Hace ya tiempo de cuando JPEG, GIF y PNG dominaban el mundo de los formatos de imágenes. Reemplazaron a los antediluvianos TIFF y PCX (y no olvidemos al adorable e ingenuo BMP), y ahora están siendo desplazados por los sofisticados formatos de imágenes de una nueva era, que lenta pero inexorablemente están siendo adoptados por fotógrafos, diseñadores, desarrolladores web y, finalmente, los usuarios en general.
Los tres candidatos más prometedores a reemplazar el triunvirato JPG/PNG/GIF son AVIF, HEIC y WEBP. En este artículo los analizaremos, compararemos y finalmente daremos nuestra opinión acerca del más apropiado para los diferentes casos de uso.
Antes de profundizar, es importante aclarar que usaremos el término Formato de fichero para referirnos tanto al contenedor (la estructura lógica de todos los datos relacionados con la imagen que se va a almacenar) como al codec (el algoritmo que realmente codifica los píxeles de la imagen).
AVIF: El formato abierto por los pesos pesados de la industria
AVIF fue desarrollado por el consorcio sin ánimo de lucro AOMedia (Alliance for Open Media), fundado por gigantes como Amazon, Apple, Microsoft o Netflix. Usa AV1 como algoritmo de codificación y HEIF como container.
En la actualidad, AVIF está soportado por el 93%[KM1] de los navegadores. Los principales sistemas operativos también lo soportan de forma nativa, así como algunas aplicaciones de procesamiento de imágenes como Adobe Photoshop y GIMP.
https://aomediacodec.github.io/av1-avif
WEBP: Un adversario ligero
WEBP fue el primero de los formatos analizados que se lanzó, en torno al 2010, y fue desarrollado por Google. Es el más ampliamente adoptado de los tres en la actualidad: más de 95% de los navegadores ya lo soportan, y muchas aplicaciones de manipulación de imágenes lo aceptan nativamente o a través de un plugin. Su algoritmo de compresión deriva del codec de vídeo V8.
A pesar de las limitaciones en el tamaño de imágenes y una tecnología de codec ligeramente obsoleta, su amplia adopción y el reducido tamaño promedio de los ficheros de imágenes lo convierten en un formato muy atractivo para reemplazar a los JPG y PNG en web apps.
https://aomediacodec.github.io/av1-avif
HEIC: El formato propietario para los fans de Apple
Apple anunció en 2017 que empezarían a usar HEIC como el formato por defecto para guardar las imágenes de sus nuevas cámaras, por la incapacidad del JPEG para almacenar la calidad que ofrecían.
Aunque la decisión, como muchas otras de Apple, es más un movimiento de marketing que una necesidad técnica (ya había otros formatos excelentes de código abierto que podían haber usado), los seguidores de Apple pronto abrazaron [KM1] el formato como “el mejor para el almacenamiento de imágenes”, aunque, como veremos, es relativo y depende de muchas consideraciones.
HEIC es el único propietario (cerrado) de los tres formatos analizados, y está basado en el codec h265 del Moving Picture Experts Group (MPEG).
https://en.wikipedia.org/wiki/High_Efficiency_Video_Coding
Comparativa de características
| AVIF | WebP | HEIC | |
| Soporte de navegadores | 93% | 95% | 13.5% |
| Compresión sin pérdida | ✅ | ✅ | Parcial* |
| Compresión con pérdida | ✅ | ✅ | ✅ |
| Formato abierto | ✅ | ✅ | ❌ |
| Profundidades de colores | 8, 10, 12 | 8 | 8, 10 |
| Resolución máxima | 65,535 × 65,535 pixeles | 16,383 × 16,383 pixeles | Teóricamente ilimitada (pero usualmente 32.768 x 32.768) |
| Animaciones | ✅ | ✅ | ✅ |
| Canal alfa | ✅ | ✅ | ✅ |
| Soporte de sistema operativo | W10, A12, Linux, iOS16, Ventura | W10, A4, Linux, iOS14, Big Sur | A9, iOS11, High Sierra |
| CMYK | ❌ | ❌ | ❌ |
| Metadatos EXIF | ✅ | ✅ | ✅ |
| Metadatos XMP | ✅ | ✅ | ✅ |
| ICC | ✅ | ✅ | ✅ |
| HDR | ✅ | ❌ | ✅ |
* Al menos usando el exportador HEIC de GIMP, repetidas exportaciones en modo llamado “casi sin pérdida”, producen una degradación mínima de la imagen.
Pruebas
Siempre es difícil evaluar y comparar formatos de imágenes, porque pueden tener tecnologías, técnicas de compresión y finalidades completamente diferentes.
