AV1 Image File Format

Das AV1 Image File Format (AVIF) ist ein Grafikformat für Rastergrafiken, das auf dem Videokompressionverfahren AOMedia Video 1 (AV1) basiert. AVIF wurde im Februar 2019 von der Alliance for Open Media spezifiziert, aktuell ist die Version 1.1.0 der Spezifikation.

AV1 Image File Format
Dateiendung:	.avif
Entwickelt von:	Alliance for Open Media
Erstveröffentlichung:	2019
Aktuelle Version	1.1.0 (15. April 2022)
Art:	Grafikformat
Website:	aomediacodec.github.io/av1-avif/

Beschreibung

AVIF soll helfen, die Effizienz im Datenverkehr zu verbessern, wenn es anstelle von JPEG oder WebP zur Übertragung von Bildern verwendet wird. Ähnliche Ansätze mit von Videokompressionsverfahren ausgekoppelten Bildformaten gab es bereits mit WebP (auf Basis von VP8) und Better Portable Graphics sowie High Efficiency Image File Format (HEIF), beide auf Basis von HEVC. Das Containerformat ISOBMFF, das auch für MP4 und HEIF verwendet wird, wird hier benutzt, um mit dem AV1-Bildformat (AVIF) codierte Inhalte zu übertragen. Die Dateiendung ist dabei „.avif“. Diese ist bei der IANA auch offiziell registriert als Medien-Typ image/avif.

Die Stärke des neuen Bildformats liegt in seiner Fähigkeit, bei hohen Kompressionsraten eine im Verhältnis zu anderen Bildformaten wie JPG oder WebP hohe Bildqualität zu erzielen. Außerdem stehen eine Reihe von zusätzlichen Features gegenüber JPEG, wie die Unterstützung von Farbtiefen bis 12 Bit, verlustlose Kompression und Unterstützung des Alphakanals zur Verfügung. Das Format unterstützt zudem Animationen und stellt somit eine moderne Alternative zum veralteten GIF-Standard dar, um effiziente Kompression und Bewegtbilder in einem Format zu vereinen.

Das Format profitiert bei der Decodierung von Bildern mit hoher Auflösung von den vorhandenen Optimierungen der Videodecoder (beispielsweise mit dav1d).

Fragen der Patentierung und Lizenzierung sind beim AV1-Verfahren strittig (siehe Artikel zum Videocodec), hierdurch ist auch das Bildformat betroffen.

Softwareunterstützung und Internetdienste

• Der AOM-Referenz-Encoder erhielt zur Unterstützung des Formats im Mai 2021 spezielle Optimierungen im Rahmen der Version 3.1.
• Die Bibliothek libavif kann als offizielle Schnittstelle zur AVIF-Bildererzeugung verschiedene Implementierungen des Videocodecs nutzen. Seit August 2023 liegt eine Version ≥ 1 vor, was normalerweise Stabilität signalisiert. Die Kommandozeilentools avifenc und avifdec zur Konvertierung aus den bzw. in die Bildformate JPG, PNG oder Y4M werden damit zur Verfügung gestellt.
• Die Bibliothek libheif unterstützt AVIF seit Version 1.7 (Juni 2020).
• Microsoft verwendet eine Erweiterung, um das AVIF-Bildformat in Windows 10 und für die Xbox One anzubieten.
• Android unterstützt ab Version 12 AVIF.
• Der VLC media player unterstützt AVIF in aktuellen Entwicklerversionen.
• Mozilla Firefox bot eine experimentelle Unterstützung ab Version 77 (Mai 2020). Seit Version 93 (Oktober 2021) ist die Unterstützung standardmäßig aktiviert, Animationen werden seit Version 113 (Mai 2023) unterstützt.
• Google Chrome enthält die Unterstützung ab Version 85 (August 2020) für Desktop sowie ab Version 89 für Android.
• In Microsoft Edge ist ab Version 114 eine experimentelle Unterstützung vorhanden.
• Opera unterstützt AVIF ab Version 71.
• KDE Frameworks unterstützt AVIF ab Version 5.78 (Januar 2021)
• GIMP unterstützt AVIF ab Version 2.10.22
• Darktable unterstützt AVIF ab Version 3.0.1
• ImageMagick unterstützt AVIF ab Version 7.0.25
• GD Library unterstützt AVIF ab Version 2.3.2
• Paint.NET unterstützt ab Version 4.2.14 das Laden und Speichern von AVIF-Bildern.
• Krita unterstützt AVIF ab Version 5.0
• Mit JavaScript-Hilfe können Bilder im Browser angezeigt werden
• Go-Schnittstelle zur Nutzung des AVIF-Encoders aus Go-Programmen oder aus der Kommandozeile
• Das Content Delivery Network Cloudflare bietet das Format seinen Nutzern an
• Netflix nutzt das Format für das Ausspielen der Vorschaubilder seit März 2020.
• Die PHP-Erweiterung GD unterstützt AVIF ab PHP Version 8.1
• ExifTool (Tool zur Verwaltung von Metadaten) unterstützt AVIF seit der Version 11.79
• FFmpeg erhielt im Mai 2022 Unterstützung für AVIF
• Safari unterstützt das Format ab macOS 13 und IOS 16

