WebP

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WebP
Logo von WebP

Dateiendung: .webp
MIME-Type: image/webp[1]
Magische Zahl: 5249.4646.xxxx.xxxx.5745.4250 hex
RIFF....WEBP

(ASCII)

Entwickelt von: Google, On2
Erstveröffentlichung: 2010
Art: Grafikformat
Enthalten in: RIFF
Erweitert von: VP8
developers.google.com/speed/webp

WebP ist ein Grafikformat für verlustbehaftete oder verlustfreie Bildkompression für statische oder animierte Bilder.[2][3] Als weiterer Abkömmling des 2010 freigegebenen Video-Codecs VP8 ist es ein Schwesterprojekt des Videoformates WebM.[4]

Aussprache

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Laut dem Dateinamenserweiterungen-Verzeichnis Dot What? wird WebP wie im Englischen „weppy“ ausgesprochen.[5]

Merkmale

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Das Format bietet (ausschließlich) 4:2:0-Farbunterabtastung. Es unterstützt Bilder mit Seitenlängen von bis zu 16.383 Pixeln (14 Bits: 214−1).

WebP erreicht bei sehr hoher Komprimierung eine bessere Bildqualität pro Datenmenge als JPEG. Es arbeitet besonders effektiv bei der Komprimierung von detailarmen, gleichförmigen Bildteilen.[6]

Durch die Komplexität der Komprimierung ist diese aber auch deutlich langsamer als bei JPEG. Es ist daher in der Regel nicht ratsam, die Bilder direkt zu prozessieren, wie dies z. B. bei Web Map Services der Fall ist[7].

Am 3. Oktober 2011 wurde für WebP Unterstützung für Animationen, ICC-Profile, XMP- und Exif-Metadaten sowie Kachelung („tiling“; große, zusammengesetzte Bilder aus max. 16.384×16.384 Teilen) eingeführt.[8] Am 18. November 2011 wurden experimentell verlustfreie Kompression und Unterstützung für Transparenz (Alphakanal) sowohl im verlustbehafteten sowie auch verlustfreien Modus eingeführt. Die Unterstützung wurde mit Einführung libwebp 0.2.0 (16. August 2012) standardmäßig aktiviert.[9][10]

Die Software zur Bearbeitung und Darstellung von WebP wird unter der BSD-Lizenz veröffentlicht.

Technik

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Das Format wird von Google auf Basis der Intra-Frame-Codierung des Video-Codecs VP8 und dem Containerformat RIFF entwickelt und ist bitstromkompatibel zu VP8. Als solches handelt es sich um ein blockbasiertes (4×4 Pixel Blockgröße) Transformationsverfahren mit 8 Bit Farbtiefe und einem Helligkeit-Farbigkeit-Farbmodell mit Farbunterabtastung im Verhältnis 1:2 (YCbCr 4:2:0).[11] Es verwendet eine vergleichsweise fortschrittliche Entropiekodierung – eine Art binärer arithmetischer Codierung (ähnlich CABAC). Der obligatorische RIFF-Container führt ohne weiteren Inhalt zu einem Overhead von nur 20 Bytes und kann der zusätzlichen Aufnahme von Metadaten dienen.

Die freie Referenzimplementierung besteht aus einer Konvertier-Software in Form eines Kommandozeilenprogrammes für Linux (cwebp) und einer Programmbibliothek zur Dekodierung (derselben wie für WebM).

Verwendung

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Ein Beispiel für WebP

Das Format soll als neuer offener Standard für verlustbehaftet komprimierte Echtfarb-Grafiken im Web dienen und wird so als direkte Konkurrenz zum älteren JPEG platziert, gegenüber dem es bei vergleichbarer Qualität deutlich kleinere Dateien ermöglichen soll.

