GIF vs APNG vs WebP

由 JAYXON · 2017 年 2 月 14 日

简介

GIF 是一个非常古老的格式，1987 年诞生，最后一个版本是 1989 年。（这就是为什么 GIF 文件头的 magic number 是 GIF89a）

APNG 相对新一些，是 Mozilla 在 2004 年推出的，十几年的科技进步是不容小觑的，所以 APNG相对于 GIF 的优势十分明显，后面会分析。APNG 格式是 PNG 的扩展，第一帧储存方式和普通的 PNG 一样在 IDAT 区段中，APNG 只是新增了三种区段，所以如果一个软件只支持 PNG 而不支持 APNG 的话，依旧可以显示出图片的第一帧，只是不能动罢了。

APNG 新增的三种区段分别为：

• acTL (animation control) 用来存放帧数和播放次数，整个文件只有一个区段
• fcTL (frame control) 用来存放每一帧的高、宽、位置、延时等信息，每一帧一个区段
• fdAT (frame data) 用来存放除了第一帧以外后面每一帧的图片数据，采用 Deflate 压缩，每一帧一个区段

这里稍微提一下 WebP，Google 在 2010 年推出的全部通吃的图片格式，为什么叫全部通吃呢？因为他既可以有损（替代 JPEG）也可以无损（替代 PNG），还可以动（替代 GIF），并且在压缩率上全面超越了这三种常用的格式。

压缩率

GIF 采用的是 LZW，而 APNG 采用的是 Deflate，再加上 APNG 继承了 PNG 的 filter，利用相邻像素的相似性使压缩率大大提高，详见浅谈PNG无损优化

就以下面这个 Wikipedia 页面的 GIF 为例吧

原 GIF 文件大小为 1.36 MB，但是一般的 GIF encoder 都不会拼命的去优化文件大小。

如果让 gifsicle 利用各种奇淫技巧进行优化，可以将文件无损的压缩到 978 KB

gifsicle -O3 Rotating_earth_(large).gif -o Rotating_earth_(large)_gifsicle.gif

而随随便便转换一个 APNG 才 826 KB 而已

gif2apng Rotating_earth_(large).gif

如果不在乎压缩时间的话，使用奇淫技巧（zopfli）来压缩 APNG，还可进一步压缩到 811 KB

gif2apng -z2 Rotating_earth_(large).gif

而如果无损转换成 WebP 的话，只有 767 KB

gif2webp -min_size Rotating_earth_(large).gif -o Rotating_earth_(large).webp

如果允许有损的话（肉眼看不出区别），WebP 只有 199 KB！！！

gif2webp -min_size -lossy Rotating_earth_(large).gif -o Rotating_earth_(large)_mixed.webp

这里使用了 -lossy 来压缩有损，实际上 WebP 还支持 -mixed，可以每一帧根据压缩体积单独选择有损或者无损，但是由于这个图片更适合有损所以这里没有用 -mixed。

将上面的数据做了个图表，大概是这样子的（由于样本数仅为 1，本测试及其不科学，结果仅供参考）

颜色

GIF 每个像素只有 8 bit，也就是说只有 256 种颜色，于是很多人误以为 GIF 不支持 24 bit RGB，但实际上，GIF 的限制是每一帧最多只能有 256 种颜色，但是每种颜色可以是 24 bit 的。不过即使是这样，256 种颜色还是太少了，这就导致了 GIF 的画质都比较差。

而 APNG 和 WebP 则完全没有这方面的限制。

透明

GIF 虽然也支持透明，但是他只支持将某个颜色标记成透明，也就是说他不支持半透明，只支持完全透明或者完全不透明。如果把一个边缘是半透明的图片转换成 GIF，就会出现另一个答案中提到的杂边问题。

而 APNG 和 WebP 都支持 8 bit alpha channel，透明度可以有 256 级。

兼容性

这可能是 GIF 唯一的优势了吧。

几乎所有的浏览器都支持 GIF，而支持 APNG 的浏览器有 Chrome、Firefox、Safari 和 Opera，支持 WebP 的有 Chrome、Firefox、Edge 和 Opera，据说 Safari 也在测试 WebP 的支持。至于 IE 嘛，呵呵，还是换浏览器吧。