Konkurrierende neue Bildformate

AVIF hat viele Ähnlichkeiten mit dem konkurrierenden HEIF, welches sich jedoch für die Nutzung im Web nicht etablieren konnte. Mit JPEG XL ist ein weiteres Bildformat mit guter Kompression und vielen Features in Entwicklung, das einen offiziellen Nachfolger und eine Weiterentwicklung von JPEG darstellt. Es soll Kompatibilität mit alten Geräten bieten und unterstützt im Gegensatz zu AVIF progressives Herunterladen. Daneben entwickelte Google auch WebP weiter, mit WebP2. Seit Ende Oktober 2022 ist allerdings klar, dass diese beiden Formate auf absehbare Zeit nicht für die Nutzung im Web im derzeit am meisten verwendeten Browser Chrome unterstützt werden. In einer mehrfach durchgeführten Studie zum Vergleich sind die meisten neuen Formate berücksichtigt. Die Ergebnisse für die Bildqualität in den einzelnen in Diagrammform dargestellten Metriken sind unterschiedlich. In den Ergebnissen von Herbst 2022 nimmt AVIF zusammen mit HEIF und JPEG XL fast immer Spitzenplätze ein, die Vorteile gegenüber JPEG (in der optimierten Variante mozjpeg im Test) sind deutlich zu sehen. Allerdings wurde mit der für den Test gewählten Einstellung auch eine sehr hohe Kodierzeit in Kauf genommen. Diese steigt zudem im oberen Qualitätsbereich stark an. Der Verzicht auf Farbunterabtastung (was ebenfalls die Bildqualität erhöht) ist dagegen automatisch vorbelegt. Im Dezember 2022 wurde dies noch mal ergänzt durch einen weiteren umfangreichen Vergleich von AVIF mit dessen konkurrierenden Formaten.

Aktuelle Nutzung, Einsatzhindernisse

Laut einer Statistik von w3techs liegt die Nutzung AVIF noch unter 0,1 % aller Webseiten (Stand November 2023), immerhin ist ein steigender Trend erkennbar. Diese sehr niedrigen Zahlen hängen wahrscheinlich mit der fehlenden Unterstützung auf einigen Geräten bzw. Browsern zusammen. Laut caniuse.com sind derzeit erst ca. 83,86 % der Nutzer (Stand April 2023) abgedeckt. Ein Hindernis ist die bisher fehlende Unterstützung bei Edge. Auch die unklare Patentsituation könnte eine Rolle spielen.

Weblinks

• Spezifikation
• IONOS: Was ist AVIF? Vorstellung & Vorteile des AVIF-Formats
• Übersicht über bekannte Implementierungen
• Vergleich von Bildformaten für das Internet

