轉換 GIFs 為 JXLs

圖形交換格式 (GIF) 是一種位圖影像格式，由線上服務供應商 CompuServe 的團隊開發，由美國電腦科學家史提夫·威爾希特於 1987 年 6 月 15 日領導開發。它因廣泛用於萬維網而聞名，因為它具有廣泛的支援和可移植性。該格式支援每個像素最多 8 位元，允許單一影像參考從 24 位元 RGB 色彩空間中選取的最多 256 種不同色彩的調色盤。它也支援動畫，並允許每個畫格使用最多 256 種色彩的獨立調色盤。

GIF 格式最初是為了克服現有檔案格式的限制而建立的，這些格式無法有效儲存多個位圖色彩影像。隨著網際網路越來越普及，對於一種能夠支援高品質影像且檔案大小足夠小，以便透過速度較慢的網際網路連線下載的格式的需求也越來越高。GIF 使用一種稱為 LZW (Lempel-Ziv-Welch) 的壓縮演算法來縮小檔案大小，而不會降低影像品質。此演算法是一種無失真資料壓縮，是 GIF 成功的一項關鍵因素。

GIF 檔案的結構由幾個區塊組成，這些區塊大致可分為三類：標頭區塊，其中包含簽章和版本；邏輯螢幕描述符，其中包含有關將要呈現影像的螢幕的資訊，包括其寬度、高度和色彩解析度；以及一系列描述影像本身或動畫序列的區塊。這些後面的區塊包括全域色彩表、區域色彩表、影像描述符和控制擴充區塊。

GIF 最顯著的特徵之一是它們能夠在單一檔案中包含多個影像，這些影像會依序顯示以產生動畫效果。這是透過使用圖形控制擴充區塊來實現的，這些區塊允許指定畫格之間的延遲時間，從而控制動畫速度。此外，這些區塊可用於指定透明度，方法是將色彩表中的其中一種色彩指定為透明，這允許建立具有不同程度不透明度的動畫。

儘管 GIF 以其簡單性和廣泛相容性而聞名，但該格式有一些限制，促使開發和採用替代格式。最顯著的限制是 256 色調色盤，這可能會導致包含超過 256 種色彩的影像的色彩保真度明顯降低。此限制使得 GIF 不太適合用於複製彩色照片和其他具有漸層的影像，而支援數百萬種色彩的格式（例如 JPEG 或 PNG）則較為合適。

儘管有這些限制，GIF 仍然普遍存在，因為它們具有其他格式不易複製的獨特功能，特別是它們對動畫的支援。在 CSS 動畫和 JavaScript 等更現代的網路技術出現之前，GIF 是為網路建立動畫內容最簡單的方法之一。這有助於它們為需要簡單動畫來傳達資訊或吸引注意力的網頁設計師、行銷人員和社群媒體使用者維持一個利基使用案例。

GIF 檔案的標準隨著時間而演變，原始版本 GIF87a 在 1989 年被 GIF89a 取代。後者引入了多項增強功能，包括指定背景色彩和引入圖形控制擴充功能，這使得建立迴圈動畫成為可能。儘管有這些增強功能，但該格式的核心方面，包括使用 LZW 壓縮演算法和支援每個像素最多 8 位元，仍然保持不變。

GIF 格式的一個有爭議的方面是 LZW 壓縮演算法的可專利性。1987 年，美國專利和商標局向 Unisys 和 IBM 頒發了 LZW 演算法的專利。這導致 1990 年代後期出現法律爭議，當時 Unisys 和 CompuServe 宣布計畫對建立 GIF 檔案的軟體收取授權費。這種情況導致線上社群廣泛批評，並最終開發出可攜式網路圖形 (PNG) 格式，該格式被設計為 GIF 的免費且開放的替代方案，不使用 LZW 壓縮。