Unterstützende Webbrowser

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Als erster Browser unterstützt Googles eigener Webbrowser Chrome das Format seit Oktober 2010;[12] Opera ab Version März 2011.[13] Seit Januar 2019 unterstützt Firefox ab Version 65 WebP.[14]

Die Google-Entwickler haben die WebP-Unterstützung schließlich als Bestandteil in die Rendering-Engine WebKit eingefügt, damit alle WebKit-basierten Browser, beispielsweise Safari, das Format ebenfalls verwenden können. Safari unterstützt WebP ab der Version 14,[15] auf macOS aber nur mit der Betriebssystemversion Big Sur oder später.[16]

Edge unterstützt WebP ab der Version 1809 (RS5) von Windows 10.[17]

Opera benutzt seit April 2011 das Format standardmäßig für Bilder, die komprimiert über Operas Proxyserver für die Funktion „Opera Turbo“ übertragen werden.[18][19]

Konqueror, der Webbrowser von KDE, unterstützt WebP ab der KDE-Version 4.11.[20] Da die Bildformate in KDE als wiederverwendbare Komponenten implementiert sind, kann damit jedes Grafikprogramm unter KDE WebP nutzen (z. B. KolourPaint, Gwenview, Krita, Calligra, …).

Unterstützende Content-Management-Systeme

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Am 20. Juli 2021 wurde WordPress Version 5.8 veröffentlicht.[21] WordPress unterstützt somit ohne Plug-in offiziell den Upload von WebP-Bildern. Bisher hochgeladene Bilder müssen jedoch nachträglich von JPG oder PNG in WebP umgewandelt werden.[22]

Unterstützende Grafikprogramme

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Affinity Photo, Photoshop,[23] ACDSee, Krita, PhotoLine und Pixelmator unterstützen WebP ohne Plug-in. Die aktuellen Versionen von GIMP (seit 2.9.2, Ende 2015),[24] IrfanView, Paint.NET und XnView unterstützen sowohl Lesen als auch Schreiben von WebP, wenn die erforderlichen Plug-ins installiert sind.

Mit LibreOffice 7.4 wird WebP unterstützt. Allerdings kann zum Abspeichern noch nicht das native ODS bzw. ODT-Office-Format verwendet werden.[25]

Blender unterstützt den Export von WebP ab Version 3.2.[26]

Verwendung in Messengern

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Seit dem 19. Mai 2015 können Benutzer des Messengers Telegram virtuelle Stickersammlungen erstellen und für Freunde veröffentlichen.[27] Diese basieren auf WebP-Dateien mit bis zu 512×512 Pixeln, verknüpfen allerdings noch ein Emoji damit. Seit Ende 2018 unterstützt auch WhatsApp Sticker mit diesem Format.[28] Signal unterstützt ebenfalls WebP als Format für Sticker.

Kritik und Vergleich mit anderen Verfahren

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Das bei Erstveröffentlichung vorgelegte Format und seine (Referenz-)Implementierung galten als noch unbrauchbar. Jason Garrett-Glaser, ein Entwickler des x264-Encoders, äußerte mehrere Kritikpunkte zu WebP.[29] WebP unterstütze ausschließlich die Farbunterabtastung 4:2:0. Die vom JPEG-Format unterstützten 4:2:2 und 4:4:4 fehlten. Die Qualität von Vergleichsbildern im WebP-Format sei offenbar trotz des überlegenen Formates bei gleicher Dateigröße schlechter und verschwommener als jene im JPEG-Format, da der Encoder keine wahrnehmungspsychologischen Optimierungen einsetze.[30] Seitdem hat Pascal Massimino, der Entwickler des cwebp-Encoders, diesen verbessert und die meisten der angemerkten Fehler beseitigt, wodurch die o. g. Punkte größtenteils hinfällig sind. Jason Garrett-Glaser weist korrekt darauf hin, dass der H.264-„intra-frame“-Algorithmus bessere Ergebnisse als VP8 liefert, jedoch im Gegensatz zu VP8 mit Patenten behaftet ist.

