HEIF y HEVC:el futuro de los archivos multimedia explicado

JPG y MP4 son los formatos de foto y video con los que hemos trabajado durante años no solo en teléfonos inteligentes y tabletas sino también en PC. Parece que estos tipos de archivos ahora están listos para retirarse y están a punto de ser reemplazados por HEIF y HEVC. Pero, ¿qué representan estas siglas y cómo pueden mejorar el uso de nuestros dispositivos?

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• ¿Qué son HEIF y HEVC?
• ¿Dónde podemos encontrar estos formatos?
• ¿Por qué usar HEIF o HEVC?

¿Qué son HEIF y HEVC?

En primer lugar, debemos distinguir los dos términos:

• HEIF :es un formato de archivo de imagen contenedor que incorpora otros datos importantes.
• HEVC :Este es un estándar de compresión de alta eficiencia que generalmente se usa para video y también se llama H.265.

El primer término se refiere a un contenedor digital en el que se pueden almacenar fotos y otros datos con diferentes extensiones, como JPG, pero no solo. El segundo término hace referencia a un sistema de codificación de vídeo cuyo resultado se puede almacenar en diferentes contenedores digitales como, por ejemplo, MOV o incluso HEIF, como se ha mencionado anteriormente. ¿Confundido? Dejémoslo claro.

HEIF

Acrónimo de Formato de archivo de imagen de alta eficiencia , HEIF es un formato utilizado para contener imágenes únicas o múltiples. Los archivos que utilizan este formato pueden albergar al mismo tiempo imágenes de alta calidad comprimidas con el códec HEVC (del que hablaremos más adelante) y más información relacionada con estas imágenes también de diferente tipo.

HEIF puede contener eficientemente algunas transformaciones de imagen como por ejemplo:

• Rotación de la imagen en 90, 180 o 270 grados.
• Recorta la imagen dado un cierto rectángulo.
• Superposición de cualquier cantidad de imágenes entrantes en el orden y las posiciones indicadas en la ventana del lienzo de la imagen de origen.

Estas operaciones se guardan dentro del contenedor como instrucciones para que las realice el generador de imágenes. Esto significa que la imagen original no se modifica (conserva la toma, no se sobrescribe con los cambios) ni se vuelve a comprimir al final de la operación, evitando así pérdidas de calidad.

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El HEIF introduce también un marco para otras operaciones de edición no destructivas que pueden aclararse mediante especificaciones externas. Una vez aplicadas estas operaciones, el resultado se conoce como imagen derivada.

Los siguientes tipos de datos se pueden encontrar en este contenedor HEIF en particular:

• Imágenes: Individual con propiedades y vistas previas.
• Imágenes derivadas: Este tipo de edición no destructiva permite que el software de visualización de imágenes aplique un conjunto de instrucciones "sobre la marcha" sin destruir la imagen de origen como se describe anteriormente.
• Secuencias de imágenes: varias imágenes que comparten ciertas propiedades, como el tiempo de disparo cercano, sus propiedades y sus miniaturas. Este formato se utiliza principalmente para exposiciones en serie o animaciones cinematográficas.
• Objetos de imagen auxiliares: Estos datos no son visibles directamente cuando se visualiza el archivo y pueden representar planos alfa o mapas de profundidad.
• Metadatos: Información adicional como EXIF, XMP o datos similares.

Algunos posibles ejemplos del uso de contenedores HEIF:

• Un archivo de imagen de alta calidad y una vista previa de la misma en formato JPG de menor calidad.
• Múltiples archivos de imagen por ráfaga de fotos para que todos se almacenen en el mismo paquete.
• Múltiples archivos de imagen con diferentes distancias focales.
• Múltiples archivos de imagen con diferentes exposiciones.
• Un archivo de imagen y un video capturados al mismo tiempo (léase Motion Photos de Google Pixel 2 y Live Photos de iOS).

HEVC

También conocido como H.265, es el sucesor del ahora universalmente utilizado AVC/H.264. Es un estándar de compresión de alta eficiencia que puede admitir resoluciones de hasta 8192x4320 y 8K UHD. HEVC ha sido diseñado con el objetivo de reducir el bitrate en vídeo manteniendo la misma calidad a costa de una mayor complejidad computacional. Este códec también se usa para comprimir imágenes dentro de los contenedores HEIF descritos anteriormente.

Como ya ocurre en el códec H.264, HEVC controla los fotogramas del flujo de imágenes en busca de zonas donde sean redundantes tanto dentro de la misma imagen como dentro de fotogramas consecutivos. Estas áreas redundantes luego se reemplazan por una descripción del área misma en lugar de los píxeles individuales para ocupar menos espacio en la memoria.

