HEIC vs. AVIF: Das Duell der Bildformate der nächsten Generation

HEIC und AVIF repräsentieren zwei konkurrierende Visionen für die Zukunft der Bildkompression. Beide übertreffen Altformate wie JPG und PNG mit großem Abstand. Beide unterstützen HDR, Transparenz und erweiterte Farbtiefe. Der entscheidende Unterschied liegt in den zugrunde liegenden Codecs und Lizenzmodellen -- HEIC basiert auf dem patentbelasteten HEVC, während AVIF auf dem lizenzgebührenfreien AV1 aufbaut.

Dieser Leitfaden untersucht, wie sich diese beiden Formate der nächsten Generation bei Kompression, Qualität, Kompatibilität und praktischen Anwendungsfällen vergleichen lassen.

Codec-Grundlagen

HEIC (High Efficiency Image Container) kodiert Bilder mit dem HEVC/H.265-Videocodec, der 2013 von ITU-T und ISO/IEC standardisiert wurde. HEVC wurde primär für 4K- und 8K-Videostreaming entwickelt. Apple führte HEIC 2017 mit iOS 11 als Standardformat für iPhone-Kameras ein und verpackte HEVC-komprimierte Standbilder im HEIF-Containerformat. Für weitere Hintergrundinformationen zum Format siehe Was ist HEIC?.

AVIF (AV1 Image File Format) kodiert Bilder mit dem AV1-Videocodec, der 2018 von der Alliance for Open Media (AOMedia) veröffentlicht wurde. Zu den Gründungsmitgliedern von AOMedia gehören Google, Mozilla, Microsoft, Apple, Netflix, Amazon und Intel. AV1 wurde von Grund auf als lizenzgebührenfreier Nachfolger von VP9 und Konkurrent zu HEVC entwickelt. AVIF verpackt AV1-komprimierte Standbilder im selben HEIF-Container, den auch HEIC verwendet.

Beide Formate sind technisch gesehen HEIF-Container. Der Unterschied ist die Kompressions-Engine im Inneren: HEVC für HEIC, AV1 für AVIF.

Direktvergleich

| Merkmal | HEIC | AVIF | | --- | --- | --- | | Zugrunde liegender Codec | HEVC / H.265 | AV1 | | Standardisiert | 2015 (HEIF); Codec von 2013 | 2019 (AVIF); Codec von 2018 | | Lizenzierung | Patentgebühren erforderlich | Lizenzgebührenfrei | | Maximale Farbtiefe | 16 Bit pro Kanal | 12 Bit pro Kanal (ausreichend für HDR) | | HDR-Unterstützung | Ja (HLG, HDR10) | Ja (HLG, HDR10, PQ) | | Erweiterter Farbraum | Display P3, Rec. 2020 | Display P3, Rec. 2020 | | Transparenz | Ja (Alphakanal) | Ja (Alphakanal) | | Animation | Ja (Bildsequenzen) | Ja (animierte AVIF-Sequenzen) | | Verlustfreier Modus | Unterstützt | Unterstützt | | Browser-Unterstützung | Safari, teilweise Chromium | Chrome, Firefox, Edge, Safari 16.4+ | | Kodierungsgeschwindigkeit | Schnell | Langsam (3-10x langsamer als HEIC) | | Maximale Auflösung | 8192 x 4320 (Level 6) | 65536 x 65536 (mit Kachelung) |

Kompressionseffizienz

AVIF erreicht bei niedrigen bis mittleren Bitraten eine etwas bessere Kompression als HEIC. Mehrere unabhängige Studien, darunter von Netflix und Mozilla, zeigen, dass AV1 bei vergleichbarer visueller Qualität (gemessen an SSIM und VMAF) 5-15 % kleinere Dateien liefert als HEVC. Der Vorteil ist bei niedrigeren Qualitätseinstellungen am deutlichsten, wo aggressive Kompression die Codec-Unterschiede offenlegt.

