为什么JPEG仍然统治网络
JPEG已统治互联网三十年，新格式接连挑战，它却始终屹立不倒。
三十年前，JPEG成了我们分享照片的默认格式。但一开始，它并不是网络的首选。早期最主流的图形浏览器NCSA Mosaic，其实并不支持JPEG内嵌显示，只支持GIF和一些如今已被遗忘的格式。不过JPEG很快脱颖而出，取代了它的前任。
虽然JPEG与浏览器的结合起步较晚——1992年标准发布，1995年才首次出现在Netscape中——但它与互联网的结合却是自然而然。JPEG文件的优雅降质能力远胜于GIF，即便压缩后也能保留图像的基本形态，让它更适合互联网时代的逐步加载需求。虽然JPEG无法动图，但它能从拨号时代的小图，一路成长为如今可用于专业摄影的大尺寸照片格式。
JPEG的核心优势不仅是降质优雅。更关键的一点是，它是由多个利益相关者共同制定的公开标准。这点与GIF截然不同。GIF只是被广泛使用的“事实标准”，而JPEG则是货真价实的国际标准。
这看似无关紧要的“标准”二字，背后却藏着深远影响。让我们从一个小故事说起。
2013年，《纽约时报》采访GIF的发明者Steve Wilhite。当时他即将获得一项荣誉奖，而公众最关心的问题却是：GIF到底怎么读？他坚定地表示，是“JIF”，就像花生酱牌子那样。但我把这句话贴到我的Tumblr上后，引发了数千次转发——几乎全是反对意见。这个发音争议后来甚至变成了一个互联网梗。
这个故事说明，GIF是Wilhite一个人做出来的。他接手这个项目是在1987年，当时是CompuServe的员工，GIF的设计完全出自他手，文档也极其简单。直到今天我们仍在用GIF，但它从未像JPEG那样成为真正的主流。
相比之下，JPEG的诞生是另一种景象。它是群策群力的产物，是从一开始就为广泛使用而设计的标准。JPEG这个名字本身，就来源于“联合图像专家组”的缩写。制定这个标准的过程长达数年，最终还出版了一本六百多页的书——由IBM员工William B. Pennebaker和Joan L. Mitchell撰写的《JPEG：静态图像数据压缩标准》。
在这本书中，两位作者指出，阻碍多媒体图像普及的并非压缩算法缺失，而是缺乏一个通用标准，能在不同系统间互相传输图片。于是，他们开始和其他JPEG成员单位一起工作，最终开发出多个核心专利。这些技术后来不仅服务了图像压缩，也影响了信号传输等多个领域。
例如Canon更关注打印和摄影，而AT&T关心的是数据传输。每家公司带来了不同的需求，合力打造了这个经得起时间考验的格式。
有趣的是，第一个支持JPEG压缩的操作系统，并不是Windows或MacOS，而是IBM开发的OS/2系统。早在1990年，这个失败但有野心的图形系统就通过内建的图像支持程序提供了JPEG支持。
125MB的JPG原图
在初始质量的50%时，图像大小降至约2.6MB
保存为5%的质量，图像大小下降到约419KB
JPEG之所以特别，在于它的压缩方式——叫作“离散余弦变换”(DCT)。这是种有损压缩技术，通过去掉图像中不重要的细节来减小体积，却依然保留整体外观。压缩得越狠，细节损失越多，但轮廓和主视觉依然在。
想象你调一个水龙头：要多大的水流就拧多大。DCT就是这么调控数据的，即便数据极少，也能让你看到“近似原图”的内容。这种压缩方式广泛应用于视频和音频中，甚至在你网速变慢时看到的视频画质下降，其实也是DCT在工作。
JPEG标准并不只提供一种压缩方法，而是一个“工具箱”。它提供了四种模式：
* 顺序DCT，从上往下像卷帘一样加载图像；
* 渐进DCT，先加载模糊图，再逐步补细节；
* 无损顺序模式，类似卷帘但不压缩；
* 分层模式，结合前面三种方式逐步完善图像。
在拨号上网的年代，渐进DCT特别受欢迎，因为图像可以慢慢清晰。如今网速大增，顺序DCT使用更多。
有趣的是，JPEG压缩的效果取决于图像内容。像是头发、树叶这类纹理丰富的区域不容易压缩，因此保留得较好；而纯色背景、锐利边缘或文字，则更容易在压缩中失真。你截过社交媒体的图，发现上面的文字模糊成马赛克？恭喜，你做了个JPEG。
而PNG格式就更适合处理文字，因为它采用的是无损压缩算法DEFLATE——由Phil Katz发明，这位才华横溢却命运多舛的程序员，也创造了ZIP格式，改善了整个互联网。
尽管JPEG并非万能，但它依然是我们图像工具箱里最常用的那把扳手。虽然不适合所有场合，但大家还是经常拿它来解决所有问题，就像用扳手敲钉子一样。
在JPEG火遍互联网的同时，GIF的命运却因专利陷入尴尬。1994年，Unisys公司要求使用GIF的个人用户缴费，这一举动反而催热了免费的JPEG，也促成了后来PNG的诞生。
但JPEG也差点被专利坑了一把。在它标准确立前，一家名为Compression Labs的公司申请了与图像压缩相关的专利。没人注意到它和JPEG高度相似，直到1997年，Forgent Networks收购了Compression Labs，并发现了这项“宝藏专利”。
于是，Forgent开始提起诉讼，声称JPEG使用了他们的算法。虽然这个说法站不住脚，但他们确实从相机厂商那儿拿到了超过一亿美元的赔偿，并向电脑厂商也索取了授权费。虽然最后法院限制了这项专利仅能用于视频压缩，Forgent仍大赚一笔，直到2007年专利过期。
那年，Forgent改名为Asure Software，转型做人力资源软件。这真是一次彻底的“重启”。
回到JPEG的未来。许多图像格式曾试图挑战它，比如JPEG 2000，提供更好的无损性能，获得了像国会图书馆和互联网档案馆的青睐，但普及程度仍远不及原版JPEG。
WebP、AVIF、HEIC等新兴格式也更高效、体积更小，但JPEG就像MP3和ZIP一样，根深蒂固，难以撼动。即便有更好的工具，人们还是习惯用老朋友。
JPEG不会那么快消失，大多数人也并不着急送它退休。
