JPEG 2000 คืออะไร ? มาตรฐานไฟล์รูปภาพที่ดี แต่ทำไมไม่มีใครใช้ ?

JPEG 2000 มาตรฐานไฟล์รูปภาพ ที่ถูกสร้างมาแก้ไขปัญหาด้านคุณภาพ ของ JPEG ไฟล์ดีแต่ไม่มีใครใช้

ไฟล์ JPEG เป็นมาตรฐานไฟล์รูปภาพที่เปิดตัวเป็นครั้งแรกตั้งแต่วันที่ 18 กันยายน ค.ศ. 1992 แม้จะมีมาหลายสิบปีแล้ว แล้วก็มีไฟล์รูปภาพมาตรฐานอื่นออกมามากมาย อย่างไฟล์ PNG, WEBP, HEIC ฯลฯ แต่ไฟล์ JPEG ก็ยังเป็นมาตรฐานที่รับความนิยมสูงอยู่ดี รูปที่ถ่ายจากกล้องดิจิทัล หรือรูปภาพบน อินเทอร์เน็ต ที่ส่วนใหญ่ก็เป็นไฟล์ JPEG ทั้งนั้น

ข้อมูลเพิ่มเติม : ไฟล์ JPEG, PNG และ GIF ไฟล์รูปตระกูลยอดนิยม เหล่านี้ ต่างกันอย่างไร ? เลือกใช้แบบไหนดี ?

อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าไฟล์ JPEG จะมีข้อดีมากมาย แต่มันก็เป็นไฟล์ที่ถูกบีบอัด และคุณภาพก็ลดต่ำลงทุกครั้งที่มีการบันทึกซ้ำ ซึ่งอันที่จริงทาง Joint Photographic Experts Group ผู้พัฒนาไฟล์ JPEG ขึ้นมา ก็เคยพยายามแก้ไขมัน ด้วยการสร้างมาตรฐานใหม่ที่ชื่อว่า JPEG 2000 เปิดตัวมาในช่วงปี ค.ศ. 2000 (พ.ศ. 2543) ตามชื่อเลย มันเป็นไฟล์ความละเอียดสูง และมีคุณสมบัติการทำงานที่ดีกว่าไฟล์ JPEG หลายด้าน

แต่เชื่อว่าผู้อ่านหลายคนน่าจะไม่เคยได้ยิน, ได้เจอ หรือเคยสัมผัสไฟล์ JPEG 2000 กันมาก่อน เหตุผลอะไรที่ทำให้ผู้สืบทอดไฟล์ยอดนิยมไม่ประสบความสำเร็จ เรามาค้นหาคำตอบกัน

มาตรฐานไฟล์ JPEG 2000 คืออะไร ? (What is JPEG 2000 Standard ?)

มาตรฐานไฟล์ JPEG 2000 หรือ JP2 เป็นมาตรฐานการบีบอัดไฟล์รูป และระบบการเขียนโค้ด ที่ทาง Joint Photographic Experts Group ได้พัฒนาขึ้นมาในช่วง ค.ศ. 1997-2000 (พ.ศ. 2540 - 2543) โดยมีจุดประสงค์ที่หวังให้มันมาแทนที่ไฟล์ JPEG ซึ่งเป็นมาตรฐานก่อนหน้าที่สร้างขึ้นมาตั้งแต่ปี ค. ศ. 1992 (พ.ศ. 2535) คุณสมบัติเด่นของ JPEG 2000 คือความสามารถในการบันทึกส่วนต่าง ๆ ของภาพด้วยคุณภาพที่แตกต่างกันได้ ทำให้คุณภาพไฟล์โดยรวมสูงกว่าเดิมมาก

เปรียบเทียบตัวอย่างของไฟล์รูปภาพ 2 มาตรฐาน ระหว่างซ้าย JPEG 2000 ขวา JPEG
ภาพจาก : https://comprimato.com/blog/2016/10/17/jpeg20001-better-compression-scalability-6-perks-jpeg2000/

