Định dạng ảnh mới do Google và Mozilla phát triển có thể sớm "khai tử" JPEG

Được dựa trên công nghệ nén video AV1, định dạng ảnh mới này hứa hẹn sẽ có chất lượng thậm chí còn vượt trội hơn cả định dạng ảnh HEIC của Apple.

Năm ngoái, Apple đã cho ra mắt định dạng ảnh mới có tên HEIC với khả năng nén kích thước ảnh tốt đến nỗi bạn có thể "nhồi nhét" số ảnh nhiều hơn gấp đôi so với định dạng cũ mà không ảnh hưởng đến chất lượng ảnh. Tất nhiên, trong một thị trường với sự cạnh tranh vô cùng khốc liệt, các công ty khác không thể cứ thế "khoanh tay đứng nhìn".

Theo trang công nghệ Cnet, Google, Mozilla và một số thành viên của nhóm Alliance for Open Media đã và đang phát triển một công nghệ ảnh mới nhằm cạnh tranh trực tiếp với HEIC. Theo ông Tim Terriberry, kỹ sư chính của Mozilla có tham gia trong dự án, trong các thử nghiệm tính tới thời điểm hiện tại, các hình ảnh sử dụng công nghệ nén mới này có kích thước nhỏ hơn 15% so với định dạng ảnh của Apple. Tuy nhiên, kích thước nhỏ hơn mới chỉ là sự khởi đầu.

Dự án này của Google và Mozilla còn rất non trẻ - thậm chí nó còn chưa có một tên gọi chính thức. Nhưng với số lượng "đồng minh" mạnh mẽ cộng thêm các tính năng hiện đại, định dạng ảnh mới này trở thành ứng cử viên sáng giá nhất trong việc chấm dứt kỷ nguyên của JPEG, vốn đã tồn tại từ những năm 90 của thế kỷ trước.

Kelly Thompson, tổng giám đốc của 500px, một trang chia sẻ và bán hình ảnh cho biết: "Thật ngớ ngẩn khi chúng ta vẫn còn dựa dẫm vào công nghệ nén ảnh từ 20 năm trước. Các thiết bị mà chúng ta sử dụng để chụp và hiển thị hình ảnh giờ đã vượt xa khỏi giới hạn của JPEG".

Bằng cách này hay cách khác, chất lượng hình ảnh sẽ ngày càng đi lên. Không rõ con đường chúng ta chọn là gì hay nó sẽ mất bao lâu, nhưng có một sự thật là các bức ảnh đang dần trở thành một thứ gì đó "vĩ đại" hơn là vật-mà-bạn-cho-vào-album-ảnh.

JPEG không chỉ bị giới hạn bởi kích thước tập tin lớn một cách không cần thiết, mà còn gặp khó khăn trong việc hỗ trợ các tông màu sáng và tối, các dải màu rộng và các yếu tố đồ họa như chữ hay logo. Trên hết, các bức ảnh ngày nay đang dần vượt qua những giới hạn của điểm ảnh (pixel) nhưng JPEG lại không thể xử lý các công nghệ ảnh mới như chụp liên tiếp, chụp toàn cảnh (panorama), live photo hay ảnh ba chiều.

Ba hình ảnh, tất cả đều được nén ở kích thước 28 KB, được để ở định dạng lần lượt là JPEG, HEIC của Apple và định dạng mới dựa trên công nghệ nén video AV1. Hai phương thức nén mới vượt trội hơn JPEG một cách rất rõ ràng. (Bạn đọc click vào ảnh để xem kích thước gốc).

Sự xuất hiện của HEIC

Định dạng ảnh mới của Apple, với tên gọi HEIC, ra mắt năm ngoái trên bản cập nhật iOS cho iPhone, iPad... và macOS cho dòng máy tính cá nhân của công ty. Định dạng này được dựa trên công nghệ nén video HEVC được phát triển bởi một hiệp hội có tên MPEG với nhiều năm kinh nghiệm trong việc cắt giảm kích thước của các tệp video để chúng có thể được lưu trữ và chia sẻ một cách dễ dàng hơn.

