JPG e MP4 são os formatos de foto e vídeo com os quais trabalhamos há anos não só em smartphones e tablets mas também em PCs. Parece que estes tipos de arquivo estão prontos para se aposentar e prestes a ser substituídos por HEIF e HEVC. Mas o que esses acrônimos representam e como podem melhorar o uso de nossos dispositivos?
Primeiro, precisamos distinguir os dois termos:
O primeiro termo refere-se a um container digital no qual fotos e outros dados com diferentes extensões podem ser armazenados, como JPG, mas não só. O segundo refere-se a um sistema de codificação de vídeo cujo resultado pode ser armazenado em diferentes containers digitais como, por exemplo, MOV ou até HEIF, como mencionado. Confuso? Vamos esclarecer.
Acrônimo de High Efficiency Image File Format, HEIF é um formato usado para conter imagens únicas ou múltiplas. Arquivos neste formato podem hospedar ao mesmo tempo imagens de alta qualidade comprimidas com o codec HEVC (que falaremos depois) e mais informações relacionadas a estas imagens também de tipo diferente.
O HEIF pode conter eficientemente algumas transformações de imagem como, por exemplo:
Estas operações são salvas dentro do container como instruções para o visualizador executar. Isso significa que a imagem original não é alterada (preserva a foto, não é sobrescrita com mudanças) nem comprimida novamente ao final da operação, evitando perda de qualidade.
O HEIF introduz também um framework para outras operações de edição não destrutivas que podem ser clarificadas por especificações externas. Uma vez aplicadas, o resultado é conhecido como imagem derivada.
Os seguintes tipos de dados podem ser encontrados neste container HEIF específico:
Alguns exemplos possíveis de uso de containers HEIF:
Também conhecido como H.265, é o sucessor do agora universalmente usado AVC/H.264. É um padrão de compressão de alta eficiência que suporta resoluções até 8192x4320 e 8K UHD. O HEVC foi projetado visando reduzir a taxa de bits no vídeo mantendo a mesma qualidade ao custo de maior complexidade computacional. Este codec também é usado para comprimir imagens dentro dos containers HEIF descritos acima.
Como já acontece no codec H.264, o HEVC controla os frames do fluxo de imagem em busca de áreas redundantes tanto dentro da mesma imagem quanto em frames consecutivos. Estas áreas redundantes são então substituídas por uma descrição da área em vez dos pixels individuais para ocupar menos espaço na memória.
Mudanças-chave do HEVC incluem expandir áreas de comparação de modelo e codificação de diferenças de 16×16 pixels para 64×64 pixels, segmentação de tamanho variável melhorada, melhor previsão intra no mesmo frame, melhor previsão de vetor de movimento e fusão de região de movimento, melhor filtragem de compensação de movimento, e uma etapa adicional de filtragem chamada adaptive sample offset filtering.
Para análise mais aprofundada do tema e método de compressão e codificação, consulte este link.
O primeiro gostinho do codec HEVC vem de 2012 quando a Qualcomm, durante a MWC, mostrou um tablet equipado com SoC Snapdragon S4 dual core capaz de reproduzir o mesmo vídeo codificado em H.264 e H.265 lado a lado. O vídeo em HEVC já mostrava 50% de redução de taxa de bits na mesma qualidade.
2014 viu a primeira introdução do codec em dispositivos móveis de consumo graças à Apple que usou o padrão para chamadas de vídeo FaceTime sobre rede de dados via iPhone 6 e iPhone 6 Plus.
O primeiro SoC móvel com hardware dedicado à decodificação HEVC chegou em 2015 da Nvidia que usou um decoder no Tegra X1 similar ao inserido meses antes nas placas de vídeo GeForce série 900.
Arquivos HEIF e HEVC podem ser encontrados em alguns dos dispositivos mais modernos. Por exemplo, a Apple introduziu suporte a este tipo de arquivo no iOS 11, então você pode capturar fotos e gravar vídeos em formatos de alta eficiência no iPhone 7 e posteriores (reprodução suportada até iPhone 5S mas com limitações). Claro, alguns iPads com iOS 11 e Macs atualizados para macOS High Sierra também reproduzem estes arquivos.
A Apple usa extensão .heic (.heics para sequências de imagens) para imagens, mas suporta reprodução de arquivos .heifs (.heifs para sequências) produzidos por terceiros. Vídeos gravados são salvos por dispositivos Apple em formato .mov como vídeos normais mas ainda codificados com codec HEVC/H.265.
No mundo Android, suporte oficial a estes formatos chegou em momentos diferentes: HEVC é suportado desde Android Lollipop enquanto HEIF foi introduzido só recentemente com Android P (disponível em primeira Developer Preview) mesmo se o app Google Pixel Camera de primeira ou segunda geração ainda não tem opção relacionada ao seu uso.
A Samsung permite gravar vídeos codificados HEVC nos novos Galaxy S9 e S9+ mesmo se não tem formato HEIF para salvar fotos. Parece que o Xiaomi Mi MIX 2S também terá codecs HEVC para vídeos.
Containers HEIF também podem ser usados em páginas web segundo padrão HTML 5.2 para armazenar diferentes versões da mesma foto e deixar ao navegador a tarefa de decidir qual enviar e usar segundo diferentes situações.
A principal razão para nos encorajarmos a usar estes novos formatos de arquivo de imagem e vídeo é porque são mais eficientes. Como sabemos, em smartphones o espaço disponível nunca é suficiente e graças a estes formatos é possível armazenar a mesma quantidade de arquivos na mesma qualidade mas em menos espaço ou a mesma quantidade em qualidade maior ocupando a mesma memória.
Segundo o padrão HEIF, é possível salvar o dobro de informação nestes arquivos que num JPG do mesmo tamanho e com qualidade até superior. Dizer que o resultado é impressionante é eufemismo.
Além disso, arquivos HEIF/HEIC (e todos derivados) podem conter informação sobre transformações da imagem fonte sem alterar o original. Isso permite editar suas fotos num dispositivo, salvar o resultado e desfazer ou fazer mais mudanças depois e num dispositivo diferente sem afetar a qualidade da imagem original.
Por exemplo, num arquivo JPG não é possível reverter o processo de edição depois e a qualidade da imagem se deteriora a cada salvamento devido à comutação contínua pelo algoritmo de compressão JPG.
A mesma eficiência vale para vídeos codificados com HEVC (H.265): este codec de vídeo consegue oferecer o dobro de compressão no mesmo nível de qualidade que um arquivo AVC (H.264) ou aumento substancial de qualidade com a mesma taxa de bits. O uso prático das melhorias requer mais potência durante codificação e compressão mas muito menos poder computacional durante descompressão e reprodução.
Você entende que cada megabyte é vital em smartphones com 32GB de memória interna ou menos e estes novos formatos prometem tirar muitas mais fotos e gravar muitos mais vídeos antes de ficar sem espaço.
Você já usa HEVC ou HEIF? O que acha destes formatos?
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