเซลที่แม่นยำ อย่างไรก็ตาม สำหรับภาพถ่ายความละเอียดสูงหรือภาพที่มีสีหลากหลาย รูปแบบ JPEG ซึ่งรองรับการบีบอัดแบบสูญเสีย มักใช้กันทั่วไปมากกว่าเนื่องจากสามารถลดขนาดไฟล์ได้อย่างมากในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพในระดับที่ยอมรับได้

แม้จะมีการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีและรูปแบบเว็บขั้นสูง แต่ GIF ก็ได้รับความนิยมอีกครั้งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนแพลตฟอร์มโซเชียลมีเดีย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับมีม ภาพปฏิกิริยา และวิดีโอแบบวนซ้ำสั้นๆ การกลับมาได้รับความนิยมนี้อาจเกิดจากหลายปัจจัย รวมถึงความง่ายในการสร้างและแชร์ GIF ความคิดถึงที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบ และความสามารถในการถ่ายทอดอารมณ์หรือปฏิกิริยาในรูปแบบที่กระชับและย่อยง่าย

การทำงานทางเทคนิคของรูปแบบ GIF นั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา ทำให้ผู้เขียนโปรแกรมและผู้ที่ไม่ใช่โปรแกรมเมอร์สามารถเข้าถึงได้ ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับรูปแบบนี้เกี่ยวข้องกับความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างบล็อก วิธีที่เข้ารหัสสีผ่านจานสี และการใช้ขั้นตอนวิธีการบีบอัด LZW ความเรียบง่ายนี้ทำให้ GIF ไม่เพียงแต่สร้างและจัดการได้ง่ายด้วยเครื่องมือซอฟต์แวร์ต่างๆ แต่ยังมีส่วนทำให้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางและยังคงมีความเกี่ยวข้องในภูมิทัศน์ดิจิทัลที่พัฒนาอย่างรวดเร็ว

เมื่อมองไปข้างหน้า เป็นที่ชัดเจนว่า GIF จะยังคงมีบทบาทในระบบนิเวศดิจิทัลต่อไป แม้จะมีข้อจำกัดทางเทคนิค มาตรฐานและเทคโนโลยีเว็บใหม่ๆ เช่น HTML5 และวิดีโอ WebM นำเสนอทางเลือกสำหรับการสร้างแอนิเมชันที่ซับซ้อนและเนื้อหาวิดีโอที่มีความลึกและความเที่ยงตรงของสีที่มากขึ้น อย่างไรก็ตาม การสนับสนุน GIF ที่แพร่หลายในแพลตฟอร์มเว็บต่างๆ รวมกับความสวยงามและความสำคัญทางวัฒนธรรมที่เป็นเอกลักษณ์ของรูปแบบนี้ ช่วยให้มั่นใจได้ว่ารูปแบบนี้ยังคงเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการแสดงออกถึงความคิดสร้างสรรค์และอ

รูปแบบภาพ JPEG XL (JXL) เป็นมาตรฐานการเข้ารหัสภาพรุ่นถัดไปที่มุ่งหมายจะเหนือกว่าความสามารถของรูปแบบที่มีอยู่ เช่น JPEG, PNG และ GIF โดยให้ประสิทธิภาพการบีบอัด คุณภาพ และคุณสมบัติที่เหนือกว่า เป็นผลมาจากความพยายามร่วมกันของคณะกรรมการ Joint Photographic Experts Group (JPEG) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาการบีบอัดภาพมาตรฐาน JPEG XL ออกแบบมาให้เป็นรูปแบบภาพสากลที่สามารถจัดการกับกรณีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การถ่ายภาพระดับมืออาชีพไปจนถึงกราฟิกบนเว็บ

หนึ่งในเป้าหมายหลักของ JPEG XL คือการให้การบีบอัดภาพคุณภาพสูงที่สามารถลดขนาดไฟล์ได้อย่างมากโดยไม่ลดทอนคุณภาพของภาพ ซึ่งทำได้โดยใช้เทคนิคการบีบอัดขั้นสูงและกรอบการเข้ารหัสที่ทันสมัย รูปแบบนี้ใช้แนวทางแบบแยกส่วน ซึ่งช่วยให้สามารถรวมการประมวลผลภาพต่างๆ เช่น การแปลงพื้นที่สี การแมปโทนสี และการปรับขนาดแบบตอบสนองได้โดยตรงลงในไปป์ไลน์การบีบอัด

