JPEG hält sich seit Jahrzehnten hartnäckig und ist für viele das Bildformat schlechthin. Doch JPEG, PNG & co. haben Nachteile – in den letzten Jahren entstanden zunehmend bessere Alternativen. In diesem Beitrag werfen wir einen theoretischen & praktischen Blick auf die interessantesten sowie wichtigsten Bildformate, die man 2024 kennen sollte. Ich habe Testbilder in diese umgewandelt, um einen praktisch greifbaren Eindruck zu schaffen.
Welche gängigen Bildformate gibt es?
Steigen wir mit dem Ist-Stand ein. Lange Zeit waren Bildformate für die Meisten sehr übersichtlich: JPEG/JPG ist das Standardformat für Bilder. Zwar Verlustbehaftet, doch dank zunehmend wachsender & günstiger werdender Speicher kann das Bild eines Smartphones 3-6 MB groß werden. Bei professionellen Kameras noch mehr – Die 2019 vorgestellte Sony Alpha 6400 beispielsweise knackt bei einigen Bildern die 10 MB Grenze. Stellt man die Qualität auf Maximum, sind sogar bis zu 20 MB möglich.
Benötigt man Transparenz oder gewichtet verlustfreie Bilder über den Platzbedarf, ist PNG das Mittel der Wahl. Fotografien, die maximale Kontrolle & Spielraum für Nacharbeiten haben möchten, verwenden RAW. Fans von Memes und anderen animierten Bilder kommen mit GIF auf ihre Kosten. Für Logos und Symbole hat sich SVG besonders auf Webseiten durchgesetzt: Vektorgrafiken lassen sich ohne Qualitätsverlust unbegrenzt skalieren. Natürlich gibt es noch weitere, die eher in Nischen relevant sind, wie z.B. Bitmap (BMP).
Diese fünf Formate deckten einen sehr großen Teil aller Anwendungsfälle ab, teilweise bis heute. Dem durchschnittlichen Nutzer dürfte JPEG bereits reichen – das liefern die meisten Kameras standardmäßig. Auch ein 2023 auf dem Markt erschienenes Samsung Salaxy S23+ erzeugt JPEG-Bilder.
Starkes Wachstum: So groß waren Handybilder ~2005
Auch hier bleibt der technische Fortschritt nicht stehen. Das zeigt der Vergleich mit Bildern, die 2008 ein Nokia 6230i aufgenommen hat. Das Nokia kam 2005 auf den Markt, es liegen somit etwa 18 Jahre zwischen den Kameras.
Während bereits damals das Anfang der 1990er Jahre entwickelte JPEG-Format zum Einsatz kam, ist das damalige Bild mit rund 82 KB für heutige Verhältnisse winzig – ein Unterschied um mehr als Faktor 52! Die Auflösung ist heutzutage ebenfalls deutlich höher, als damals. Das spiegelt sich natürlich auf den Geräten wieder: Die Zeiten von 1280×1024 px Bildschirmen sind längst vorbei. Full-HD (1920×1080) sind der Mindeststandard. Zunehmend wird dieser von WDHD und 4K verdrängt.
Warum es anders geht & gehen sollte
Es muss jedoch nicht sein, dass Handybilder exzessiv mehr Speicher benötigen. Das hat noch einen anderen Grund: Wir verwenden ein über 30 Jahre altes Bildformat. JPEG entstand in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren.1 Wie man sich am obigen Beispiel vorstellen kann, sahen die Anforderungen damals anders aus. Eben so wie die Rahmenbedingungen. Fotos wurden nur mit (noch relativ teuren) Digitalkameras aufgenommen und schon deswegen in weitaus geringerer Menge, als heutzutage mit Smartphones. Die Jahrzehnte an Entwicklung dazwischen erlauben allerdings auch bessere Kompression für Bilder. In den letzten Jahren wurden mehrere neue Formate geschaffen, um diese Möglichkeiten besser nutzen zu können.
Wichtig ist das vor allem für das Web als Teil des Internets. Viele Bilder werden nicht mehr nur auf dem Computer gespeichert, wie vor 20-30 Jahren. Sondern über verschiedene Kanäle des Internets verteilt. Vor allem auf großen Internetseiten macht es einen Unterschied, ob ein häufig abgerufenes Bild 25% größer oder kleiner ist. Kleinere Bilder werden schneller geladen, vor allem mit langsamen Verbindungen (ländliche Regionen, Mobil usw). Außerdem schont es die Umwelt, da jede Datenübertragung Ressourcen kostet. Wenn wir das gleiche Bild mit weniger Aufwand übertragen können, warum nicht? Das hat keine Nachteile, sondern für alle nur Vorteile.