Vergleichstests zeigten 2010 tendenziell bei mittleren bis hohen Qualitätseinstellungen unterlegene Kompressionsergebnisse und Schwierigkeiten mit detailreichem Bildmaterial.[6]

Mozilla lehnte WebP-Unterstützung für seine Produkte bis März des Jahres 2013[31] ab, da das Format noch keinen klaren Vorteil gegenüber JPEG biete.[32] Google zeigte Ende 2016 einen Kompressionsvorteil im Vergleich zu JPEG. Daraufhin unterstützt Firefox seit Anfang 2019 das Format.[33]

Nach einer Vergleichsuntersuchung von 2021 liefert webP bessere Ergebnisse als das ursprüngliche JPEG und liegt etwa gleichauf mit JPEG 2000 und JPEG XR.[34]

Bei Messungen von Google in einer Studie im Herbst 2022 mit neueren Softwareversionen wurden viele unterschiedliche und weiter entwickelte Messmethoden verwendet (wie eine neue Version von DSSIM und SSIMULACRA2) und der besser optimierte JPEG-Encoder mozjpeg. Der Kompressionsvorteil von WebP ist im Vergleich mit diesem nur gering.[35][36][37] 2024 wurde außerdem der weiter optimierte JPEG-Encoder JPEGLI vorgestellt.[38]

Sehr gute Ergebnisse im Vergleich mit anderen Formaten bietet WebP bei der verlustlosen Kompression. Bei einer Studie 2021 erzielte WebP für die Bitrate bessere Werte als das hierfür häufig verwendete PNG. Das neuere JPEG XL wäre hier zwar besser, wird aber derzeit in Browsern schlecht unterstützt. (Stand Oktober 2024).[39]

Sicherheitslücken

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Am 11. September 2023 wurde bekannt, dass Google im Chrome-Webbrowser eine als „hoch“ eingestufte Sicherheitslücke (CVE-2023-4863[40]) in WebP behob, die durch einen Pufferüberlauf das Einschleusen von Schadcode ermöglichte und nach Erkenntnissen bereits ausgenutzt wurde.[41] Zuvor schloss Apple am 7. September mit Betriebssystemaktualisierungen von iOS, iPadOS,[42] watchOS[43] und verschiedenen macOS-Versionen[44][45][46] zwei Sicherheitslücken in ihrer ImageIO-Bibliothek in deren ebenfalls Teile von WebP enthalten sind. Einige Tage später erweiterte Google das Ausmaß der Schwachstelle auf die Libwebp-Bilbiothek, welche im Chromium-Projekt verwendet, und in verschiedenen Betriebssystemen und Anwendungen wie Webbrowsern, Grafikprogrammen, Messengern oder Frameworks eingesetzt wird.[47][48][49] Ein neuer CVE mit dem Status „hochkritisch“ wurde am 25. September veröffentlicht,[50][51] zwei Tage später aber von Google als Duplikat der Chrome-Schwachstelle wieder entfernt.[52]

Nutzung, weitere Formate und Nachfolgekandidat AVIF

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Laut einer Statistik von w3techs ist die Nutzung mit 14 % der untersuchten Webseiten (Stand Oktober 2024) noch nicht besonders hoch.[53] Es ist jedoch bei dieser Statistik ein starker Aufwärtstrend bei der Nutzung des Formates zu erkennen.

