圖片格式轉換工具

圖片格式轉換是把一種圖片檔轉成另一種格式，例如 PNG 轉 JPG、WebP 轉 PNG、JPG 轉 WebP。不同格式有不同取捨：JPG 適合照片，PNG 支援透明和清晰邊緣，WebP 往往能減小體積，BMP 簡單但檔案較大，GIF 常用於輕量動畫。檔案會上傳到 ToolAct 的轉換服務，由服務端的 libvips 完成解碼與重新編碼，再把結果回傳到瀏覽器；處理完成後臨時檔案會立即從伺服器刪除，不做歸檔，不用於訓練。選擇目標格式時要注意，轉成 JPG 可能遺失透明通道，有損格式可能改變細節，元資料和色彩設定也未必完全保留。最終格式應依用途決定，而不是只看檔案大小。

圖片格式轉換是一條「解碼 + 重新編碼」的流程。來源位元組被送入平台解碼器（libpng、libjpeg-turbo、libwebp、libheif/dav1d 用於 AVIF，各瀏覽器引擎的等效實作），產生已知色彩空間（幾乎都是 sRGB，搭配線性或非線性傳遞函數）的原始像素緩衝區。然後本頁面將該像素緩衝區透過目標格式的編碼器處理，配合所選的品質旋鈕。在本工具中，整個流程在服務端完成：瀏覽器把每個檔案上傳到 ToolAct 的 vips 轉換接口，由 libvips 統一調度解碼、可選縮放、色彩空間處理與重新編碼，轉換後的位元組以基於 taskId 的下載形式回傳瀏覽器。臨時上傳檔案會在轉換完成後立即從伺服器刪除，不做歸檔，不會進入任何訓練管線。 JPEG（Joint Photographic Experts Group，ISO 10918-1 / ITU-T T.81）是有損照片壓縮的主力。編碼器將影像分割為 8x8 像素區塊（這是編解碼器運作的最小單位），對每個區塊執行 8x8 離散餘弦變換（DCT，標準中的 type-II DCT），將產生的 64 個頻率係數除以 8x8 量化矩陣（Q-table；50% 品質的矩陣為預設值，較低品質會放大矩陣以丟棄更多高頻細節），以鋸齒掃描將係數排列為一維向量，再對結果進行 Huffman 編碼。8x8 區塊是 JPEG 在低品質時邊緣附近出現明顯「方塊」偽影的原因：DCT 基底是逐區塊的，鄰近區塊獨立量化。JPEG 不支援 Alpha 通道，內部使用 YCbCr（Y = 亮度，Cb/Cr = 色度），因此編碼器通常對色度進行子取樣（4:2:0、4:2:2 或 4:4:4）以節省 50% 以上的色度位元組。漸進式 JPEG（多次掃描）有助於在慢速連線上提升感知載入速度。 PNG（Portable Network Graphics，ISO 15948，W3C 建議書 2003 年）是無損的。每一列經過濾波（None、Sub、Up、Average、Paeth；每列選擇濾波器以最大化可壓縮性），濾波後的掃描線經過 DEFLATE 壓縮（與 ZIP 使用的 LZ77 + Huffman 鏈相同）。PNG 支援索引（調色盤）模式（<=256 色）、RGB 和 RGBA，每通道 1、2、4、8 或 16 位元。索引 PNG 是圖示、線條藝術和 UI 元素最節省空間的格式（一個 1 位元的 Logo 可能只有幾 KB）。無損意味著每個像素來回轉換完全一致，這對 UI 資源、科學影像以及任何需要重新編輯的內容至關重要。 WebP（Google，2010，RFC 9649 / ISO/IEC 23000-22）是一種多功能的現代格式。有損 WebP 使用 VP8 幀內編碼（與 WebM 影片相同的 DCT 編解碼器），在相同感知品質下比 JPEG 小 25-35%。無損 WebP 使用預測濾波 + 熵編碼，比 PNG 小 26%。WebP 在兩種模式下都支援 Alpha 通道和動畫（動畫 WebP 是 GIF 的現代替代品）。編碼比 JPEG 稍慢；在現代 CPU 上，搭配 SIMD 加速（libwebp 的 neon/sse2 路徑）解碼速度相當。 AVIF（AV1 Image File Format，ISO/IEC 23000-22）是基於 AV1 的後繼者。AV1 是 Alliance for Open Media（Google、Mozilla、Apple、Microsoft、Netflix 等）的免版稅編解碼器，使用更先進的工具：65 種方向的幀內預測模式、6-tap 濾波器、更大的 64x64 超級區塊和上下文自適應熵編碼。結果：相同 SSIM 下比 WebP 小 20%，在極低位元率下明顯優於 JPEG。由於更豐富的預測搜尋，編碼比 WebP 慢 5-10 倍；解碼在現代 GPU 上有硬體加速（Intel Tiger Lake+、Apple M1+、近期的 Adreno）。AVIF 支援 8/10/12 位元色彩、Alpha 和廣色域（BT.2020、Display P3），使其成為 HDR 內容的首選格式。 其他值得了解的格式：HEIC/HEIF（ISO 23008-12，Apple 自 iOS 11 起的預設格式）基於 H.265/HEVC，能力與 AVIF 類似，但 HEVC 的專利環境較複雜。JPEG XL（ISO 18181）是實驗性的 JPEG 後繼者，同時具備無損 JPEG 重新壓縮和比 AVIF 更好的有損壓縮；Chrome 和 Firefox 支援它，Safari 支援有限。對轉換器頁面而言，實際可用的格式是 JPEG、PNG、WebP、AVIF 和 GIF（後者是瀏覽器中唯一剩下支援動畫的格式，儘管限制為 256 色）。 色彩空間和 Alpha 是兩個常見的陷阱。服務端 libvips 預設會把影像轉換到 sRGB，除非保留了 ICC 設定檔；如果來源是 Adobe RGB（相機 RAW 中常見），轉換會在解碼時進行色度學變換。對於 Alpha，JPEG、BMP 和 GIF（非動畫形式）沒有 Alpha 通道，因此透明像素會被合成到背景色上（通常是白色，本頁面可配置）；將 RGBA PNG 轉為 JPEG 而未選擇背景會產生令使用者意外的黑色或透明結果。對於高品質印刷工作流程，CMYK 輸出是正確的格式（PDF/X-1a 或帶有嵌入 ICC 設定檔的 TIFF），通用的 Web 轉換器通常面向 sRGB — 真正的 CMYK 分色需要專門的印前流程。