除了動畫之外，GIF 格式通常用於為網站建立小型、詳細的影像，例如標誌、圖示和按鈕。它的無失真壓縮確保這些影像保持其清晰度，使 GIF 成為需要精確像素控制的網路圖形的絕佳選擇。然而，對於高解析度照片或具有廣泛色彩範圍的影像，通常使用支援有失真壓縮的 JPEG 格式，因為它可以在維持可接受的品質水準下大幅縮小檔案大小。

儘管先進的網路技術和格式出現，但 GIF 在近年來重新流行，特別是在社群媒體平台上。它們廣泛用於迷因、反應影像和短迴圈影片。這種重新流行可歸因於多項因素，包括建立和分享 GIF 的容易性、與該格式相關的懷舊情懷，以及它能夠以簡潔、易於消化的格式傳達情緒或反應。

GIF 格式的技術運作相對簡單，讓程式設計師和非程式設計師都可以使用。深入了解該格式涉及了解其區塊結構、它如何透過調色盤編碼色彩，以及它如何使用 LZW 壓縮演算法。這種簡單性不僅使 GIF 容易使用各種軟體工具建立和操作，也促成了它們在快速演變的數位環境中廣泛採用和持續相關。

展望未來，很明顯 GIF 將繼續在數位生態系統中發揮作用，儘管它們有技術限制。新的網路標準和技術，例如 HTML5 和 WebM 影片，提供了建立具有更高色彩深度和保真度的複雜動畫和影片內容的替代方案。然而，GIF 在網路平台上的普遍支援，加上該格式獨特的審美和文化意義，確保它仍然是線上表達創意和幽默的寶貴工具。

總之，GIF 影像格式擁有悠久的歷史，並結合了簡單性、多功能性和文化影響力，在數位媒體世界中佔有特殊的地位。儘管它面臨技術挑戰，並且在某些情況下出現了更好的替代方案，但 GIF 仍然是一種備受喜愛且廣泛使用的格式。它在促進早期網路的視覺文化、民主化動畫以及促進一種新的迷因驅動溝通語言方面的作用不容小覷。隨著技術的演進，GIF 證明了設計良好的數位格式在塑造線上互動和表達方面具有持久的影響力。

JPEG XL (JXL) 影像格式是一種新一代的影像編碼標準，旨在超越 JPEG、PNG 和 GIF 等現有格式的功能，提供優異的壓縮效率、品質和功能。它是聯合影像專家小組 (JPEG) 委員會合作的成果，該委員會在影像壓縮標準的發展中發揮了重要作用。JPEG XL 被設計為一種通用影像格式，可以處理從專業攝影到網路圖形的廣泛使用案例。

JPEG XL 的主要目標之一是提供高品質的影像壓縮，可以在不影響視覺品質的情況下大幅縮小檔案大小。這是透過先進的壓縮技術和現代編碼架構的結合來實現的。該格式採用模組化方法，允許將各種影像處理作業（例如色彩空間轉換、色調對應和回應式調整大小）直接整合到壓縮流程中。

JPEG XL 建立在兩個先前的影像編解碼器的基礎上：Google 的 PIK 和 Cloudinary 的 FUIF（免費通用影像格式）。這些編解碼器在影像壓縮方面引入了多項創新，這些創新已進一步改良並整合到 JPEG XL 中。該格式被設計為免版稅，這使其成為軟體開發人員和需要具成本效益的影像儲存和分發解決方案的內容創作者的誘人選擇。

JPEG XL 壓縮效率的核心是使用一種稱為非對稱數字系統 (ANS) 的現代熵編碼技術。ANS 是一種算術編碼形式，透過有效編碼影像資料的統計分佈，提供近乎最佳的壓縮比。這使 JPEG XL 能夠比傳統方法（例如原始 JPEG 格式中使用的霍夫曼編碼）實現更好的壓縮。

JPEG XL 還引入了一個稱為 XYB（額外 Y、藍黃）的新色彩空間，旨在更好地與人類視覺感知相符。XYB 色彩空間透過優先處理對人眼更重要的影像組成部分，實現更有效的壓縮。這會產生檔案大小較小且壓縮偽像較少的影像，特別是在色彩變化細微的區域。