JPEG XL สร้างขึ้นบนพื้นฐานของตัวแปลงสัญญาณภาพสองตัวก่อนหน้า ได้แก่ PIK ของ Google และ FUIF (Free Universal Image Format) ของ Cloudinary ตัวแปลงสัญญาณเหล่านี้ได้นำเสนอนวัตกรรมต่างๆ ในการบีบอัดภาพ ซึ่งได้รับการปรับปรุงและรวมเข้ากับ JPEG XL รูปแบบนี้ได้รับการออกแบบให้ปลอดค่าลิขสิทธิ์ ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับทั้งนักพัฒนาซอฟต์แวร์และผู้สร้างเนื้อหาที่ต้องการโซลูชันที่คุ้มค่าสำหรับการจัดเก็บและเผยแพร่ภาพ

หัวใจสำคัญของประสิทธิภาพการบีบอัดของ JPEG XL คือการใช้เทคนิคการเข้ารหัสเอนโทรปีสมัยใหม่ที่เรียกว่าระบบตัวเลขที่ไม่สมมาตร (ANS) ANS เป็นรูปแบบหนึ่งของการเข้ารหัสเลขคณิตที่ให้อัตราส่วนการบีบอัดที่ใกล้เคียงกับค่าที่เหมาะสมที่สุดโดยการเข้ารหัสการแจกแจงทางสถิติของข้อมูลภาพอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยให้ JPEG XL บีบอัดได้ดีกว่าวิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การเข้ารหัส Huffman ซึ่งใช้ในรูปแบบ JPEG เดิม

JPEG XL ยังนำเสนอพื้นที่สีใหม่ที่เรียกว่า XYB (eXtra Y, Blue-yellow) ซึ่งออกแบบมาให้สอดคล้องกับการรับรู้ภาพของมนุษย์ได้ดีกว่า พื้นที่สี XYB ช่วยให้บีบอัดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยให้ความสำคัญกับส่วนประกอบของภาพที่สำคัญต่อดวงตามากกว่า ซึ่งส่งผลให้ได้ภาพที่มีขนาดไฟล์เล็กลงและมีสิ่งประดิษฐ์จากการบีบอัดน้อยลง โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีการเปลี่ยนแปลงของสีที่ละเอียดอ่อน

อีกหนึ่งคุณสมบัติหลักของ JPEG XL คือการรองรับภาพช่วงไดนามิกสูง (HDR) และช่วงสีที่กว้าง (WCG) เมื่อเทคโนโลยีการแสดงผลพัฒนาขึ้น ก็มีความต้องการรูปแบบภาพที่สามารถจัดการกับช่วงความสว่างและสีที่ขยายออกไปซึ่งจอแสดงผลใหม่เหล่านี้สามารถสร้างได้ การรองรับ HDR และ WCG ของ JPEG XL ช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาพจะดูสดใสและสมจริงบนหน้าจอล่าสุด โดยไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลเมตาเพิ่มเติมหรือไฟล์ sidecar

JPEG XL ยังออกแบบมาโดยคำนึงถึงการถอดรหัสแบบก้าวหน้า ซึ่งหมายความว่าสามารถแสดงภาพได้ที่คุณภาพต่ำกว่าในขณะที่ยังดาวน์โหลดอยู่ และคุณภาพสามารถปรับปรุงได้อย่างต่อเนื่องเมื่อมีข้อมูลมากขึ้น คุณสมบัตินี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการท่องเว็บ ซึ่งผู้ใช้จะมีความเร็วอินเทอร์เน็ตที่แตกต่างกันไป ช่วยให้ประสบการณ์การใช้งานดีขึ้นโดยการแสดงตัวอย่างภาพโดยไม่ต้องรอให้ดาวน์โหลดไฟล์ทั้งหมด

ในแง่ของความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง JPEG XL มีคุณสมบัติพิเศษที่เรียกว่า 'การบีบอัด JPEG ใหม่' ซึ่งช่วยให้สามารถบีบอัดภาพ JPEG ที่มีอยู่ใหม่เป็นรูปแบบ JPEG XL ได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพเพิ่มเติม ภาพที่บีบอัดใหม่ไม่เพียงแต่มีขนาดเล็กลงเท่านั้น แต่ยังคงข้อมูล JPEG ต้นฉบับทั้งหมดไว้ด้วย ซึ่งหมายความว่าสามารถแปลงกลับเป็นรูปแบบ JPEG ต้นฉบับได้หากจำเป็น สิ่งนี้ทำให้ JPEG XL เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการเก็บถาวรคอลเลกชันภาพ JPEG ขนาดใหญ่ เนื่องจากสามารถลดความต้องการพื้นที่จัดเก็บได้อย่างมากในขณะที่ยังคงความสามารถในการย้อนกลับไปยังไฟล์ต้นฉบับ