Selbstversuch: Eigene Bilder umwandeln
Mit der freien Bildbearbeitungssoftware Gimp kann man das praktisch an den eigenen Bildern ausprobieren: Über Datei > Exportieren nach ändert man die Erweiterung (z.B. von .jpg oder eben dem Bildformat, welches die Quelldatei verwendet) in .webp und bekommt einen Dialog mit allen Einstellungen für das Zielformat angezeigt.
Möchte man beispielsweise das Bild verlustfrei speichern, setzt man oben den Haken. Ansonsten kann über den Regler zur Qualität die Stärke der verlustbehafteten Kompression bestimmt werden. Hier gilt: Je geringer die Qualität, um so kleiner wird die Datei. Der Wert lässt sich jedoch nicht über Formate hinweg 1:! übertragen! Je nach Bildformat kann das Ergebnis stark variieren. 80% JPEG-Qualität entsprechen bei AVIF etwa 64%. WebP wiederum liegt mit 82% nah an JPEG.2
Der Umrechnungsfaktor von JPEG zu AVIF liegt bei 0,8. Daher entsprechen beispielsweise 90% JPEG (90*0,8) = 72%. Dies ist nur eine Orientierung. Man sollte selbst testweise Bilder (als Kopien!) umwandeln und sich davon überzeugen, welche Qualitätsstufe für die eigenen Ansprüche notwendig ist. Auch die zukünftige Nutzung ist nicht unherheblich. Tendenziell ist es daher empfehlenswert, keine zu extremen verlustbehafteten Kompressionen (z.B. AVIF 40) zu nehmen – selbst wenn das für die Anzeige auf kleinen Smartphones ausreichen dürfte. Man möchte die Bilder ggf. in Zukunft auf einem Beamer zeigen oder für den größeren PC-Bildschirm als Hintergrundbild nehmen. Auf AVIF 72% oder Höher dürfte dies kein Problem sein, mit deutlich geringeren Werten leidet irgendwann die Qualität sichtbar.
Auf GitHub gibt es nützliche Hilfsmittel, die einen direkten Vergleich verschiedener Bilder aus unterschiedlichen Formaten durch Überfahren mit der Maus ermöglichen.3
WebP: Der erste Versuch eines neuen Formates
2010 stellte Google das WebP als Nachfolger von JPEG und PNG für das Web vor. Es basiert auf dem Video-Kompressionsverfahren VP8, das Lizenztechnisch umstritten war. Inzwischen darf ihn Google durch Lizenzzahlungen gebührenfrei & quelloffen verbreiten.4 Dank der Möglichkeit zur Darstellung von Transparenz sind keine getrennten Formate mehr nötig. Es unterstützt sowohl verlustfreie, als auch verlustbehaftete Kompression. Im Vergleich zu PNG sind WebP Bilder um 26% kleiner, bei JPEG beträgt die Ersparnis mit vergleichbarer Qualität sogar 25-34%.5 Natürlich variiert dies immer, je nach Bildinhalt. Ein Foto mit mehr Details und viel Abwechslung lässt sich weniger stark (verlustarm) komprimieren, als ein eher detailarmes, monotones Bild.
Mein 4,0 MB großes JPEG-Foto wird verlustfrei sogar auf 10,9 MB aufgebläht. Mit einer Kompression auf 902% ist es dagegen auf 3,0 MB geschrumpft, das entspricht einer Ersparnis von 25%. Folgende Liste zeigt oben das Originalbild, in der Mitte den WebP-Export mit 90% Qualität und ganz unten einen Verlustfreien Export:
Für WebP im Web spricht die breite Unterstützung: Google hatte mit seinem hauseigenen Chrome-Browser bereits 2010 den Anfang gemacht, der Rest folgte in den Jahren danach. Alle gängigen Browser können seit 2019 WebP-Bilder anzeigen.6 Lediglich Microsoft weigerte sich beim Internet Explorer, der inzwischen jedoch ohnehin keine Rolle mehr spielt. Bei Desktop-Software hält es ebenfalls zunehmend Einzig: Grafikprogramme wie GIMP, Krita, Photoshop & co. können seit einiger Zeit mit WebP umgehen.