JPEG XL 的另一個關鍵功能是支援高動態範圍 (HDR) 和廣色域 (WCG) 影像。隨著顯示技術的發展，對於能夠處理這些新顯示器可以產生的擴展亮度和色彩範圍的影像格式的需求日益增加。JPEG XL 對 HDR 和 WCG 的原生支援確保影像在最新的螢幕上看起來生動逼真，而不需要額外的元資料或附加檔案。

JPEG XL 的設計也考慮了漸進式解碼。這表示影像可以在下載時以較低的品質顯示，並且隨著更多資料的可用，品質可以逐漸提升。此功能對於網路瀏覽特別有用，因為使用者可能具有不同的網際網路速度。它透過在不必等待整個檔案下載的情況下提供影像預覽，提供更好的使用者體驗。

在向後相容性方面，JPEG XL 提供了一個稱為「JPEG 重新壓縮」的獨特功能。這允許現有的 JPEG 影像重新壓縮成 JPEG XL 格式，而不會有任何額外的品質損失。重新壓縮的影像不僅大小較小，而且還保留所有原始 JPEG 資料，這表示它們可以在需要時轉換回原始 JPEG 格式。這使得 JPEG XL 成為封存大量 JPEG 影像的誘人選擇，因為它可以在保留還原為原始檔案的能力的同時，大幅減少儲存需求。

JPEG XL 也滿足了網路中回應式影像的需求。透過將影像的多個解析度儲存在單一檔案中的能力，網路開發人員可以根據使用者的裝置和螢幕解析度提供最合適的影像大小。這消除了需要針對不同解析度提供個別影像檔案，並簡化了建立回應式網頁設計的流程。

對於專業攝影師和平面設計師，JPEG XL 支援無損壓縮，這確保原始影像資料的每一個位元都得以保留。這對於影像完整性至關重要的應用程式（例如醫學影像、數位檔案和專業照片編輯）至關重要。JPEG XL 的無損模式也非常有效率，與 PNG 或 TIFF 等其他無損格式相比，通常會產生較小的檔案大小。

JPEG XL 的功能集延伸至包括對動畫的支援，類似於 GIF 和 WebP 格式，但具有更好的壓縮和品質。這使其成為網路中 GIF 的合適替代品，提供更流暢的動畫、更廣泛的色彩範圍，且沒有 GIF 256 色限制的限制。

該格式還包含對元資料的強大支援，包括 EXIF、XMP 和 ICC 設定檔，確保在壓縮過程中保留有關影像的重要資訊。這些元資料可以包括相機設定、版權資訊和色彩管理資料等詳細資訊，這些資訊對於專業用途和數位遺產的保存都是必要的。

安全性與隱私也在 JPEG XL 的設計中受到考量。該格式不允許包含可執行程式碼，這降低了可透過影像加以利用的安全漏洞風險。此外，JPEG XL 支援移除敏感元資料，這有助於在線上分享影像時保護使用者隱私。

JPEG XL 被設計為具有前瞻性，採用靈活的容器格式，可以延伸以支援隨著新功能和技術出現而出現的新功能和技術。這確保該格式可以適應不斷變化的需求，並在未來幾年繼續作為通用影像格式。

在採用方面，JPEG XL 仍處於早期階段，正在持續努力將支援整合到網路瀏覽器、作業系統和影像編輯軟體中。隨著更多平台採用該格式，預計它將作為舊影像格式的替代品而獲得關注，提供效率、品質和功能的綜合提升。

總之，JPEG XL 代表了影像壓縮技術的重大進步。它結合了高壓縮效率、對現代影像功能的支援和向後相容性，使其成為成為影像儲存和傳輸新標準的有力候選者。隨著該格式獲得更廣泛的採用，它有可能改變我們建立、分享和使用數位影像的方式，讓它們對所有人來說更易於取得和享受。