Với công nghệ này, định dạng HEIC của Apple cho phép người dùng chụp các bức ảnh mà nếu chất lượng tương đương, ảnh theo định dạng HEIC có kích thước chỉ bằng một nửa so với JPEG. Ngoài ra, HEIC còn đáp ứng được nhiều nhu cầu của thế hệ ảnh mới. Ví dụ, bằng cách ghi dữ liệu cảnh ba chiều với các iPhone đời mới, các ứng dụng ảnh có thể tạo ra những hiệu ứng đặc biệt trên phông nền trong ảnh.

Apple chính thức tung HEIC ra trước công chúng và các lập trình viên tại WWDC 2017, nhưng trên thực tế, định dạng này vẫn còn khá "vô hình". Nguyên nhân chủ yếu là vì đa số các phần cứng và phần mềm máy tính hiện nay không có khả năng hiển thị HEIC, nên Apple thường phải chuyển đổi ảnh sang định dạng JPEG để người dùng có thể đăng lên Facebook hay gửi qua email.

Hình ảnh cận cảnh của ba khinh khí cầu ở trên, zoom 6 lần. Chúng ta có thể thấy rất rõ những vấn đề của JPEG (ảnh trên cùng). Công nghệ HEIC của Apple (ảnh giữa) cho thấy nhiều "vết bẩn" ở các cạnh hơn định dạng mới của Google và Mozilla (ảnh dưới cùng).

Nhưng để sử dụng HEIC, các nhà sản xuất phần mềm, vi xử lý và điện thoại phải đối mặt với rất nhiều bằng sáng chế. Nó không những phức tạp và tốn kém, mà còn đồng nghĩa với việc HEIC sẽ khó có thể thành công trên web: rào cản bằng sáng chế hoàn toàn đối nghịch với bản chất "mở" của web.

Định dạng ảnh AV1: chấm dứt kỷ nguyên của JPEG?

Đối thủ của HEIC đến từ Alliance for Open Media, một nhóm với ưu tiên hàng đầu là công nghệ nén video có tên gọi AV1 – công nghệ hoàn toàn không có yêu cầu gì về bằng sáng chế. Danh sách "đồng minh" của AV1 là những ông lớn trình duyệt web trên thị trường như Google, Microsoft, Mozilla và cả thành viên mới nhất là Apple – tuy kế hoạch của Apple vẫn chưa được công bố. Ngoài ra, AV1 còn có sự ủng hộ của các công ty dịch vụ xem trực tuyến như Netflix, Amazon, Hulu, Facebook và Youtube của Google. Và với sự hỗ trợ của các nhà thiết kế chip như Intel, Nvidia và Arm, AV1 sẽ nhận được sự tối ưu về phần cứng, một yếu tố quan trọng để cải thiện hiệu năng và thời lượng pin trên máy tính cá nhân và điện thoại.

Video vẫn là ưu tiên hàng đầu của liên minh, và vẫn chưa rõ thành viên nào của nhóm muốn đưa định dạng ảnh dựa trên AV1 ra khỏi giai đoạn thử nghiệm. Tuy nhiên, ông Matt Frost, một lãnh đạo chiến lược của Chrome, khẳng định rằng họ chắc chắn có những sự quan tâm nhất định.

"Đây không phải là thứ mà chỉ Google và Mozilla ấp ủ. Đây là một yêu cầu mà chúng tôi đã được nghe từ nhiều thành viên của liên minh," ông Frost chia sẻ.

Theo dự kiến, ảnh AV1 sẽ là phiên bản kế thừa của WebP, định dạng ảnh mà Google giới thiệu nhằm tăng tốc các trang web với hình ảnh nhỏ hơn JPEG hay PNG. WebP có được sự đón nhận của eBay, Alibaba, Yahoo và nhiều trang web lớn khác, nhưng Google đã thất bại trong việc thuyết phục các nhà sản xuất trình duyệt khác hỗ trợ nó. Tuy nhiên, ảnh AV1 có sự ủng hộ lớn hơn rất nhiều.

Những trang web như 500px của Thompson cũng đang rất háo hức chờ đợi một định dạng ảnh mới giúp họ lưu trữ và chia sẻ ảnh một cách dễ dàng và tiết kiệm hơn. Ông nói: "Chúng tôi rất mong muốn được thấy một định dạng mới được hỗ trợ rộng rãi. Đối với một trang web dựa trên hình ảnh như 500px, chi phí lưu trữ và băng thông là không nhỏ chút nào".