Bei hohen Bitraten -- wo beide Formate nahezu verlustfreie Ergebnisse liefern -- verringert sich der Abstand auf ein vernachlässigbares Niveau. Bei typischen Web-Bildern, die auf Qualitätsstufen von etwa 60-80 komprimiert werden, erzeugt AVIF konsistent kleinere Dateien.

| Szenario | HEIC-Größe | AVIF-Größe | AVIF-Vorteil | | --- | --- | --- | --- | | 12-MP-Foto, mittlere Qualität | ~1,8 MB | ~1,5 MB | ~17 % kleiner | | 12-MP-Foto, hohe Qualität | ~2,5 MB | ~2,3 MB | ~8 % kleiner | | 4K-HDR-Bild | ~4,0 MB | ~3,4 MB | ~15 % kleiner | | Grafik mit Transparenz | ~120 KB | ~95 KB | ~21 % kleiner |

Der Kompromiss ist die Kodierungsgeschwindigkeit. AV1-Kodierung ist rechenintensiv -- etwa 3- bis 10-mal langsamer als HEVC-Kodierung, abhängig von den Encoder-Einstellungen und der Hardware. Dies macht AVIF für Echtzeit-Kameraaufnahmen unpraktisch, eignet sich aber gut für vorverarbeitete Web-Assets.

Visuelle Qualität

Beide Formate liefern eine hervorragende visuelle Qualität, die JPG bei jeder gegebenen Dateigröße übertrifft. Die wahrnehmungsbezogenen Unterschiede zwischen HEIC und AVIF bei gleicher Dateigröße sind subtil und ohne Inspektion auf Pixelebene kaum zu erkennen.

Wo AVIF einen messbaren Vorteil hat:

• Kompression bei niedrigen Bitraten: AVIF bewahrt feine Texturen besser und vermeidet Blockartefakte effektiver als HEIC, wenn beide auf aggressive Kompressionsstufen eingestellt sind.
• Filmkorn-Verarbeitung: AV1 enthält ein Werkzeug zur Filmkorn-Synthese, das Korn während der Kodierung entfernen und bei der Dekodierung rekonstruieren kann. Das spart Bits, ohne den visuellen Charakter des Korns zu verlieren.
• Gleichmäßige Farbverläufe: AVIF verarbeitet Banding in Farbverläufen bei vergleichbarer Dateigröße etwas besser.

Wo HEIC mithält:

• Fotografische Inhalte bei mittlerer bis hoher Qualität: Bei Qualitätseinstellungen über 75 sind HEIC und AVIF bei den meisten Fotografien visuell nicht zu unterscheiden.
• Hohe Farbtiefe: HEIC unterstützt bis zu 16 Bit pro Kanal gegenüber AVIFs 12 Bit. In der Praxis sind 12 Bit für alle aktuellen Display-Technologien ausreichend, einschließlich HDR.

HDR und erweiterter Farbraum

Beide Formate verarbeiten HDR und erweiterte Farbräume nativ. Das unterscheidet sie von JPG, das keine standardisierte HDR-Unterstützung hat, und PNG, dem HDR-Metadaten völlig fehlen. Für einen Vergleich von HEIC mit diesen älteren Formaten siehe HEIC vs. JPG und HEIC vs. PNG.

HEIC unterstützt HDR über die HLG- und HDR10-Transferfunktionen von HEVC mit 10-Bit- und 16-Bit-Farbtiefen. AVIF unterstützt PQ (Perceptual Quantizer), HLG und HDR10-Transferfunktionen mit 10-Bit- und 12-Bit-Farbtiefen. Beide unterstützen erweiterte Farbräume wie Display P3 und Rec. 2020.

Für HDR-Fotografie und -Darstellung ist jedes der beiden Formate technisch geeignet. Der praktische Unterschied besteht darin, dass AVIFs HDR-Inhalte in allen großen Browsern angezeigt werden können, während HEIC-HDR auf Safari und Apples native Apps beschränkt ist.

Transparenz und Alphakanäle

Sowohl HEIC als auch AVIF unterstützen volle Alphakanal-Transparenz mit variabler Deckkraft pro Pixel. Beide können den Alphakanal getrennt von den Farbdaten kodieren, was unterschiedliche Kompressionseinstellungen für jeden Kanal ermöglicht.

