AVIF: il formato per immagini del futuro

La compressione dei file è una tecnologia chiave per la digitalizzazione, poiché è in grado di alleggerire notevolmente le risorse delle infrastrutture di rete. Il nuovo formato AVIF dovrebbe in futuro contribuire ad aumentare l’efficienza del traffico di dati fino ad arrivare a sostituire il formato JPEG, da anni il più utilizzato in assoluto. Rispetto a JPEG, AVIF comprime le immagini in maniera molto più efficiente e offre anche una migliore qualità dell’immagine. Per questo sono molte le aziende digitali in tutto il mondo a interessarsi all’implementazione del nuovo formato d’immagine.

Nel 2015 è stato costituito un consorzio di aziende leader nel settore digitale con l’obiettivo di migliorare la compressione delle immagini. L’Alliance for Open Media (AOMedia), i cui membri includono Amazon, Cisco, Facebook, Google (incluso YouTube), Mozilla, Microsoft, Netflix, Intel, AMD, Tencent e Apple, ha deciso di concentrarsi principalmente sul traffico dati su Internet. Questo perché, in media, più della metà del traffico dati di un sito web è costituito da immagini. Una migliore compressione delle immagini non è solo in grado di rendere più veloci le singole pagine web, ma migliora anche le prestazioni del web in generale, poiché file di minori dimensioni accelerano il traffico di dati, riducono il consumo di energia e usano meno spazio di archiviazione.

Affinché questa nuova tecnologia si possa affermare come standard universale nel modo più rapido possibile, è fondamentale che questa non abbia costi di licenza e sia liberamente utilizzabile da tutti, secondo il principio open source. Nel marzo 2018, AOMedia ha reso pubbliche le specifiche di un nuovo codec video gratuito, rilasciando la prima versione di AOMedia Video 1 (abbreviato in AV1).

L’impegno del consorzio industriale ha portato non solo a un codec video aperto e libero da diritti, ma anche all’AV1 Image File Format (AVIF) per le immagini fisse. AVIF combina gli efficienti algoritmi di compressione del codec video AV1 con la tecnologia del formato contenitore HEIF (High Efficiency Image File), utilizzato da qualche tempo anche da Apple. Il formato contenitore HEIF fornisce una struttura uniforme e standardizzata per lo scambio, l’archiviazione (ad esempio le specifiche per i metadati) e la trasmissione di contenuti di immagini codificate in AV1.

Per questo, AVIF e HEIF risultano avere molte caratteristiche in comune. Tuttavia, i formati di immagine usano tecnologie di compressione differenti. HEIF, infatti, utilizza prevalentemente il formato video HEVC (High Efficiency Video Coding) invece della compressione AV1. Occasionalmente viene usato anche lo standard di compressione video H.264/MPEG-4 AVC.

AVIF combina una compressione di alta qualità con una diversità funzionale che si impegna a soddisfare i numerosi requisiti imposti da un formato immagine moderno. Sono possibili sia le compressioni lossless (senza perdita) che lossy (con perdita). Come con altri formati immagine, le informazioni aggiuntive sulle aree trasparenti delle immagini vengono memorizzate in un canale alfa. Gli oggetti ritagliati attraverso i dati di trasparenza sono usati, per esempio, nelle interfacce utente, nei collage o nei loghi aziendali.

Inoltre, AVIF supporta spazi di colore estesi (Wide Color Gamut, WCG) e funzioni come granulosità, sottocampionamento dei colori e HDR (High Dynamic Range). La tecnologia HDR è la base per immagini ad alto contrasto che permettono una luminosità particolarmente uniforme e colori e contrasti forti. AVIF è ideale per l’HDR perché è in grado di andare oltre la solita profondità di colore a 8 bit delle immagini con gamma dinamica standard (SDR), rendendo possibili profondità di colore a 10 bit, 12 bit e superiori. I metadati possono essere usati per trasmettere non solo informazioni HDR, ma anche informazioni sulla gamma di colori. Il supporto di immagini multistrato per elementi e sequenze di immagini rende inoltre possibile la creazione di sequenze animate, simili alle note animazioni GIF (Animated GIFs).