Klingt, als wäre WebP das bessere JPEG & PNG in einem? Leider gibt es einen Nachteil – die Komprimierung. Sie ist zwar effizient, wie obiges Beispiel zeigt. Doch das braucht seine Zeit. Bei meinem Handybild mit 90% Kompression hat das Umwandeln etwa 3,5 Sekunden gedauert, je nach Quellformat & Auflösung noch länger. Das mag wenig erscheinen. Macht man das täglich viele male, summiert sich die Wartezeit. Noch nerviger dürfte es bei der Echtzeitverarbeitung sein: Eine Kamera, die zig Sekunden Wartezeit verlangt, bis das nächste Bild aufgenommen werden kann.
JPEG XL: Theoretisch super, praktisch sehr eingeschränkt brauchbar
Relativ spät begann 2018 das Urgestein der Bildformate damit, einen eigenen Nachfolger zu finden.7 2022 wurde der zweite Teil standardisiert.8 Das verlustfreie Exportieren in GIMP ist mit 10,2 MB ähnlich enttäuschend – versprochen wird eine Reduzierung um 20% im Durchschnitt. Doch mit 90% Kompression hat sich das 4,4 MB große JPEG-Bild auf 2,2 MB halbiert. Optisch sind für mich keinerlei Unterschiede sichtbar, selbst mit 200% Zoom nicht.
Die Stärken gehen jedoch darüber hinaus: Progressive Decoding (progressives Dekodieren/Herunterladen) erlaubt das Anzeigen einer qualitativ schlechteren Vorschau, nachdem nur 15% des Bildes übertragen wurden. Das liegt daran, dass JPEG spezifisch als Bildformat entworfen wurde. Alle anderen Alternativen stammten von Video-Codecs ab, wo etwas derartiges wenig Sinn ergeben würde. Dort baut sich das Bild langsam auf. Zwar stammt diese Funktion aus der Zeit von Modemverbindungen. Auch 2024 hat das noch immer Relevanz. Schließlich ist man vor allem mobil durchaus mal gedrosselt, das Netz stark ausgelastet oder langsam angebunden.
Auch darüber hinaus ist JPEG XL abwärtskompatibel und erlaubt das Umwandeln von JPEG in JPEG XL mit der Möglichkeit, dies wieder rückgängig zu machen. Verbesserungen versprechen eine verbesserte Kompression, die kaum sichtbar sein soll und auf störende Artifakte verzichtet – während Parallel die Dateigröße um bis zu 60% sinken soll. Leistungseinbußen wie bei WebP werden vermieden. Technisch soll es mindestens genau so lange mit der Entwicklung Schritt halten, wie sein Vorgänger. Daher unterstützt es u.a. erstmals Transparenz. Dies hat in JPEG gefehlt, sodass hierfür klassischerweise auf PNG ausgewichen wurde.
Ein großer Vorteil ist die Offenheit. JPEG XL hängt weder von Patenten ab, noch wird für die Implementierung proprietäre Software benötigt. Die Referenzimplementierung libjxl ist als freie quelloffene Software verfügbar.9 Jeder kann sie wahlweise nutzen bzw das Format selbst implementieren, ohne Lizenzgebühren zahlen oder andere Einschränkungen hinnehmen zu müssen. Die Verwendung von unfreien Komponenten sowie fehlende Kompatibilität hatte die Verbreitung von JPEG 2000 vor über zwei Jahrzehnten bereits stark eingeschränkt.
Überzeugt, dass JPEG XL noch besser als WebP ist? Faktisch ja,10 allerdings gibt es in der Praxis einen großen Haken: Die Unterstützung. Google hatte es experimentell in Chromium eingebaut, doch Ende 2022 in Version 110 wieder entfernt.11 Bis heute ist diese Entscheidung stark umstritten, Googles Gründe wirken für viele vorgeschoben. Mit einem Marktanteil von rund 65,4% weltweit (Stand: Juli 2024)12 hat Chrome jedoch eine marktbeherrschende Stellung im Web. Kleinere Browser wie Firefox orientieren sich daran. Lediglich Safari als Nischenbrowser unterstützt es aktuell.13 Während JPEG XL im Web durch Google gestorben zu sein scheint, gibt es an anderer Stelle zumindest etwas Hoffnung: Seit 2023 unterstützt es zumindest GIMP.14
AVIF
Auch dieses Format ist relativ jung, 2019 erschien die erste Spezifikation. AVIF stammt ebenfalls aus der Video-Welt: Das offene und lizenzkostenfreie AV1 (AOMedia Video 1, erstmals 2018 veröffentlicht) dient als Grundlage. AV1 ist eine Weiterentwicklung von VP9, der wiederum als Nachfolger von VP8 erschien – damit schließt sich der Kreis zu WebP. Bei AVIF kommt die BSD 2 Lizenz zum Einsatz.15 So zumindest die Theorie. In der Praxis ist AV1 leider ebenfalls nicht von den zahlreichen Patentkriegen sicher, die unter Video-Codecs seit Jahren laufen.16 Ein gewisses Restrisiko bleibt für AVIF damit ebenfalls.