In der Praxis ist AVIF die nützlichere Wahl für transparente Web-Bilder aufgrund der breiteren Browser-Unterstützung. HEIC-Transparenz funktioniert innerhalb des Apple-Ökosystems, ist aber außerhalb von Safari im Web nicht nutzbar.

Animationsunterstützung

HEIC speichert animierte Inhalte als Bildsequenzen innerhalb des HEIF-Containers. So speichert Apple Live Photos -- ein Standbild kombiniert mit einem kurzen Videoclip. AVIF unterstützt animierte Sequenzen mithilfe aufeinanderfolgender AV1-Frames, ähnlich wie animiertes WebP funktioniert.

Beide Formate erzeugen animierte Bilder, die dramatisch kleiner sind als GIF. AVIF hat den praktischen Vorteil für webbasierte Animationen, da Browser, die AVIF unterstützen, auch animiertes AVIF unterstützen.

Browser- und Betriebssystem-Kompatibilität

AVIF hat eine deutlich breitere Browser-Unterstützung als HEIC. Dies ist der wichtigste praktische Unterschied für Webentwickler und alle, die Bilder online veröffentlichen.

AVIF-Browser-Unterstützung:

• Chrome 85+ (August 2020)
• Firefox 93+ (Oktober 2021)
• Edge 85+ (August 2020)
• Opera 71+ (August 2020)
• Safari 16.4+ (März 2023)
• Samsung Internet 16+ (2022)

HEIC-Browser-Unterstützung:

• Safari unter macOS und iOS (nativ)
• Teilweise Unterstützung in Chromium-basierten Browsern (variiert je nach Plattform und Betriebssystem-Codec-Verfügbarkeit)
• Firefox unterstützt HEIC nicht

Bei Betriebssystemen wird HEIC nativ auf Apples Plattformen unterstützt. Windows erfordert die HEIF Image Extensions aus dem Microsoft Store. Android hat die HEIC-Leseunterstützung ab Android 10 hinzugefügt, wobei die Ergebnisse variieren. Die AVIF-Unterstützung in Betriebssystemen wächst, stützt sich aber in den meisten Fällen noch auf Dekodierung auf Anwendungsebene.

Für das Teilen von Fotos außerhalb des Apple-Ökosystems bleibt die Konvertierung von HEIC in ein universelles Format der zuverlässigste Ansatz. Der HEICify HEIC-zu-JPG-Konverter verarbeitet Dateien direkt in Ihrem Browser, ohne Server-Uploads.

Lizenzierung: Die grundlegende Kluft

Hier unterscheiden sich HEIC und AVIF am deutlichsten.

HEIC hängt von HEVC ab, das durch Patente abgedeckt ist, die von mehreren Patentpools gehalten werden: MPEG LA, Access Advance und einzelne Patentinhaber. Jedes Unternehmen, das einen HEVC-Encoder oder -Decoder ausliefert, muss Lizenzvereinbarungen aushandeln und Lizenzgebühren zahlen. Diese Lizenzkomplexität hat die HEVC-Verbreitung außerhalb von Apple und großen Hardwareherstellern verlangsamt.

AVIF hängt von AV1 ab, das AOMedia speziell als lizenzgebührenfreien Standard entwickelt hat. Alle AOMedia-Mitglieder haben sich zu einer dauerhaften, lizenzgebührenfreien Patentlizenz für AV1 verpflichtet. Dieses offene Lizenzmodell ist der Grund, warum jeder große Browser-Hersteller AVIF-Unterstützung hinzugefügt hat -- es gibt keine Lizenzkosten und kein rechtliches Risiko.

Die Lizenzgebührenfreiheit von AV1 ist der Hauptgrund, warum AVIF trotz des jüngeren Alters eine breitere Branchenakzeptanz als HEIC erreicht hat.

Kodierungsgeschwindigkeit und Hardware-Unterstützung

HEIC hat einen klaren Vorteil bei der Kodierungsgeschwindigkeit. HEVC-Hardware-Encoder existieren in Milliarden von Geräten, darunter jedes iPhone seit dem iPhone 7, die meisten modernen Android-Phones sowie Intel-, AMD- und NVIDIA-GPUs. Diese Hardwarebeschleunigung macht die HEIC-Kodierung schnell genug für Echtzeit-Kameraaufnahmen.