• PNG 無損壓縮：每條掃描線經過濾波（None / Sub / Up / Average / Paeth），濾波後的位元組經過 DEFLATE 壓縮（LZ77 + Huffman，與 ZIP 相同系列）。索引模式（<=256 色）是圖示和 UI 資源最節省空間的選擇。
• JPEG 有損壓縮：8x8 像素區塊 → 8x8 type-II DCT → 除以 8x8 量化矩陣（Q-table）→ 鋸齒掃描 → Huffman 編碼。8x8 區塊是 JPEG 在低品質時出現「方塊」偽影的原因。YCbCr 搭配色度子取樣（4:2:0 / 4:2:2 / 4:4:4）可節省 50% 以上的色度位元組。
• WebP（Google，2010，RFC 9649）：有損使用 VP8 幀內編碼（相同 SSIM 下比 JPEG 小 25-35%）；無損使用預測濾波 + 熵編碼（比 PNG 小 26%）。支援 Alpha 和動畫。編碼比 JPEG 慢；搭配 SIMD 加速解碼速度相當。
• AVIF（AV1 Image File Format，ISO 23000-22）：基於 AV1，相同 SSIM 下比 WebP 小 20%。65 種方向的幀內預測模式、6-tap 濾波器、64x64 超級區塊。編碼比 WebP 慢 5-10 倍；解碼在 Intel Tiger Lake+、Apple M1+、近期的 Adreno 上有硬體加速。支援 8/10/12 位元、Alpha 和廣色域（BT.2020、Display P3）。
• Alpha 通道處理：PNG / WebP / AVIF / GIF 支援 Alpha。JPEG / BMP 不支援，因此透明像素會被合成到配置的背景上（通常是白色）。將 RGBA PNG 轉為 JPEG 而未選擇背景會產生令人意外的黑色或透明結果。
• 色彩空間：相機 RAW 可能是 Adobe RGB，螢幕顯示是 sRGB，印刷是 CMYK。服務端 libvips 預設轉換為 sRGB；轉換期間空間不匹配會導致色彩偏移。對於 CMYK 輸出（PDF/X-1a、帶有 ICC 設定檔的 TIFF），需要專門的印前流程而非通用的 Web 轉換器。
• 其他格式：HEIC/HEIF（基於 H.265，Apple 自 iOS 11 起的預設格式）與 AVIF 類似但 HEVC 專利環境複雜；JPEG XL（ISO 18181）是實驗性的 JPEG 後繼者，具備更好的有損和無損重新壓縮舊版 JPEG 的能力；GIF（1987 年，256 色動畫）作為唯一瀏覽器友善的動畫點陣格式存活至今。
• 品質旋鈕對應：WebP 和 AVIF 使用 SSIM 索引品質（0-100 映射到目標 SSIM）；JPEG 使用 Q-table 縮放因子；PNG 是無損的，因此「品質」僅控制濾波策略。SSIM 是感知指標而非像素精確：95 SSIM 與原始圖看起來完全相同，80 SSIM 是典型的「適合網頁」點，60 SSIM 開始出現偽影。