Im Vergleich zu WebP erreicht AVIF eine bessere Kompression, sodass die Dateien bei gleichbleibender Qualität noch kleiner sind. Die Qualitätsstufe 62% von AVIF ist mit 80% bei JPEG vergleichbar. Mein im Original 4,0 MB großes Testbild ist mit 62% AVIF nur noch 1,4 MB klein. Optisch sehe ich bei 100% (4000×2252 Pixel Auflösung) minimale Unterschiede, die jedoch nur im direkten Vergleich überhaupt auffallen. JPEG (= klassisch, nicht JPEG XL) kommt bei 80% auf 2,5 MB – ein Unterschied von 56%. Selbst bei einer Erhöhung der Qualität auf 72% ist AVIF mit 2,2 MB weiterhin kleiner.
AVIF das Web auf seiner Seite: Es wird ähnlich breit unterstützt, wie WebP.17 Erwähnenswert ist
zudem, dass es Animationen (GIF) bietet.
Ein zweiter praktischer Test im direkten Vergleich
Ich habe ein zweites mit dem Smartphone aufgenommene Bild sowohl als klassisches JPEG mit 90% Qualität exportiert. Als auch in jedes der drei neuen Formate mit einem vergleichbaren Wert.
| Format | Qualität | Dateigröße | Ersparnis ggü. Original |
| JPEG – Original | – | 7,2 MB | – |
| JPEG | 90% | 4,5 MB | 2,7 MB (37,5%) |
| JPEG XL | 90% | 2,5 MB | 4,7 MB (65,3%) |
| AVIF | 72% | 1,2 MB | 6,0 MB (83,3%) |
| WebP | 92% | 2,9 MB | 4,3 MB (59,7%) |
Hier ist das Ergebnis eindeutig: AVIF erzeugt mit Abstand das kleinste Bild, gefolgt von JPEG XL. Trotz der Ersparnis von über 80% kann ich auf 100% und 200% Zoom keinen Unterschied erkennen. Eine beeindruckende Detailtiefe und Dateigröße für die hohe Auflösung von 3376×6000 Pixeln.
Schlussendlich noch die gebündelten Werte des ersten Testbildes vom Samsung Smartphone, welches im Fließtext bei den Formaten erwähnt wurde:
| Format | Qualität | Dateigröße | Ersparnis ggü. Original |
| JPEG – Original | – | 4,0 MB | – |
| JPEG | 90% | 3,4 MB | 0,6 MB (15%) |
| JPEG XL | 90% | 2,2 MB | 1,8 MB (45%) |
| AVIF | 72% | 1,8 MB | 2,2 MB (55%) |
| WebP | 92% | 3,0 MB | 1,0 MB (25%) |
(Nahezu) Irrelevante Formate
Es wäre absurd zu behaupten, dass sich in mehreren Jahrzehnten nur eine Hand voll Bildformate entwickelt haben. Einige weitere existieren, ein Beispiel ist HEIF (High Efficiency Image File Format): Wie AVIF und WebP kommt es aus der Video-Branche, hier HEVC – bekannt durch den H265 Codec. Im Vergleich zu JPEG soll etwa 40% Speicher gespart werden, also grob mit JPEG XL vergleichbar. Apple nutzt es seit 2017 als Standard auf ihren Geräten,18 darüber hinaus konnte es sich kaum durchsetzen: Das Samsung Galaxy S23+ bietet als einer der wenigen in den erweiterten Einstellungen dies als Alternative zu JPEG an.
Selbst beim Teilen von Apple-Geräten müssen diese HEIF-Bilder in JPEG umwandeln. Unter den Webbrowsern kann lediglich Safari damit umgehen. Auch JPEG 2000 war ein früherer Versuch, um JPEG besser zu machen. Diese und weitere Projekte kann man als gescheitert betrachten. Das Bildformat der Zukunft muss im WWW breitflächig unterstützt werden, wie es bei den Klassikern der Fall ist. Damit bleiben derzeit weniger als fünf übrig.