Rispetto all’ampiamente diffuso formato JPEG, in circolazione dai primi anni ‘90, AVIF è ancora un formato di file immagine molto giovane. Pertanto, al momento è difficile prevedere in modo affidabile il futuro di questo nuovo arrivato, ma le possibilità di un’implementazione diffusa sono attualmente molto buone per via dei suoi numerosi vantaggi.

Poiché il formato immagine e il codec video sono ancora nelle prime fasi di sviluppo, molto probabilmente ci saranno ulteriori ottimizzazioni, in particolare per quanto riguarda la qualità della riproduzione e la riduzione delle dimensioni dei file. Presumibilmente, ci saranno anche ottimizzazioni del codice per in modo che risulti meno pesante a livello hardware. AVIF, così come HEIF, è attualmente ancora un formato piuttosto esigente per quanto riguarda la codifica (ovvero il trasferimento o la conversione di un file di output nel formato AVIF da parte di un algoritmo) e la decodifica delle informazioni del file codificato (ad esempio per l’elaborazione operativa dell’immagine o la visualizzazione dell’immagine sullo schermo).

Uno dei principali apripista nell’applicazione di questa nuova tecnologia è attualmente il fornitore di video on demand Netflix. Lo specialista dello streaming sta testando il formato AVIF per convertire l’interfaccia utente della piattaforma da SDR a HDR (ad esempio per una migliore anteprima delle immagini). Si prevede un’introduzione graduale, in cui AVIF sarà utilizzato per un numero sempre maggiore di contenuti e piattaforme.

Anche i browser e i sistemi operativi stanno gradualmente familiarizzando con la nuova tecnologia. Opera (dalla versione 71) e Google Chrome (dalla versione 85) supportano già il formato (supporto nativo), mentre Apple Safari non ancora. Mozilla Firefox (dalla versione 77) ha ancora bisogno di un aiuto manuale nella configurazione: il browser infatti può visualizzare i singoli file AVIF solo dopo aver impostato su true il flag image.AVIF.enabled in about:config (inserito nella barra degli indirizzi del browser). Anche Microsoft Edge sta ancora faticando con il nuovo formato di immagine. Ma dal momento che la versione attuale (versione 86) utilizza il motore Chromium di Google, l’implementazione del supporto AVIF per il browser di Windows 10 è probabilmente solo una questione di tempo.

Gli utenti di Windows 10 possono già lavorare con il nuovo formato di immagine e visualizzare i file AVIF, per esempio, nel visualizzatore di immagini interno (Paint). La relativa estensione gratuita AV1 Video Extension è disponibile per l’installazione su Microsoft Store. L’applicazione a pagamento Paint.NET dispone già di un plug-in integrato per i file AVIF. Questo permette agli utenti di Windows non solo di aprire i file AVIF, ma anche di salvare i file immagine in formato AVIF, per utilizzarli ad esempio nel proprio sito web. Il software gratuito di editing delle immagini GIMP, disponibile per tutti i sistemi operativi, supporta il formato AVIF già dalla versione 2.10.22.

Chi desidera incorporare già oggi le immagini AVIF nel proprio sito web, può farlo facilmente. Una soluzione transitoria per integrare AVIF nella pagina web come alternativa al formato JPEG standard richiede solo un po’ di codice HTML. Per farlo, si usa il tag HTML <picture>, che funge da contenitore per più fonti di immagini (<sources>) per un’immagine (<img>). Se il browser non supporta le immagini in formato WebP o AVIF, viene letto l’elemento immagine più basso, come cosiddetta opzione fallback. Lì si può specificare una versione JPEG dell’immagine, certamente supportata da qualsiasi browser:

AVIF ha effettivamente tutti i presupposti per diventare dopo JPEG il nuovo standard per le immagini sul web. Una volta superati i rimanenti ostacoli tecnici (per esempio i processi di codifica ancora piuttosto lenti ed esigenti a livello di hardware), questo formato immagine multifunzionale, combinato con il codec video AV1, potrà essere in grado di fornire immagini fisse e in movimento di elevata qualità per molti anni a venire. Infine non bisogna sottovalutare che l’implementazione del formato AVIF è anche un importante passo verso la sostenibilità e la salvaguardia dell’ambiente, dal momento che permette di risparmiare energia, rete e risorse di archiviazione.