2015-8-31 博博
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編者按：相信走在前列的設(shè)計師已經(jīng)知道了WebP這種圖片格式，比起JPEG、PNG 和 GIF ，它能在保證圖片精細(xì)度的同時縮小圖片體積，在 Google 的明星產(chǎn)品如 Youtube、Gmail、Google Play 中都可以看到 WebP 的身影，今天騰訊的同學(xué)@Hahn__研究后總結(jié)了一篇深度技術(shù)文《WebP 探尋之路》，不落人后，來學(xué)習(xí)吧。
想跟上大潮流，這篇熱門好文少不了：《我的征程是未來！帶你展望2015年最重要的網(wǎng)頁設(shè)計趨勢》不管是 PC 還是移動端，圖片一直是流量大頭，以蘋果公司 Retina 產(chǎn)品為代表的高 PPI 屏對圖片的質(zhì)量提出了更高的要求，如何保證在圖片的精細(xì)度不降低的前提下縮小圖片體積，成為了一個有價值且值得探索的事情。
但如今對于 JPEG、PNG 和 GIF 這些圖片格式的優(yōu)化幾乎已經(jīng)達(dá)到了， 若想改變現(xiàn)狀開辟新局面，便要有釜底抽薪的膽量和氣魄，而 Google 給了我們一個新選擇：WebP。
對 WebP 的研究緣起于手機(jī) QQ 原創(chuàng)表情商城，由于表情包體積較大，在 2G/3G 的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下加載較慢。同事小貝恰好因為 2013 Google I/O Event 了解到了 WebP，于是我們便一起開始了沒羞沒躁的技術(shù)預(yù)研，期待在原創(chuàng)表情圖片的質(zhì)量與體積之間尋找最美的平衡。
今年 WebP 圖片格式得到越來越多的關(guān)注，很多團(tuán)隊也開始布道，前陣子的前端圈“走進(jìn)騰訊互娛前端技術(shù)專場”也有相關(guān)專題。借此熱潮，在這里把上一年的探索過程以及今年 WebP 新的發(fā)展一同分享出來，同時也期待更多的人將其應(yīng)用于實際業(yè)務(wù)中。
WebP（發(fā)音 weppy），是一種支持有損壓縮和無損壓縮的圖片文件格式，派生自圖像編碼格式 VP8。根據(jù) Google 的測試，無損壓縮后的 WebP 比 PNG 文件少了 45％ 的文件大小，即使這些 PNG 文件經(jīng)過其他壓縮工具壓縮之后，WebP 還是可以減少 28％ 的文件大小。
2010 年發(fā)布的 WebP 已經(jīng)不算是新鮮事物了，在 Google 的明星產(chǎn)品如 Youtube、Gmail、Google Play 中都可以看到 WebP 的身影，而 Chrome 網(wǎng)上商店甚至已完全使用了 WebP。國外公司如 Facebook、ebay 和國內(nèi)公司如騰訊、淘寶、美團(tuán)等也早已嘗鮮。目前 WebP 也在我廠很多的項目中得到應(yīng)用，如騰訊新聞客戶端、騰訊網(wǎng)、QQ空間等，同時也有一些針對 WebP 的圖片格式轉(zhuǎn)換工具，如智圖iSparta等。
（Google 已和正在部署的 WebP 的產(chǎn)品）
可喜的是，直到今年，Google 對 WebP 依舊投入了持續(xù)的熱情，2014 年的 Google I/O Event 中也出現(xiàn)了兩個介紹 WebP 應(yīng)用的視頻WebP 已大量應(yīng)用于全球流量消耗最多的 Google 產(chǎn)品中，你還有理由拒絕它嗎？
上面只是簡單介紹了這種圖片格式的背景和應(yīng)用，不過 “talk is cheap”，這種格式優(yōu)勢在哪里？除了壓縮效果極好，圖片質(zhì)量能否得到保障？這需要更理性客觀的數(shù)據(jù)：
