HEIF – ein super Dateiformat, auf das niemand gewartet hat

HEIF – ein super Dateiformat, auf das niemand gewartet hat

David Lee
Zürich, am 15.01.2020
Das iPhone schiesst Bilder schon länger im HEIF-Format. Neuerdings kann auch Windows damit umgehen und die neuste Top-Kamera von Canon beherrscht das Format ebenfalls. Wird das uralte JPEG nun endlich abgelöst? Höchstwahrscheinlich nicht.

Das Dateiformat HEIF (manchmal auch HEIC) verbreitet sich immer mehr. Apple verwendet es schon länger, seit iOS 11 ist es das bevorzugte Format, mit dem das iPhone Fotos schiesst. Seit OS 10.13 kann der Mac damit umgehen, Android kennt es ab Version 9, und seit kurzem weiss auch Windows 10 etwas damit anzufangen. Der Kamerahersteller Canon hat an der CES seine erste Kamera angekündigt, die direkt HEIF speichern kann.

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Besser als JPEG

HEIF ist die Abkürzung für High Efficiency Image File Format. Der Name hält, was er verspricht: HEIF komprimiert Fotos viel effizienter als JPEG. Die Dateien sind bei gleicher Qualität wesentlich kleiner. Wie viel genau, hängt von der jeweiligen Qualität, der Bildgrösse und dem Motiv ab, aber die Files sind oft nur halb so gross. Die Komprimierung basiert auf dem Video-Codec HEVC, der auch als H.265 bekannt ist. Daher verwendet Apple die Dateiendung «.heic».

Im Gegensatz zu JPEG kann HEIF beziehungsweise HEVC auch verlustfrei komprimieren. Ausserdem ist es möglich, Bilder in höherer Farbtiefe als 8 Bit zu speichern. Damit sind die beiden grössten Schwächen von JPEG beseitigt.

Das Format kann aber noch mehr. Es ist ein Containerformat, in dem unterschiedliche Medientypen, zum Beispiel auch Audio-Files, untergebracht werden können. Fürs Fotografieren interessant ist vor allem die Möglichkeit, in einer einzelnen Datei mehrere Bilder als Gruppe zu speichern. Sinnvoll bei Serienbildaufnahmen oder HDR-Bracketing.

Wird HEIF nun JPEG verdrängen? Das glaube ich nicht. Im besten Fall wird es einen Platz neben JPEG bekommen.

HEIF braucht weniger Platz bei besserer Qualität. Quelle: Nokia
HEIF braucht weniger Platz bei besserer Qualität. Quelle: Nokia

JPEG überlebt alles

Es gab schon mehrere Versuche, JPEG (Jahrgang 1991) abzulösen. Geklappt hat es nie. Heute werden mehr JPEGs produziert denn je.

Bei den Formaten PNG und WebP ist relativ klar, warum sie JPEG nicht vollständig ersetzen können. WebP ist voll auf die Anzeige im Web ausgerichtet und ebenfalls nicht fähig, mehr als 8 Bit Farbtiefe darzustellen. Die Komprimierung ist zwar angeblich effizienter, aber es gibt zu wenige Vorteile gegenüber dem etablierten JPEG.

PNG kann mehr als 8 Bit enthalten und bietet auch die Möglichkeit zur verlustfreien Kompression. Doch während JPEG für Fotos optimiert wurde, ist PNG eher auf Grafiken wie Logos und simple Screenshots ausgerichtet. Es hätte GIF ersetzen sollen und diesen Zweck hat es zumindest teilweise erfüllt. Für Fotografen ist das grösste Problem bei PNG, dass es keine Exif-Metadaten speichern kann. Exif-Daten liefern Informationen zur Aufnahme des Fotos, wie zum Beispiel das verwendete Kameramodell, die Verschlusszeit oder den ISO-Wert. Ein Format, das diese Informationen nicht speichern kann, kommt in einer Kamera als Ausgabeformat nicht in Frage.

Doch erstaunlicherweise überlebt JPEG auch Dateiformate, die ihm in praktisch allen Belangen überlegen sind. Im Jahr 2000 wurde JPEG2000 aus der Taufe gehoben, um die Nachfolge von JPEG anzutreten. Es beherrscht verlustfreie Kompression, erweiterte Farbtiefe, Exif-Daten, und noch vieles mehr, was Grafiker sehr gut gebrauchen können. Durchgesetzt hat es sich trotzdem nicht.

Mit JPEG XR folgte einige Jahre später ein weiterer Versuch. Dieses Format hiess zuerst Microsoft HD Photo und war proprietär. Für JPEG XR fallen zwar keine Lizenzkosten an, wie auch für JPEG2000 nicht. Doch beide Formate beinhalten Patente, die die Firmen jederzeit geltend machen könnten. Dies mag vor allem zu Beginn Hard- und Softwarehersteller abgeschreckt haben.

Kein wirklicher Bedarf

Der Hauptgrund, weshalb JPEG nie verschwindet, ist aber der, dass es seinen Zweck erfüllt. Auch heute noch. Denn die auf den ersten Blick gravierenden Nachteile sind eigentlich gar nicht so schlimm.

Die verlustbehaftete Kompression ist im Alltag höchst selten ein Problem. Bei einmaligem Abspeichern werden die Mängel erst bei einer hohen Komprimierungsstufe sichtbar, die in Fotokameras nie verwendet wird. Bei guter Qualitätsstufe würden die Mängel erst sichtbar, wenn immer und immer wieder neu überschrieben würde. Bei der heute üblichen Bildbearbeitung passiert das aber nicht. Grafikprogramme berechnen die Veränderungen aus den Originaldaten, nicht aus einem bereits bearbeiteten Zwischenergebnis.

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Bleibt noch die Sache mit der Farbtiefe. 8 Bit reicht als Endformat aus. Die zusätzlichen Farbabstufen, die bei 10, 12 oder 14 Bit verfügbar sind, kann das menschliche Auge grösstenteils gar nicht unterscheiden. Sie werden nur für die Bearbeitung gebraucht. Mit mehr Farbabstufungen kann ich ein Bild stärker verändern, ohne dass es zu negativen Begleiterscheinungen kommt. Für diese Fälle gibt es bereits ein Dateiformat: die Rohdaten der Kamera, oder DNG, die standardisierte Variante davon.

Natürlich wäre es praktischer, ein Format für alles zu haben. Wenn HEIF sowohl JPEG als auch RAW ersetzen kann, hat es gute Chancen. Dann müsste es aber wohl mindestens 12 Bit liefern und nicht nur 10 Bit, wie es im Moment üblich ist. Dadurch werden die Files aber auch wieder deutlich grösser.

Übrigens: Schon in den Spezifikationen von JPEG war vorgesehen, dass neben 8 Bit auch 12 Bit möglich ist. In die Praxis umgesetzt wurde dies aber nie.

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David Lee
David Lee
Senior Editor, Zürich
Durch Interesse an IT und Schreiben bin ich schon früh (2000) im Tech-Journalismus gelandet. Mich interessiert, wie man Technik benutzen kann, ohne selbst benutzt zu werden. Meine Freizeit ver(sch)wende ich am liebsten fürs Musikmachen, wo ich mässiges Talent mit übermässiger Begeisterung kompensiere.

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