Die AV1-Hardware-Kodierungsunterstützung ist neuer und weniger verbreitet. Intel Arc GPUs, NVIDIA RTX 40-Serie und AMD RDNA 3 GPUs enthalten AV1-Hardware-Encoder, aber die meisten mobilen Geräte sind noch auf Software-Kodierung angewiesen. Software-AV1-Kodierung ist langsam -- ein einzelnes 12-MP-Bild kann je nach Qualitätseinstellungen und CPU 1-5 Sekunden dauern.

Für Kamerahersteller macht das ausgereifte Hardware-Ökosystem von HEVC HEIC zur praktischen Wahl. Für Web-Asset-Pipelines, bei denen Bilder einmal kodiert und millionenfach ausgeliefert werden, ist die langsamere Kodierung von AVIF ein akzeptabler Kompromiss für kleinere Dateigrößen.

Wann welches Format verwenden

Verwenden Sie HEIC, wenn:

• Sie Fotos auf einem iPhone oder iPad aufnehmen und effizienten Gerätespeicher wünschen
• Sie vollständig innerhalb des Apple-Ökosystems arbeiten
• Sie schnelle Kodierung benötigen, etwa bei Echtzeit-Kameraaufnahmen
• Sie eingebettete Live-Photo-Sequenzen oder Tiefenkartendaten benötigen
• Sie Fotos über iCloud synchronisieren

Verwenden Sie AVIF, wenn:

• Sie Bilder für die Web-Auslieferung optimieren und maximale Kompression benötigen
• Sie breite Browser-Kompatibilität ohne Patentlizenzierungsbedenken wünschen
• Sie eine Web-Anwendung entwickeln, die Bilder an verschiedene Geräte ausliefert
• Sie HDR-Bilder benötigen, die in allen modernen Browsern korrekt angezeigt werden
• Sie Bilder in einer serverseitigen Pipeline verarbeiten, bei der Kodierungsgeschwindigkeit zweitrangig ist

Konvertieren Sie HEIC für breitere Nutzung:

• Wenn Web-Projekte universelle Formatunterstützung erfordern, konvertieren Sie HEIC in JPG oder PNG
• Wenn eine Website oder ein Dienst HEIC-Uploads ablehnt
• Wenn Sie Inhalte mit Empfängern auf Windows oder Android teilen, die möglicherweise keine HEIC-Unterstützung haben

Der HEICify HEIC-zu-PNG-Konverter übernimmt die verlustfreie Konvertierung, wenn Sie Transparenz und maximale Qualität bewahren müssen.

Fazit

HEIC und AVIF sind beide JPG und PNG in Kompressionseffizienz, Funktionsumfang und Farbfähigkeiten überlegen. Die Wahl zwischen ihnen hängt von Ihrem Kontext ab.

Für die Fotografie auf Apple-Geräten ist HEIC die praktische Standardwahl. Es nutzt die HEVC-Hardwarekodierung für sofortige Aufnahmen, integriert sich tief in iOS und macOS und speichert fortschrittliche Metadaten wie Tiefenkarten und Live Photos.

Für die Web-Auslieferung und den Einsatz in offenen Ökosystemen ist AVIF die stärkere Wahl. Es bietet eine etwas bessere Kompression bei typischen Web-Qualitätsstufen, hat eine breitere Browser-Unterstützung und trägt keine Patentlizenzierungslast. Die lizenzgebührenfreie AV1-Grundlage stellt sicher, dass AVIF weiterhin plattform- und werkzeugübergreifend an Verbreitung gewinnt.

In vielen Arbeitsabläufen koexistieren beide Formate auf natürliche Weise: Aufnahme in HEIC auf Apple-Geräten, dann Konvertierung oder Neukodierung in AVIF (oder JPG/PNG für maximale Kompatibilität) bei der Veröffentlichung im Web. Der Schlüssel liegt darin, das Format an das Ziel anzupassen, anstatt sich für jedes Szenario auf ein einziges Format festzulegen.