Zeitweise entwickelte Google ein direktes Nachfolgeformat WebP 2, das sie selbst als Verbesserung der Kompressionseffizienz mit wenig neuen Features und experimentell bezeichneten.[54] Im Oktober 2022 wurde allerdings ein Hinweis im Repository eingefügt, dass WebP2 nicht veröffentlicht wird.[55]

Google (Schweiz) entwickelte zudem 2017–2019 ein weiteres neues Format namens PIK, das bei GitHub unter MIT-Lizenz bereitgestellt wurde.[56] Es floss bei der Entwicklung des neuen JPEG XL ein, neben anderen Formaten.[57][58][59]

Außerdem wurde für Apple-Geräte ab macOS High Sierra und iOS 11 das HEIF-Format eingeführt, das auch hohe Kompressionsraten bietet, aber nicht auf allen anderen Geräten unterstützt wird und somit nicht für die Verwendung in Web-Seiten geeignet ist.[60][61]

Als Variante davon kann das neue Format AVIF betrachtet werden, das von der Alliance for Open Media spezifiziert wird und auf dem AV1-Videocodec basiert.[62] Es erwies sich in mehreren Veröffentlichungen gegenüber WebP überlegen (was aber für HEIF und JPEG XL genauso gilt),[63] so dass es sich für die Verwendung auf Webseiten mit besonders kompakten Bildern noch besser eignet.[64][65] Zu den Vorteilen des AVIF-Formats gehören neben der gegenüber JPEG etwa um 50 % verbesserten Kompression auch eine verbesserte Farbtiefe. WebP arbeitet nur mit einer Tiefe von 8 Bit, während AVIF 8, 10 und 12 Bit unterstützt, wodurch ein breiteres Spektrum an zu komprimierenden Bildern akzeptiert wird. Außerdem bietet das Format mehr Möglichkeiten bei der Farbunterabtastung: WebP unterstützt nur den 4:2:0-Kanal, während AVIF die Kanäle 4:2:0, 4:2:2 und 4:4:4 unterstützt.