มาตรฐานเป็นสิ่งที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก ไม่ว่าเราจะเปิดไฟล์รูปด้วยอุปกรณ์เครื่องไหนก็ตาม ผลลัพธ์จะต้องออกมาเหมือนกัน ที่มันทำแบบนั้นได้ เพราะว่าทุกอุปกรณ์นั้นใช้มาตรฐานเดียวกันในการทำงาน

JPEG ก็คือมาตรฐานหนึ่งสำหรับใช้ในการสร้าง, จัดเก็บ และแก้ไขไฟล์รูปดิจิทัล ในยุคเริ่มต้นของการพัฒนาภาพดิจิทัล มันเป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับจากผู้ผลิตคอมพิวเตอร์, กล้องถ่ายรูป และหน่วยความจำ เพราะมันเป็นมาตรฐานที่ง่ายต่อการจัดเก็บ และนำไปใช้งานต่อ แต่วิธีการบีบอัดข้อมูลของ JPEG มีข้อเสียอยู่ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมถึงมีการพัฒนามาตรฐานไฟล์รูปอื่น ๆ ขึ้นมาเพื่อใช้งานแทน เช่น TIFF หรือ PNG

ทาง Joint Photographic Experts Group ก็รู้ถึงปัญหาดังกล่าวดี จึงได้พัฒนา JPEG เวอร์ชันใหม่ออกมา ซึ่งพวกเขาเลือกที่จะใช้เทคโนโลยีใหม่ในการสร้าง JPEG 2000 เพื่อหวังให้มันมา "แทนที่" มาตรฐานไฟล์เดิมอย่าง JPEG ไปเลย แต่พวกเขาไม่รู้เลยว่าความแตกต่างโดยสิ้นเชิงของเทคโนโลยีที่ใช้ จะได้ย้อนกลับมาทำลายตัวมันเอง 

ข้อเสียหลัก ๆ ของไฟล์ JPEG คือ มันเป็นไฟล์แบบ Lossy และคุณภาพไฟล์ของไฟล์จะลดลงทุกครั้งที่มีการบันทึกซ้ำ อันเกิดจากหลักการทำงานของมันเอง ซึ่งในการใช้งานทั่วไป เราอาจไม่สังเกตเห็น เพราะมันจะเริ่มปรากฏชัดต่อเมื่อมีการบันทึกซ้ำหลายร้อยครั้งขึ้นไป

JPEG 2000 จึงเปลี่ยนรูปแบบการทำงานใหม่ ด้วยการใช้เทคโนโลยีแบบ Wavelet ที่ให้ประสิทธิภาพในการบีบอัดที่ดีกว่า และยังบันทึกไฟล์แบบ Lossless ได้ด้วย นอกจากนี้ ยังรองรับการแบ่งรูปภาพออกเป็นส่วน ๆ เพื่อทำงานแยกส่วนกันอย่างอิสระ กล่าวได้ว่า JPEG 2000 นั้นดีกว่าเดิม และทำงานได้ยืดหยุ่นมาก ๆ

ความแตกต่างระหว่าง JPEG กับ JPEG 2000 (What is the difference between JPEG and JPEG 2000 Standards ?)

JPEG กับ JPEG 2000 อาจมีชื่อที่คล้ายคลึงกัน แต่ว่า JPEG 2000 ไม่ได้เป็นการอัปเดต JPEG ให้ดีขึ้น มันเป็นการสร้างขึ้นมาใหม่ ด้วยเทคโนโลยีที่ต่างจากเดิมไปเลย ซึ่งหากเปรียบเทียบกัน จะมีความแตกต่างดังนี้

ทุกอย่างดูดีขนาดนี้ หลายคนน่าจะแปลกใจที่มันไม่ประสบความสำเร็จ ไม่เป็นที่นิยม บางคนไม่เคยได้ยินมันด้วยซ้ำ เหตุผลของความล้มเหลว เราจะอธิบายในหัวข้อถัดไป

เหตุผลที่มาตรฐาน JPEG 2000 ไม่ประสบความสำเร็จ (Why JPEG2000 Standard is not succesful ?)