JPEG XL ยังตอบสนองความต้องการของภาพที่ตอบสนองได้บนเว็บ ด้วยความสามารถในการจัดเก็บความละเอียดต่างๆ ของภาพภายในไฟล์เดียว นักพัฒนาเว็บสามารถให้บริการขนาดภาพที่เหมาะสมที่สุดตามอุปกรณ์และความละเอียดหน้าจอของผู้ใช้ ซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการใช้ไฟล์ภาพแยกต่างหากสำหรับความละเอียดที่แตกต่างกัน และทำให้กระบวนการสร้างเว็บไซต์ที่ตอบสนองได้ง่ายขึ้น

สำหรับช่างภาพมืออาชีพและนักออกแบบกราฟิก JPEG XL รองรับการบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูล ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลภาพต้นฉบับทุกบิตจะได้รับการเก็บรักษาไว้ สิ่งนี้มีความสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่ความสมบูรณ์ของภาพมีความสำคัญสูงสุด เช่น การถ่ายภาพทางการแพทย์ การเก็บถาวรแบบดิจิทัล และการแก้ไขภาพระดับมืออาชีพ โหมดไม่สูญเสียข้อมูลของ JPEG XL ยังมีประสิทธิภาพสูง ซึ่งมักจะส่งผลให้ขนาดไฟล์เล็กลงเมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบไม่สูญเสียข้อมูลอื่นๆ เช่น PNG หรือ TIFF

ชุดคุณสมบัติของ JPEG XL ขยายไปถึงการรองรับแอนิเมชัน ซึ่งคล้ายกับรูปแบบ GIF และ WebP แต่มีการบีบอัดและคุณภาพที่ดีกว่ามาก ซึ่งทำให้เป็นตัวแทนที่เหมาะสมสำหรับ GIF บนเว็บ โดยให้แอนิเมชันที่ราบรื่นกว่าด้วยจานสีที่กว้างกว่าและไม่มีข้อจำกัดของ GIF ที่จำกัดไว้ที่ 256 สี

รูปแบบนี้ยังรวมถึงการรองรับข้อมูลเมตาที่แข็งแกร่ง รวมถึงโปรไฟล์ EXIF, XMP และ ICC เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับภาพจะได้รับการเก็บรักษาไว้ในระหว่างการบีบอัด ข้อมูลเมตานี้สามารถรวมรายละเอียดต่างๆ เช่น การตั้งค่ากล้อง ข้อมูลลิขสิทธิ์ และข้อมูลการจัดการสี ซึ่งมีความจำเป็นทั้งสำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพและการเก็บรักษาสมบัติทางดิจิทัล

การออกแบบ JPEG XL ยังคำนึงถึงความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัว รูปแบบนี้ไม่อนุญาตให้มีการรวมโค้ดที่สามารถเรียกใช้งานได้ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของช่องโหว่ด้านความปลอดภัยที่สามารถใช้ประโยชน์ได้ผ่านภาพ นอกจากนี้ JPEG XL ยังรองรับการลบข้อมูลเมตาที่ละเอียดอ่อน ซึ่งสามารถช่วยปกป้องความเป็นส่วนตัวของผู้ใช้เมื่อแชร์ภาพออนไลน์

JPEG XL ออกแบบมาให้รองรับอนาคตได้ โดยมีรูปแบบคอนเทนเนอร์ที่ยืดหยุ่นซึ่งสามารถขยายได้เพื่อรองรับคุณสมบัติและเทคโนโลยีใหม่ๆ เมื่อมีการพัฒนาขึ้น ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่ารูปแบบนี้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปและยังคงทำหน้าที่เป็นรูปแบบภาพสากลได้ในอีกหลายปีข้างหน้า

ในแง่ของการนำไปใช้ JPEG XL ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น โดยมีการดำเนินการอย่างต่อเนื่องเพื่อรวมการรองรับลงในเว็บเบราว์เซอร์ ระบบปฏิบัติการ และซอฟต์แวร์แก้ไขภาพ เมื่อมีแพลตฟอร์มต่างๆ นำรูปแบบนี้ไปใช้มากขึ้น คาดว่าจะได้รับความนิยมมากขึ้นในฐานะตัวแทนของรูปแบบภาพเก่าๆ โดยนำเสนอการผสมผสานระหว่างประสิทธิภาพ คุณภาพ และคุณสมบัติที่ดียิ่งขึ้น

สรุปแล้ว JPEG XL เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีการบีบอัดภาพ การผสมผสานระหว่างประสิทธิภาพการบีบอัดสูง การรองรับคุณสมบัติการถ่ายภาพสมัยใหม่ และความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง ทำให้เป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งที่จะกลายเป็นมาตรฐานใหม่สำหรับการจัดเก็บและส่งภาพ เมื่อรูปแบบนี้ได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้น ก็มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราสร้าง แ