Ähnliche Formate

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Einzelnachweise

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  1. ↑ MIME types (IANA media types). MDN Web Docs, 29. Juni 2022, abgerufen am 7. Juli 2022.
  2. ↑ Stephen Shankland: Google offers JPEG alternative for faster Web. Deep Tech – CNET News, 30. September 2010, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 23. März 2011; abgerufen am 1. Oktober 2010.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/news.cnet.com
  3. ↑ Google: WebP soll Jpeg ersetzen. In: Golem.de. 1. Oktober 2010, abgerufen am 1. Oktober 2010.
  4. ↑ Nils Baer: Google stellt neues Grafikformat vor: ‘WebP’ soll der JPEG-Killer werden. Basic Thinking, 1. Oktober 2010, abgerufen am 2. März 2011.
  5. ↑ .WEBP File Extension – Google Image File. dotwhat.net; abgerufen am 31. Dezember 2019.
  6. ↑ a b kidjan: Comparison: WebP, JPEG and JPEG XR. 10. Oktober 2010, abgerufen am 26. Mai 2011.
  7. ↑ WebP Discussion Group: Compression time and file size. 16. Februar 2023, abgerufen am 17. Februar 2023.
  8. ↑ WebP-Mux (RIFF based container) framework
  9. ↑ WebP v0.2.0 decoder and encoder source tree (Memento vom 1. Juli 2013 im Internet Archive)
  10. ↑ Lossless and Transparency Modes in WebP. Google Developers Blog.
  11. ↑ RFC 6386 – VP8 Data Format and Decoding Guide. (englisch).
  12. ↑ Nicola D’Agostino: Chromium supporta le immagini WebP! In: Mondo Chrome. 29. Oktober 2010, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 9. November 2010; abgerufen am 22. November 2010 (italienisch).
  13. ↑ Ruarí Ødegaard: CSS gradients, WebP, and Declarative UI. In: Opera Desktop Team. 15. März 2011, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 17. März 2011; abgerufen am 15. März 2011 (englisch).
  14. ↑ Firefox 65.0, See All New Features, Updates and Fixes. Abgerufen am 30. Januar 2019 (englisch).
  15. ↑ Apple Developer Documentation. Abgerufen am 8. August 2020.
  16. ↑ WebP image format. In: Can I use... Abgerufen am 12. Januar 2022.
  17. ↑ What’s new in Microsoft Edge in the Windows 10 October 2018 Update – Microsoft Edge Dev BlogMicrosoft Edge Dev Blog. Abgerufen am 12. November 2018 (amerikanisches Englisch).
  18. ↑ Audun Mathias Øygard: On a horse? Opera Turbo to the rescue! 11. April 2011, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 14. April 2011; abgerufen am 26. Mai 2011 (englisch).
  19. ↑ Frank M. Palinkas, Technical Writer, Opera Software ASA: Opera 11.10 for Windows changelog. In: Opera Desktop Team. 12. April 2011, abgerufen am 14. April 2011 (englisch).
  20. ↑ KDE QuickGit :: kde-runtime.git/commit. Ehemals im Original (nicht mehr online verfügbar); abgerufen am 18. November 2013.@1@2Vorlage:Toter Link/quickgit.kde.org (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
  21. ↑ WordPress 5.8 Development Cycle. In: Make WordPress Core. 9. März 2021, abgerufen am 20. Juli 2021 (amerikanisches Englisch).
  22. ↑ Vincent Rammelt: Was bedeutet der WebP Support ab WordPress 5.8? 20. Juli 2021, abgerufen am 20. Juli 2021 (deutsch).
  23. ↑ Arbeiten mit WebP-Dateien in Photoshop. Abgerufen am 10. März 2022.
  24. ↑ GIMP – GIMP 2.9.2 Released. In: www.gimp.org. Abgerufen am 29. September 2016.
  25. ↑ https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=LibreOffice-WebP
  26. ↑ Gottfried Hofman: 3D-Software: Blender 3.2 schneidet alte Zöpfe ab. In: heise.de. 9. Juni 2022, abgerufen am 3. Februar 2024.
  27. ↑ Custom Sticker Sets. In: Telegram-Blog. 19. Mai 2015, abgerufen am 6. Juni 2015 (englisch).
  28. ↑ Telegram Stickers for Everyone. In: Telegraph. 28. Oktober 2018, abgerufen am 29. November 2018 (englisch).
  29. ↑ Jason Garrett-Glaser: Diary Of An x264 Developer » H.264 and VP8 for still image coding: WebP? 30. September 2010, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 27. November 2010; abgerufen am 1. Oktober 2010.
  30. ↑ Jason Garrett-Glaser: H.264 and VP8 for still image coding: WebP? In: Diary Of An x264 Developer. 30. September 2010, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 19. März 2015; abgerufen am 22. November 2010 (englisch).
  31. ↑ bugzilla.mozilla.org