Los cambios clave para HEVC incluyen expandir las áreas de comparación de modelos y diferencias de codificación de 16 × 16 píxeles a 64 × 64 píxeles, mejorar la segmentación de tamaño variable, mejor pronóstico dentro de la misma imagen, mejor predicción de vector de movimiento y fusión de región de movimiento, mejor movimiento filtrado de compensación, y un paso de filtración adicional llamado filtrado de desplazamiento de muestra adaptable.

Para un análisis más profundo del tema y el método de compresión y codificación, consulte este enlace.

La primera prueba del códec HEVC viene de 2012 cuando Qualcomm, durante el MWC, mostró una tableta equipada con SoC Snapdragon S4 de doble núcleo capaz de reproducir el mismo video codificado en H.264 y H.265 uno al lado del otro. El video en HEVC ya mostró una reducción de la tasa de bits del 50 % con la misma calidad.

2014 vio la primera introducción del códec en dispositivos móviles de consumo gracias a Apple que usó el estándar para videollamadas FaceTime a través de la red de datos a través de iPhone 6 y iPhone 6 Plus.

El primer SoC móvil con hardware específico dedicado a la decodificación HEVC llegó en 2015 de la mano de Nvidia, que utilizó un decodificador en su Tegra X1 similar al insertado unos meses antes en las tarjetas de video de la serie GeForce 900.

¿Dónde encontramos estos formatos?

Los archivos HEIF y HEVC se pueden encontrar en algunos de los dispositivos más modernos. Por ejemplo, Apple ha introducido soporte para este tipo de archivos en iOS 11, por lo que puede capturar fotos y grabar videos en formatos de alta eficiencia en iPhone 7 y posteriores (la reproducción es compatible hasta iPhone 5S pero con limitaciones). Por supuesto, algunos iPad con iOS 11 y Mac actualizados a MacOS High Sierra también pueden reproducir estos archivos.

Apple usa la extensión .heic (.heics para secuencias de imágenes) para imágenes, pero admite la reproducción de archivos .heifs (.heifs para secuencias de imágenes) producidos por terceros. Los dispositivos Apple guardan los videos grabados en formato .mov como los videos normales, pero aún están codificados con el códec HEVC/H.265.

En el mundo de Android, el soporte oficial para estos formatos ha llegado en diferentes momentos:HEVC es compatible desde Android Lollipop, mientras que HEIF se introdujo recientemente con Android P (disponible en una primera vista previa para desarrolladores), incluso si la aplicación Google Pixel Camera de primera o segunda. generación aún no tiene la opción relacionada con su uso.

Samsung le permite grabar archivos de video codificados en HEVC en los nuevos Galaxy S9 y S9+ incluso si no tiene el formato HEIF para guardar fotos. Parece que el Xiaomi Mi MIX 2S también contará con códecs HEVC para vídeos.

Los contenedores HEIF también se pueden utilizar en páginas web según el estándar HTML 5.2 para almacenar diferentes versiones de una misma foto y dejar al navegador la tarea de decidir cuál subir y usar según las diferentes situaciones.

¿Por qué usar HEIF y HEVC?

La principal razón por la que deberíamos animarnos a utilizar estos nuevos formatos de archivo de imagen y vídeo es porque son más eficientes. Como sabemos, en los smartphones el espacio disponible nunca es suficiente y gracias a estos formatos es posible almacenar el mismo número de archivos con la misma calidad pero en menos espacio o el mismo número de archivos con mayor calidad pero ocupando la misma cantidad de espacio. memoria.

Según el estándar HEIF, es posible guardar el doble de información en estos archivos que en un archivo JPG del mismo tamaño e incluso de mayor calidad. Decir que el resultado es impresionante es quedarse corto.

Además, los archivos HEIF/HEIC (y todos los derivados) pueden contener información sobre las transformaciones de la imagen de origen sin alterar el original. Esto le permite editar sus fotos en un dispositivo, guardar el resultado y puede deshacer o hacer más cambios más tarde y en un dispositivo diferente sin afectar la calidad de la imagen original.

Por ejemplo, en un archivo JPG no es posible revertir el proceso de edición más adelante y la calidad de la imagen se deteriora cada vez que se guarda debido al cambio continuo a través del algoritmo de compresión JPG.

La misma eficacia se aplica a los vídeos codificados con HEVC (H.265):este códec de vídeo es capaz de ofrecer el doble de compresión con el mismo nivel de calidad que un archivo codificado AVC (H.264) o un aumento sustancial de la calidad con el mismo tasa de bits El uso práctico de las mejoras introducidas requiere más potencia durante la codificación y la compresión, pero mucha menos potencia informática durante la descompresión y la reproducción.

Comprenderá que cada megabyte es vital en los teléfonos inteligentes que tienen 32 GB de memoria interna o menos y estos nuevos formatos prometen tomar muchas más fotos y grabar muchos más videos antes de quedarse sin espacio.

¿Ya usas HEVC o HEIF? ¿Qué opinas de estos formatos?