這里列舉一個簡單的測試：對比 PNG 原圖、PNG 無損壓縮、PNG 轉(zhuǎn) WebP（無損）、PNG 轉(zhuǎn) WebP（有損）的壓縮效果。更多測試查看 （請用 Chrome 瀏覽器打開）
可以得出結(jié)論：
WebP 的優(yōu)勢體現(xiàn)在它具有更優(yōu)的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法，能帶來更小的圖片體積，而且擁有肉眼識別無差異的圖像質(zhì)量；同時具備了無損和有損的壓縮模式、Alpha 透明以及動畫的特性，在 JPEG 和 PNG 上的轉(zhuǎn)化效果都非常優(yōu)秀、穩(wěn)定和統(tǒng)一。
科技博客 GigaOM 曾報道：YouTube 的視頻略縮圖采用 WebP 格式后，網(wǎng)頁加載速度提升了 10%；谷歌的 Chrome 網(wǎng)上應(yīng)用商店采用 WebP 格式圖片后，每天可以節(jié)省幾 TB 的帶寬，頁面平均加載時間大約減少 1/3；Google+ 移動應(yīng)用采用 WebP 圖片格式后，每天節(jié)省了 50TB 數(shù)據(jù)存儲空間。
現(xiàn)在問題來了：WebP 的支持度和兼容性如何？
根據(jù)對目前國內(nèi)瀏覽器占比與 WebP 的兼容性分析，大約有 50% 以上的國內(nèi)用戶可以直接體驗到 WebP，如果你的網(wǎng)站以圖片為主，或者你的產(chǎn)品基于 Chromium 內(nèi)核，建議體驗嘗試。假如你打算在 App 中使用 WebP，除了 Android4.0 以上提供的原生支持外，其他版本以及 iOS 都可以直接使用官方提供的解析庫（Android 、iOS ）。
為了驗證 WebP 圖片格式的業(yè)務(wù)可行性，我們從流暢度、解碼耗時、CPU 使用、內(nèi)存占用幾個維度進(jìn)行的分析，在開發(fā)同學(xué)們的幫助下得到了非常寶貴的測試數(shù)據(jù)：
測試一：
AndroidQQ 下 PNG 和 WebP 各指標(biāo)對比。
測試數(shù)據(jù)（部分）：
測試結(jié)論：
測試二：
iPhoneQQ 下 PNG 和 WebP 各指標(biāo)對比。
測試數(shù)據(jù)（部分）：
測試結(jié)論：
可見除了 WebP 在解碼時間與 PNG 有較明顯差異（毫秒級別）之外，總體使用體驗和 PNG 基本無差異。同時也需要明確，移動設(shè)備的發(fā)展迅猛，硬件升級快，上一年的表現(xiàn)也許在今年又有了明顯的提升。所以，在 App 中使用 WebP 基本沒有技術(shù)阻礙。
在驗證了業(yè)務(wù)可行性之后，WebP 又激發(fā)了我們對另外一些方向的思考：既然它表現(xiàn)如此優(yōu)秀，能否進(jìn)一步摸清其“秉性”，得到一些能在未來使用中遵循的指導(dǎo)方案？
于是，為了更深入了解 WebP 特性，我們針對原創(chuàng)表情項目 “不同的表情圖片，如何獲得 WebP 的最佳壓縮效率” 問題繼續(xù)展開探究，主要從圖片規(guī)格、色彩數(shù)（顏色數(shù)量）、參數(shù)配置幾個維度進(jìn)行：
探索一：圖片規(guī)格
通過閱讀文獻(xiàn)了解到 WebP 使用的是 Fancy 采樣算法，既然是采樣算法必然有采樣區(qū)塊，而 JPEG 的采樣區(qū)塊是 8*8，對于原始圖片的長寬不是 8 的倍數(shù)，都需要先補(bǔ)成 8 的倍數(shù)，使其能一塊塊的處理，所以對于 8 的整數(shù)倍的圖片，壓縮會更。