แม้ JPEG 2000 จะมีข้อได้เปรียบเหนือกว่า JPEG หลายด้าน แต่มันก็มาพร้อมกับราคาที่ต้องจ่าย ในตอนที่ JPEG 2000 เปิดตัวออกมา มันเป็นไฟล์มาตรฐานใหม่ถอดด้าม มากับนามสกุลใหม่ ".JP2" หรือ ".JPF" ทำงานด้วยโค้ดแบบใหม่ ซึ่งเป็นโค้ดที่ไม่รองรับ "Backward compatible" ความสามารถในการทำงาน หรือใช้งานกับซอฟต์รุ่นก่อนหน้าได้ มันเป็นคุณสมบัติสำคัญในการพัฒนาซอฟต์แวร์ หรือฮาร์ดแวร์ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถยังทำงานต่อได้โดยไม่ต้องอัปเกรดอุปกรณ์ หรือซอฟต์แวร์ทั้งหมดทันที

นั่นหมายความว่า ไม่ว่าจะเป็นผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ หรือซอฟต์แวร์ หากต้องการใช้ JPEG 2000 ก็ต้องปรับปรุงโค้ดใหม่ให้ JPEG 2000 กับ JPEG สามารถทำงานร่วมกันได้ด้วยตนเอง แต่ความซับซ้อนของ JPEG 2000 ทำให้การพัฒนาโค้ดใหม่ไม่ใช่เรื่องง่าย 

อีกปัญหาหนึ่งคือ ตอนที่ JPEG 2000 เปิดตัวนั้น ฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีแรมแค่เพียง 64 MB เท่านั้น ซึ่งมันไม่พอต่อความต้องการในการทำงานของ JPEG 2000 ส่งผลให้ผู้ผลิตกล้อง และนักพัฒนาเว็บไซต์ลังเลที่นำมาใช้ โดยมองว่ารอให้มาตรฐานมันแพร่หลายกว่านี้ก่อนค่อยพัฒนาก็ยังไม่สาย นั่นทำให้การเติบโตของ JPEG 2000 เป็นไปอย่างล่าช้า

ปัญหาสุดท้ายคือเรื่องลิขสิทธิ์ ซึ่งเราขออนุญาตไม่ลงรายละเอียดเชิงลึกมาก โดยมันมีข้อพิพาทเกิดขึ้นใน ปี ค.ศ. 2004 (พ.ศ. 2547) ในด้านการทำงานของเทคโนโลยี Wavelet ซึ่งเบื้องหลังการทำงานมีองค์ประกอบหลายส่วน มีการแบ่งข้อมูลเป็นส่วนย่อยที่ซับซ้อน ทำให้เกิดปัญหาด้านการจัดการลิขสิทธิ์

สุดท้ายแล้ว ด้วยหลายเหตุผลที่ว่ามานี้ ทำให้ไฟล์ JPEG 2000 นั้นไม่แพร่หลาย แม้จะมีมาให้ใช้นานหลาย 10 ปีแล้ว

อย่างไรก็ตาม แม้ไฟล์ JPEG 2000 จะไม่ได้รับความนิยม แต่ในปัจจุบันนี้ก็ยังมีการใช้งานอยู่บ้าง เพราะคุณสมบัติของตัวมันเองก็ถือว่ายอดเยี่ยม และด้วยฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ก็สามารถรับมือกับความต้องการของมันได้อย่างสบาย ๆ ปัญหาเพียงอย่างเดียวของมันในตอนนี้คือ มีซอฟต์แวร์ และแพลตฟอร์มที่รองรับอยู่ค่อนข้างจำกัดนั่นเอง