Para nuestras pruebas hemos decidido concentrarnos en la evaluación subjetiva cualitativa de los artefactos de compresión (tras fijar el tamaño de fichero para una comparación justa) y una comparación cuantitativa de los tamaños de fichero a la calidad máxima que puede ofrecer cada formato.
La imagen que usaremos ofrece una mezcla equilibrada [KM1] entre detalles de alta frecuencia, fondos suaves de baja frecuencia, un cierto contraste de brillo y color, y una separación clara entre figura, plano medio y fondo:
© Iraya Perez (www.irayaperez.com)
La imagen RAW fue amablemente cedida para nosotros por la fotógrafa Iraya Pérez (www.irayaperez.com – Instagram: @irayaperez).
Primera prueba: Evaluación cualitativa a tamaño de fichero fijo
Una de las formas más útiles de comparar un formato de fichero con otro es generar ficheros de aproximadamente el mismo tamaño (ajustando el control “calidad” en el panel de exportación) y chequeando visualmente los detalles.
Para un tamaño de fichero de 200KB (dado que JPEG no puede guardar la foto a un tamaño menor), éste es el resultado:
Como podemos comprobar, algunos detalles de la hoja y los dedos se pierden en WEBP, pero AVIF y HEIC comprimen con una calidad similar[KM1] . JPEG no puede resistir la comparación con formatos de fichero modernos.
Segunda prueba: Evaluación de tamaño a máxima calidad con pérdida
Exportando con el máximo de calidad posible, todos los formatos ofrecen una calidad indistinguible para el uso general. Sin embargo, los tamaños de fichero son bastante diferentes:
| JPEG | 12.8 MB |
| AVIF | 6.4 MB |
| WEBP | 4.9 MB |
| HEIC | 9.7 MB |
El tamaño de fichero de WEBP es solo un poco más de un tercio del JPEG, con una calidad percibida equivalente.
Tercera prueba: fidelidad de imágenes no fotográficas en compresión sin pérdida
Hasta ahora hemos estado hablando de compresión con pérdida, en la que se aplica cierta degradación a la imagen para reducir el tamaño del fichero. Pero cuando queremos almacenar imágenes no fotográficas como diagramas, logos o formas geométricas, incluso la más pequeña degradación es fácilmente percibida. En este caso es mejor usar la compresión “sin pérdida”, que mantiene limpia la imagen y preserva la calidad en guardados secuenciales.
Sin embargo, incluso con un auténtico algoritmo sin pérdida, la primera vez que una imagen de origen (raw) se guarda en el formato de destino, pueden producirse algunas alteraciones en los colores para acomodar los valores de los píxeles a las características particulares del codec.
Para comprobar cuánta distorsión ocurre en los distintos formatos, hemos preparado esta imagen sintética de test:
Tras guardarla a los distintos formatos con ajustes “sin pérdida”, la imagen no tiene ninguna degradación visual fácil de percibir. Sin embargo, cuando hacemos una comparación aritmética de los valores de los píxeles, podemos comprobar que ha habido cierta alteración. Hemos maximizado dichas alteraciones para compararlas:
Como podemos comprobar, WEBP es el que almacena la imagen con más fidelidad, mientras que HEIC introduce más distorsión, especialmente en el patrón de arco iris.
Es importante también recordar que HEIC no ofrece un soporte general sin pérdida, así que degrada la imagen en cada iteración de guardado.
El resultado
Basándonos en esta evidencia, podemos concluir que AVIF es el mejor formato para almacenamiento general de imágenes fotográficas, como reemplazo al formato JPEG. La elección está basada en que la calidad percibida es muy similar a la del formato HEIC, a un tamaño de fichero menor, y que el formato está publicado bajo una licencia gratuita muy permisiva (BSD), muy próxima al dominio público.
Sin embargo, WEBP es ideal para usos en web y móvil, donde el tamaño del fichero es crucial para reducir los tiempos de carga, y el soporte de los navegadores también tiene un gran peso. También es el formato que mejor soporta la compresión sin pérdida.
HEIC es también una elección excelente para el ecosistema Apple, pero su licencia propietaria cerrada y la ausencia de un verdadero soporte sin pérdida nos impiden sugerirlo por encima de los otros dos candidatos.
El futuro
Con la aparición de nuevas generaciones de herramientas basadas en Inteligencia Artificial, los dispositivos de computación espacial que usan las imágenes y los vídeos en formas completamente nuevas, y la generación Alpha empezando a usar dispositivos digitales de forma única, las técnicas de manipulación de imágenes y vídeos necesitarán nuevos formatos y estándares que harán obsoletos los que acabamos de analizar. Pero por ahora, hagamos el mejor uso posible de estos increíbles formatos de imágenes para preservar con una extraordinaria fidelidad los mejores momentos de nuestras vidas.
Author: Yeray David Rodríguez