Einzelnachweise

1. AV1 Image File Format (AVIF)v1.1.0. 15. April 2022 (abgerufen am 14. Februar 2023).
2. AVIF – lizenzkostenfreies Bildformat für die Zukunft. Abgerufen am 15. Oktober 2021. 
3. Bildformate der Zukunft: AVIF oder WebP, worauf solltet ihr setzen? | A-DIGITAL one GmbH. 25. Oktober 2020, abgerufen am 12. Januar 2021. 
4. Stephen Shankland: Photo format from Google and Mozilla could leave JPEG in the dust In: CNET, CBS Interactive, 19. Januar 2018. Abgerufen am 28. Januar 2018. 
5. Media Types. Abgerufen am 19. Oktober 2021. 
6. Registrierung des Medientypes avif. IANA, 28. Januar 2021, abgerufen am 19. Oktober 2021 (englisch). 
7. Daniel Aleksandersen: Comparing AVIF vs WebP file sizes at the same DSSIM. 12. Juli 2020, abgerufen am 4. November 2020 (englisch). 
8. (Memento vom 5. November 2019 im Internet Archive), auf aomedia.org
9. Netflix Technology Blog: AVIF for Next-Generation Image Coding. 13. Februar 2020, abgerufen am 6. September 2020 (englisch). 
10. Jean-Baptiste Kempf: dav1d 0.9.1: a ton of asm. Abgerufen am 7. Januar 2022 (englisch). 
11. libaom v3.1.0 Celestia Released. Abgerufen am 27. Mai 2021. 
12. Joe Drago: libavif: Library for encoding and decoding .avif files – joedrago/avif. Alliance for Open Media, abgerufen am 30. Juni 2019. 
13. Release v0.9.0 · AOMediaCodec/libavif. Abgerufen am 19. März 2021 (englisch). 
14. Releases · strukturag/libheif. Abgerufen am 18. Juni 2023 (englisch). 
15. Freier Videocodec: Microsoft verteilt Windows-Decoder für AV1 – Golem.de. Abgerufen am 9. Juni 2020. 
16. Microsoft startet AV1 Videocodec-Support für Windows 1809. 13. November 2018, abgerufen am 9. Juni 2020. 
17. Golem.de: IT-News für Profis. Abgerufen am 22. Februar 2021. 
18. Features and APIs Overview | Android 12. Abgerufen am 5. Oktober 2021 (englisch). 
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21. Firefox 93.0, See All New Features, Updates and Fixes. Abgerufen am 5. Oktober 2021 (englisch). 
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23. https://www.mozilla.org/en-US/firefox/113.0/releasenotes/
24. Chrome 85 rolling out: 10 % faster page loads, collapsible Tab Groups, PDF editor, more. Abgerufen am 20. August 2020. 
25. Chrome 89 Beta: Advanced Hardware Interactions, Web Sharing on Desktop, and More. In: Chromium Blog. Abgerufen am 24. März 2021 (englisch). 
26. Can I use... Support tables for HTML5, CSS3, etc. Abgerufen am 24. März 2021. 
27. Microsoft Edge unterstützt jetzt auch AVIF als Grafik - Deskmodder.de. Abgerufen am 16. April 2023. 
28. Cloudflare supports the new AVIF image format in Image Resizing • InfoTech News. 7. Oktober 2020, abgerufen am 20. Oktober 2020 (amerikanisches Englisch). 
29. Can I use... Support tables for HTML5, CSS3, etc. Abgerufen am 20. Oktober 2020. 
30. KDE Ships Frameworks 5.78.0. 9. Januar 2021, abgerufen am 27. Januar 2021 (englisch). 
31. GIMP 2.10.22 Released With AVIF Image Support – Phoronix. Abgerufen am 24. Oktober 2020. 
32. ImageMagick Studio LLC: ImageMagick. Abgerufen am 3. Juli 2022 (englisch). 
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34. LibGD 2.3.2 release AVIF & HEIF support. Abgerufen am 4. Mai 2023. 
35. Paint.NET 4.2.14 avif Bilder können nun auch gespeichert werden. 24. Oktober 2020, abgerufen am 24. Oktober 2020. 
36. Krita Foundation: Krita 5.0 Release Notes. In: Krita. Abgerufen am 2. November 2022 (amerikanisches Englisch). 
37. Kagami Hiiragi: :shipit: AVIF polyfill for the browser. Contribute to Kagami/avif.js development by creating an account on GitHub. 28. März 2019, abgerufen am 31. März 2019. 
38. Kagami Hiiragi: :art: Go AVIF library. Contribute to Kagami/go-avif development by creating an account on GitHub. 12. Juli 2019, abgerufen am 14. Juli 2019. 
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