  32. ↑ Oliver Diedrich: Google und Mozilla zanken über WebP. In: heise open. Heise Zeitschriften Verlag, 25. Mai 2011, abgerufen am 26. Mai 2011.
  33. ↑ Firefox 65.0, See All New Features, Updates and Fixes. Abgerufen am 9. September 2024 (englisch).
  34. ↑ Giaime Ginesu, Maurizio Pintus, Daniele D. Giusto: Objective assessment of the WebP image coding algorithm. In: Signal Processing: Image Communication. Band 27, Nr. 8, September 2012, S. 867–874, doi:10.1016/j.image.2012.01.011 (elsevier.com [abgerufen am 9. September 2024]).
  35. ↑ Codec comparison metrics. Abgerufen am 17. Februar 2023.
  36. ↑ Mozilla JPEG Encoder Project. Mozilla, 4. Mai 2023, abgerufen am 5. Mai 2023.
  37. ↑ SSIMULACRA 2 – Structural SIMilarity Unveiling Local And Compression Related Artifacts. In: Cloudinary. github, 1. Mai 2023, abgerufen am 5. Mai 2023.
  38. ↑ Introducing Jpegli: A New JPEG Coding Library. In: Google Open Source Blog. Abgerufen am 6. September 2024.
  39. ↑ Comparison of Lossless Image Formats: Comparison of Lossless Image Formats. Centre of Excellence IT4Innovations Faculty of Information Technology Brno University of Technology, 25. Juni 2021, abgerufen am 6. August 2024.
  40. ↑ CVE-2023-4863 Detail, auf nvd.nist.gov
  41. ↑ Google fixes another Chrome zero-day bug exploited in attacks. Abgerufen am 27. September 2023 (amerikanisches Englisch).
  42. ↑ About the security content of iOS 16.6.1 and iPadOS 16.6.1. 7. September 2023, abgerufen am 27. September 2023 (englisch).
  43. ↑ About the security content of watchOS 9.6.2. 7. September 2023, abgerufen am 27. September 2023 (englisch).
  44. ↑ About the security content of macOS Ventura 13.5.2. 7. September 2023, abgerufen am 27. September 2023 (englisch).
  45. ↑ About the security content of macOS Monterey 12.6.9. 11. September 2023, abgerufen am 28. September 2023 (englisch).
  46. ↑ About the security content of macOS Big Sur 11.7.10. 11. September 2023, abgerufen am 28. September 2023 (englisch).
  47. ↑ WebP-Schwachstelle betrifft zahlreiche Webbrowser und Apps. Golem.de, 14. September 2023, abgerufen am 27. September 2023.
  48. ↑ Michael Taggart: CVE-2023-4863 Tracker. In: github.com. Abgerufen am 28. September 2023 (englisch).
  49. ↑ rezilion: New Details on Google Chrome Zero-Day Vulnerability (CVE-2023-4863). In: Rezilion. 21. September 2023, abgerufen am 28. September 2023 (amerikanisches Englisch).
  50. ↑ NVD - CVE-2023-5129. Abgerufen am 28. September 2023.
  51. ↑ Critical libwebp Vulnerability Under Active Exploitation - Gets Maximum CVSS Score. The Hacker News, 27. September 2023, abgerufen am 27. September 2023 (englisch).
  52. ↑ CVE-2023-41064, CVE-2023-4863, CVE-2023-5129: Frequently Asked Questions for ImageIO and WebP/libwebp Zero-Day Vulnerabilities. In: tenable.com. 27. September 2023, abgerufen am 28. September 2023 (englisch).
  53. ↑ Usage Statistics of Image File Formats for Websites, May 2024. Abgerufen am 9. Mai 2024 (englisch).
  54. ↑ codecs/libwebp2 – Git at Google. Abgerufen am 10. Mai 2021.
  55. ↑ codecs/libwebp2 - Git at Google. Abgerufen am 17. Februar 2023.
  56. ↑ google/pik. Google, 10. Januar 2021, abgerufen am 13. Januar 2021.
  57. ↑ Stephen Hall: Google is working on a new lossy image format for the web called ‘Pik’. In: 9to5Google. 24. Juli 2017, abgerufen am 28. August 2018.
  58. ↑ google/pik. Abgerufen am 28. August 2018 (englisch).
  59. ↑ How JPEG XL Compares to Other Image Codecs. Abgerufen am 11. Juli 2020 (englisch).
  60. ↑ HEIF und HEVC: Mehr Platz für Bilder und Videos. 24. April 2023, abgerufen am 11. September 2024.
  61. ↑ "HEIF" | Can I use... Support tables for HTML5, CSS3, etc. Abgerufen am 11. September 2024.
  62. ↑ moinmoin: AVIF Dateiformat wird von Windows 10 1903 unterstützt. 27. Dezember 2018, abgerufen am 29. Dezember 2018.
  63. ↑ Codec comparison metrics. Abgerufen am 2. Juni 2022.
  64. ↑ AVIF – lizenzkostenfreies Bildformat für die Zukunft. Abgerufen am 13. Januar 2021.
  65. ↑ Jon Henshaw: AVIF, a next-gen image format for the web, will have to wait in line behind WebP. 8. August 2020, abgerufen am 13. Januar 2021 (amerikanisches Englisch).
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