Nutzung im Alltag
Wie sehr Zukunftsmusik das bei vielen jedoch noch ist, zeigen Statistiken von W3Tech zur Verbreitung:19 PNG & JPEG liegen mit großem Abstand vorne. Gefolgt von SGV, wobei dieses Format für Logos/Icons bereits sinnvoll ist und keinen Ersatz benötigt. Selbst das seit über einem Jahrzehnt verfügbar WebP kommt auf überschaubare 13,6% – AVIF nutzen gar nur 0,2% der analysierten Seiten.
Dies lässt erahnen: Längst nicht alle Seiten unterstützen moderne Bildformate. Auf Kleinanzeigen (ehemals eBay Kleinanzeigen) sind beispielsweise nur die Klassiker JPG, PNG und GIF erlaubt. Selbst das älteste WebP wird nicht akzeptiert. Auch Instagram lebt in einem anderen Jahrzehnt. Twitter/X dagegen kommt zumindest mit AVIF sowie WebP zurecht, nur bei JPEG XL muss es passen. Zusammengefasst ist es durchwachsen.
Je nachdem, was man mit den Bildern macht, müssen modernere Formate ggf. derzeit noch umwandelt werden, um sie überall zu verwenden. Das sollte man bei der persönlichen Entscheidung im Hinterkopf behalten. Im persönlichen Fotoarchiv hat man die Möglichkeit, entsprechend kompatible Software einzusetzen. Auf der eigenen Webseite ebenfalls, hier ist nur die Unterstützung der Browser entscheidend. Bei Drittanbieter-Diensten gilt die Friss oder Stirb Mentalität.
Fazit: Welchem Bildformat gehört die Zukunft?
Das klassische JPEG-Format ist bis heute stark verbreitet, aber wurde in den letzten Jahren überholt. Bei den Tests mit drei unterschiedlichen Bildern konnte AVIF alle deutlich verkleinern. Geringe optische Unterschiede fallen höchstens beim Zoomen auf Screenshots auf. Softwarepatente schweben jedoch als Damoklesschwert über dem auf Video-Codes basierten Format. Damit hat der JPEG-Nachfolger JPEG XL keine Probleme: Er blieb etwas hinter AVIF, erzielte dennoch gute Ergebnisse. Die Qualität ist im Vergleich zum klassischen JPEG deutlich besser geworden, bei geringerer Dateigröße. WebP ist bereits etwas Älter und bildet das Schlusslicht. Gewisse Unterschiede können je nach Kamera, Einstellungen und Bildmaterial auftreten.
Leider weigert sich Chrome, weiterhin das uneingeschränkt freie JPEG XL zu unterstützen. Eine Wende bei Google ist nicht in Sicht, sodass dieses Format auf absehbare Zeit im Web keine Zukunft hat. Damit hat AVIF die besten Karten. Alternativ bleibt nur das bei der Kompression abgeschlagene WebP. Besser als das klassische JPEG ist es jedoch allemal.
Quellen
- https://www.adobe.com/de/creativecloud/file-types/image/raster/jpeg-file.html ↩︎
- https://www.industrialempathy.com/posts/avif-webp-quality-settings/ ↩︎
- https://afontenot.github.io/image-formats-comparison/#abandoned-factory&original=l&JPEGXL=l ↩︎
- https://www.businesswire.com/news/home/20130307006192/en/Google-MPEG-LA-Announce-Agreement-Covering-VP8 ↩︎
- https://developers.google.com/speed/webp?hl=de ↩︎
- https://caniuse.com/webp ↩︎
- https://jpeg.org/items/20180504_press.html ↩︎
- https://www.iso.org/standard/77977.html ↩︎
- https://jpegxl.info/why-jxl.html ↩︎
- https://cloudinary.com/blog/the-case-for-jpeg-xl ↩︎
- https://www.heise.de/news/Beerdigt-Google-so-JPEG-XL-Chromium-entfernt-das-Grafikformat-noch-vorm-Start-7325682.html ↩︎
- https://gs.statcounter.com/browser-market-share/all/ ↩︎
- https://caniuse.com/jpegxl ↩︎
- https://www.heise.de/news/Noch-nicht-von-allen-abgeschrieben-GIMP-bekommt-JPEG-XL-Export-7529992.html ↩︎
- https://github.com/AOMediaCodec/av1-avif/blob/master/LICENSE ↩︎
- https://www.golem.de/news/videocodec-der-endkampf-um-video-patente-und-av1-2311-179666.html ↩︎
- https://caniuse.com/avif ↩︎
- https://www.heise.de/news/HEIF-statt-JPEG-iOS-11-soll-Foto-Speicherplatzbedarf-halbieren-3747781.html ↩︎
- https://w3techs.com/technologies/overview/image_format ↩︎