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O formato de imagem JPEG XL (JXL) é um padrão de codificação de imagem de última geração que visa superar as capacidades de formatos existentes como JPEG, PNG e GIF, fornecendo eficiência de compressão, qualidade e recursos superiores. É o resultado de um esforço colaborativo do comitê Joint Photographic Experts Group (JPEG), que tem sido fundamental no desenvolvimento de padrões de compressão de imagem. O JPEG XL foi projetado para ser um formato de imagem universal que pode lidar com uma ampla gama de casos de uso, desde fotografia profissional até gráficos da Web.

Um dos principais objetivos do JPEG XL é fornecer compressão de imagem de alta qualidade que pode reduzir significativamente o tamanho dos arquivos sem comprometer a qualidade visual. Isso é alcançado por meio de uma combinação de técnicas avançadas de compressão e uma estrutura de codificação moderna. O formato usa uma abordagem modular, permitindo incorporar várias operações de processamento de imagem, como conversões de espaço de cores, mapeamento de tons e redimensionamento responsivo, diretamente no pipeline de compressão.

O JPEG XL é construído sobre a base de dois codecs de imagem anteriores: PIK do Google e FUIF (Free Universal Image Format) da Cloudinary. Esses codecs introduziram várias inovações na compressão de imagem, que foram ainda mais refinadas e integradas ao JPEG XL. O formato foi projetado para ser livre de royalties, tornando-o uma opção atraente para desenvolvedores de software e criadores de conteúdo que precisam de uma solução econômica para armazenamento e distribuição de imagens.

No cerne da eficiência de compressão do JPEG XL está o uso de uma técnica moderna de codificação de entropia chamada sistemas numéricos assimétricos (ANS). ANS é uma forma de codificação aritmética que fornece taxas de compressão quase ideais ao codificar eficientemente a distribuição estatística dos dados da imagem. Isso permite que o JPEG XL alcance melhor compressão do que métodos tradicionais como a codificação Huffman, que é usada no formato JPEG original.

O JPEG XL também introduz um novo espaço de cores chamado XYB (eXtra Y, Blue-yellow), que foi projetado para se alinhar melhor com a percepção visual humana. O espaço de cores XYB permite uma compressão mais eficiente ao priorizar os componentes de uma imagem que são mais importantes para o olho humano. Isso resulta em imagens que não apenas têm tamanhos de arquivo menores, mas também exibem menos artefatos de compressão, especialmente em áreas com variações sutis de cor.

Outro recurso importante do JPEG XL é o suporte para imagens de alta faixa dinâmica (HDR) e ampla gama de cores (WCG). À medida que as tecnologias de exibição evoluem, há uma demanda crescente por formatos de imagem que podem lidar com a faixa estendida de brilho e cor que essas novas telas podem produzir. O suporte nativo do JPEG XL para HDR e WCG garante que as imagens pareçam vibrantes e realistas nas telas mais recentes, sem a necessidade de metadados adicionais ou arquivos sidecar.

O JPEG XL também foi projetado com a decodificação progressiva em mente. Isso significa que uma imagem pode ser exibida com uma qualidade inferior enquanto ainda está sendo baixada, e a qualidade pode melhorar progressivamente à medida que mais dados se tornam disponíveis. Esse recurso é particularmente útil para navegação na Web, onde os usuários podem ter velocidades de Internet variadas. Ele permite uma melhor experiência do usuário ao fornecer uma prévia da imagem sem ter que esperar que o arquivo inteiro seja baixado.

Em termos de compatibilidade com versões anteriores, o JPEG XL oferece um recurso exclusivo chamado "recompressão JPEG". Isso permite que as imagens JPEG existentes sejam reprimidas no formato JPEG XL sem qualquer perda adicional de qualidade. As imagens reprimidas não são apenas menores em tamanho, mas também retêm todos os dados JPEG originais, o que significa que podem ser convertidas de volta ao formato JPEG original, se necessário. Isso torna o JPEG XL uma opção atraente para arquivar grandes coleções de imagens JPEG, pois pode reduzir significativamente os requisitos de armazenamento, preservando a capacidade de reverter para os arquivos originais.

O JPEG XL também aborda a necessidade de imagens responsivas na Web. Com sua capacidade de armazenar várias resoluções de uma imagem em um único arquivo, os desenvolvedores da Web podem fornecer o tamanho de imagem mais apropriado com base no dispositivo e na resolução da tela do usuário. Isso elimina a necessidade de arquivos de imagem separados para diferentes resoluções e simplifica o processo de criação de designs responsivos para a Web.

Para fotógrafos profissionais e designers gráficos, o JPEG XL suporta compressão sem perdas, o que garante que cada bit dos dados da imagem original seja preservado. Isso é crucial para aplicativos onde a integridade da imagem é fundamental, como em imagens médicas, arquivos digitais e edição profissional de fotos. O modo sem perdas do JPEG XL também é altamente eficiente, geralmente resultando em tamanhos de arquivo menores em comparação com outros formatos sem perdas como PNG ou TIFF.

O conjunto de recursos do JPEG XL se estende para incluir suporte a animação, semelhante aos formatos GIF e WebP, mas com muito melhor compressão e qualidade. Isso o torna um substituto adequado para GIFs na Web, fornecendo animações mais suaves com uma paleta de cores mais ampla e sem as limitações da restrição de 256 cores do GIF.

O formato também inclui suporte robusto para metadados, incluindo perfis EXIF, XMP e ICC, garantindo que informações importantes sobre a imagem sejam preservadas durante a compressão. Esses metadados podem incluir detalhes como configurações da câmera, informações de direitos autorais e dados de gerenciamento de cores, que são essenciais para uso profissional e preservação do patrimônio digital.

Segurança e privacidade também são consideradas no design do JPEG XL. O formato não permite a inclusão de código executável, o que reduz o risco de vulnerabilidades de segurança que podem ser exploradas por meio de imagens. Além disso, o JPEG XL suporta a remoção de metadados confidenciais, o que pode ajudar a proteger a privacidade do usuário ao compartilhar imagens online.

O JPEG XL foi projetado para ser à prova de futuro, com um formato de contêiner flexível que pode ser estendido para suportar novos recursos e tecnologias à medida que surgem. Isso garante que o formato possa se adaptar às mudanças de requisitos e continuar a servir como um formato de imagem universal nos próximos anos.

Em termos de adoção, o JPEG XL ainda está nos estágios iniciais, com esforços contínuos para integrar o suporte em navegadores da Web, sistemas operacionais e software de edição de imagem. À medida que mais plataformas adotam o formato, espera-se que ele ganhe força como um substituto para formatos de imagem mais antigos, oferecendo uma combinação de eficiência, qualidade e recursos aprimorados.

Concluindo, o JPEG XL representa um avanço significativo na tecnologia de compressão de imagem. Sua combinação de alta eficiência de compressão, suporte para recursos modernos de imagem e compatibilidade com versões anteriores o posiciona como um forte candidato para se tornar o novo padrão para armazenamento e transmissão de imagens. À medida que o formato ganha adoção mais ampla, ele tem o potencial de transformar a maneira como criamos, compartilhamos e consumimos imagens digitais, tornando-as mais acessíveis e agradáveis para todos.