那么 WebP 的采樣區(qū)塊會是多少？我們在其他因素保持不變的前提下改變圖片規(guī)格，選取了 200*200 附近多個規(guī)格值，得到了一些數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)可視化之后可以看到凡是以 16*16 倍數(shù)（160*160、176*176、192*192、256*256）為規(guī)格的圖片，有損壓縮的比例都明顯大于以 4*4 或 8*8 的倍數(shù)為規(guī)格的圖片。
結(jié)論：
原創(chuàng)表情可以考慮使用 “16n*16n” 的規(guī)格。目前原創(chuàng)表情選擇的是 200*200 的規(guī)格大小，實際上選擇 256*256 或者 192*192 能獲得更高的 WebP 壓縮效率，量級在千分之幾。
探索二：色彩數(shù)
在 JPEG 和 PNG 格式的選擇經(jīng)驗上可以知道，對于色彩復(fù)雜的圖片，一般使用 JPEG 格式，而對于色彩單一的圖片，使用 PNG 格式。可見色彩數(shù)會影響圖片的壓縮效果。于是我們通過 Photoshop 中的色階分離功能調(diào)整表情圖片的色彩數(shù)，在其他因素保持不變的前提下對比不同色彩數(shù)對于 WebP 有損無損壓縮的影響。
可見，在色彩數(shù)相對較少的前提下，無損壓縮的效果要優(yōu)于有損壓縮；而色彩數(shù)很多時，有損壓縮效果要優(yōu)于無損壓縮，這個分界點(diǎn)在 256±100 之間。
結(jié)論：
建議原創(chuàng)表情盡量控制顏色數(shù)在 256 色以內(nèi)，采用無損壓縮性價比最高。
探索三：色溫、漸變與雜色、直線與直線、描邊
隨后又從色溫、漸變與雜色、直線曲線、是否需要描邊上進(jìn)行了分析，最后的結(jié)論即：
探索四：壓縮配置
為了得到無損壓縮和有損壓縮的最佳壓縮配置，我們通過對 900 張表情圖片進(jìn)行不同壓縮配置的測試（大部分表情圖片的色彩數(shù)都在 256 色以上），得到下面的數(shù)據(jù)：
壓縮參數(shù)說明：
可以發(fā)現(xiàn)，無損壓縮表現(xiàn)很穩(wěn)定，壓縮質(zhì)量越高，壓縮效果也越好。而有損壓縮在壓縮質(zhì)量設(shè)置為 75 以上之后，壓縮效果反而減弱，甚至壓縮后的圖片體積會大于壓縮前的體積。所以得出以下結(jié)論：
最終，得出了一個正反面案例，從技術(shù)角度分析不同的表情圖標(biāo)的優(yōu)劣（強(qiáng)調(diào)一下是“技術(shù)角度”，這里列舉的表情都很贊 ^_^）。
了解完靜態(tài) WebP，下面再了解一下動態(tài) WebP（Animated WebP）：2013 年 11 月 21 日，Animated WebP 終于取得進(jìn)展，并在 Chrome32 Beta 中得到了支持。目前 Animated WebP 支持將 GIF 直接轉(zhuǎn)換成 Animated WebP，或者將多張 WebP 圖片組合成 Animated WebP。與傳統(tǒng)的 GIF 圖比較，Animated WebP 的優(yōu)勢在于：
假如你在使用 Chrome32 以上的瀏覽器，可以點(diǎn)這里體驗。
但新興的事物必然存在不足的地方，Animated WebP 存在的問題：
根據(jù)自己實際的測試，發(fā)現(xiàn) Animated WebP 的壓縮效果較不穩(wěn)定，在默認(rèn)壓縮配置下達(dá)不到 Google 官方提供的示例效果。但 Animated WebP 依然有很多值得期待的空間，值得繼續(xù)關(guān)注。
對于不同場景下 WebP 的使用，我們總結(jié)了一些解決方案，如下：
1、若使用場景是瀏覽器，可以：
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原文地址：騰訊 ISUX
作者：@Hahn__
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