Các tính năng của ảnh AV1

Vượt qua được JPEG là một khởi đầu không tồi. Tuy nhiên, ảnh AV1 cũng có thể xử lý được một số thử thách khác, như:

-    Các yếu tố đồ họa như logo, chữ và biểu đồ, những thứ mà JPEG thể hiện rất tệ.

-    Nén dung lượng ảnh mà vẫn giữ được toàn bộ số pixel gốc.

-    Hỗ trợ HDR, biểu diễn các tông màu sáng và tối tốt hơn.

Ngoài ra, nhiều khả năng định dạng mới này sẽ có thể hỗ trợ tính năng live photo – mang lại sức sống cho một bức ảnh tĩnh.

Ba bức ảnh, được chỉnh sửa để nhìn rõ các điểm khác biệt hơn, cho thấy sự thiếu hoàn hảo của JPEG, chất lượng vượt trội của HEIC và ảnh AV1, với các đường nét rõ hơn nhưng lại bị mất chi tiết.

Ông Gabe Frost, giám đốc cấp cao của Alliance for Open Media chia sẻ:"Bản chất của hình ảnh đang biến đổi để bao gồm cả chuyển động". Về nhu cầu của định dạng ảnh AV1, ông khẳng định "AOMedia đã lắng nghe những ý kiến đóng góp của ngành công nghiệp về việc tạo ra định dạng ảnh mới, với cùng những lý do mà chúng tôi tạo ra AV1 cho video".

Tuy nhiên, cho đến nay, việc phát triển định dạng ảnh AV1 vẫn chỉ dừng lại ở mức "thăm dò". "AOMedia đang tập trung tuyệt đối để hoàn thiện bộ giải mã video AV1. Liên minh chưa có bất kì điều gì để công bố về hình ảnh tĩnh", ông Frost nói thêm.

Không phải chuyện "một sớm một chiều"

Vấn đề mấu chốt của tương lai định dạng ảnh AV1 là nó sẽ theo sát với định dạng nén video như thế nào. Theo ông Jai Krishman, giám đốc quản lý sản phẩm của Google cho công nghệ hình ảnh tĩnh, AV1 của AOMedia hoàn toàn có thể thêm vào những sự tối ưu hóa không phù hợp với những video có tốc độ khung hình lớn hơn 30fps. Ngoài ra, các tính năng mới cũng có thể sẽ được thêm vào, như hiển thị một phần của một bức ảnh khổng lồ.

Tuy nhiên, bất kì sự chênh lệch nào từ định dạng video cũng có thể phá hỏng khả năng tăng tốc phần cứng (hardware acceleration) – trừ khi các nhà sản xuất chip xử lý bổ sung thêm các tính năng để xử lý ảnh. Áp dụng công nghệ nén video sẽ đẩy nhanh tốc độ hoàn thành của định dạng ảnh AV1, nhưng thêm vào các tính năng chuyên biệt cho ảnh sẽ tốn không ít thời gian. "Tôi không nghĩ rằng chúng tôi đã chọn được con đường để đi", ông Terriberry chia sẻ.

Apple cũng là một "nhân tố bí ẩn" khác. Tuy là nhà sản xuất trình duyệt mới nhất tham gia vào AOMedia, nhưng Apple lại sử dụng các lợi thế của HEIC để thu hút khách hàng. Có một khả năng như sau: HEIC chỉ là một biến thể của một tiêu chuẩn lớn hơn được gọi là HEIF, và nhiều khả năng định dạng ảnh AV1 sẽ trở thành một biến thể khác bên cạnh HEIC, nhưng thay vì sử dụng bộ biên mã HEVC thì nó sử dụng AV1.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất mà AV1 phải đối mặt chính là sự thật rằng tuy JPEG không hoàn hảo, nhưng nó đã có được sự thành công vượt mọi sức tưởng tượng.

Ông Terriberry nhận định: "Apple và nhiều người khác đã đưa ra không ít những giải pháp thay thế cho JPEG trong nhiều năm qua. Nhưng JPEG có sức bám trụ rất đáng kinh ngạc".

Văn Hoàn