Cum funcționează compresia de fișiere?

Cum funcționează compresia de fișiere?

Comprimarea fișierelor este o parte esențială a modului în care funcționează web-ul. Ne permite să transferăm fișiere care altfel ar necesita prea multă lățime de bandă și timp. Ori de câte ori accesați fișiere ZIP sau vizualizați imagini JPEG, beneficiați de comprimarea fișierelor.





Astfel, la un moment dat ați pus probabil o întrebare: cum funcționează compresia de fișiere? Iată o privire de bază asupra modului în care funcționează compresia.





Ce înseamnă compresie?

Pur și simplu, compresia fișierului (sau compresia datelor) este actul de a reduce dimensiunea unui fișier, păstrând în același timp datele originale. Dacă faceți acest lucru, fișierul poate ocupa mai puțin spațiu pe un dispozitiv de stocare, pe lângă facilitarea transferului pe internet sau altfel.





Este important să rețineți că compresia nu este infinită. În timp ce comprimarea unui fișier într-un cod ZIP reduce dimensiunea acestuia, nu puteți continua să comprimați fișierul pentru a reduce în continuare dimensiunea la nimic.

În general, compresia de fișiere este împărțită în două tipuri principale: cu pierderi și fără pierderi. Să vedem cum funcționează pe rând ambele.



Cum funcționează compresia de fișiere: compresie cu pierderi

Compresia cu pierderi reduce dimensiunea fișierului prin eliminarea informațiilor inutile. Este cel mai frecvent în formatele de imagine, video și audio, unde nu este necesară o reprezentare perfectă a sursei media. Multe formate obișnuite pentru aceste tipuri de suporturi utilizează compresie cu pierderi; MP3 și JPEG sunt două exemple populare.

Un MP3 nu conține toate informațiile audio din înregistrarea originală --- în schimb, aruncă unele sunete pe care oamenii nu le pot auzi. Nu le-ați observa oricum lipsă, astfel încât eliminarea acestor informații are ca rezultat o dimensiune mai mică a fișierului, fără practic dezavantaje.





bine Google aprinde-mi lanterna

În mod similar, JPEG-urile elimină părțile ne-vitale ale imaginilor. De exemplu, într-o imagine care conține un cer albastru, compresia JPEG ar putea schimba toți pixelii cerului la una sau două nuanțe de albastru, în loc să utilizeze zeci de nuanțe diferite.

Cu toate acestea, cu cât comprimați mai mult un fișier, cu atât scade calitatea. Probabil ați experimentat acest lucru cu fișiere MP3 noroioase încărcate pe YouTube. De exemplu, comparați această piesă muzicală de înaltă calitate:





Cu această versiune puternic comprimată a aceleiași melodii:

Compresia cu pierderi este potrivită atunci când un fișier conține mai multe informații decât aveți nevoie pentru scopurile dvs. De exemplu, să presupunem că aveți un imens fișier RAW. Deși probabil doriți să păstrați această calitate atunci când imprimați imaginea pe un banner mare, este inutil să încărcați fișierul RAW pe Facebook.

Imaginea conține atât de multe date care nu sunt vizibile atunci când sunt vizualizate pe site-urile de socializare. Comprimarea imaginii într-un format JPEG de înaltă calitate aruncă unele informații, dar imaginea arată aproape la fel cu ochiul liber. Vedea comparația noastră cu formatele populare de imagine pentru o privire mai profundă asupra acestui lucru.

Compresie cu pierderi în utilizare generală

După cum am menționat, compresia cu pierderi este excelentă pentru majoritatea formelor media. Din această cauză, este vital pentru companii precum Spotify și Netflix care transmit în mod constant cantități masive de informații. Reducerea dimensiunii fișierului cât mai mult posibil, păstrând în același timp calitatea, face ca funcționarea lor să fie mai eficientă. Vă puteți imagina dacă fiecare videoclip YouTube a fost stocat și transmis în formatul său original necomprimat?

Dar compresia cu pierderi nu funcționează atât de bine pentru fișierele în care toate informațiile sunt cruciale. De exemplu, utilizarea compresiei cu pierderi pe un fișier text sau o foaie de calcul ar avea ca rezultat o eroare. Chiar nu puteți arunca nimic fără a afecta grav produsul final.

Când salvați într-un format cu pierderi, puteți seta adesea nivelul de calitate. De exemplu, mulți editori de imagini au un glisor pentru a alege calitatea unui JPEG între 0-100.

Economisind la ceva de genul 90 sau 80 la sută reduce dimensiunea fișierului destul de puțin, cu o diferență mică la ochi. Dar salvarea în calitate slabă sau salvarea în mod repetat a aceluiași fișier într-un format cu pierderi îl va degrada.

Mai jos puteți vedea un exemplu în acest sens (faceți clic pentru a vedea imaginile mai mari). În stânga este imaginea originală descărcată din Pixabay ca JPEG. Imaginea din mijloc este rezultatul salvării acestuia ca JPEG la o calitate de 50%. Iar imaginea din dreapta arată imaginea originală salvată în loc ca un JPEG de calitate de 10%.

Galerie de imagini (3 imagini) Extinde Extinde Extinde Închide

La o privire rapidă, imaginea din mijloc nu arată prea rău. Puteți observa artefactele din jurul marginilor casetelor doar dacă măriți. Desigur, imaginea din dreapta pare imediat teribilă.

Înainte de decupare pentru încărcare, dimensiunile fișierului erau de 874 KB, 310 KB și respectiv 100 KB.

Cum funcționează compresia de fișiere: compresie fără pierderi

Comprimarea fără pierderi este o modalitate de a reduce dimensiunea fișierului, astfel încât să puteți reconstrui perfect fișierul original. Contrar comprimării cu pierderi, nu aruncă informații. În schimb, compresia fără pierderi funcționează în esență prin eliminarea redundanței.

actualizați Windows XP la Windows 10

Să luăm un exemplu de bază pentru a arăta ce înseamnă asta. Mai jos este un teanc de 10 cărămizi: două albastre, cinci galbene și trei roșii. Această stivă este un mod simplu de a ilustra acele blocuri, dar există un alt mod de a face acest lucru.

În loc să afișăm toate cele 10 blocuri, putem elimina toate, cu excepția uneia din fiecare culoare. Apoi, dacă folosim cifre pentru a arăta câte cărămizi din fiecare culoare au fost, am reprezentat exact același bit de informații folosind mult mai puține cărămizi. În loc de 10 cărămizi, acum avem nevoie doar de trei.

Aceasta este o ilustrare simplă a modului în care este posibilă compresia fără pierderi. Stochează aceleași informații într-un mod mai eficient, eliminând redundanța. Luați în considerare un fișier real, unde șirul de mai jos:

mmmmmuuuuuuuoooooooooooo

Poate „comprima” la următoarea formă, mult mai scurtă:

m5u7o12

Acest lucru ne permite să folosim șapte caractere în loc de 24 pentru a reprezenta aceleași date, ceea ce reprezintă o economie semnificativă.

Compresie fără pierderi în utilizarea zilnică

După cum am menționat mai sus, compresia fără pierderi este importantă în cazurile în care nu puteți elimina niciunul din fișierul original. Dacă ați fost curios cu privire la modul în care funcționează fișierele ZIP, acesta este răspunsul.

Când creați un fișier ZIP dintr-un program executabil în Windows, acesta utilizează compresie fără pierderi. Comprimarea fișierului ZIP este o modalitate mai eficientă de a stoca programul, dar când îl dezarhivați (decomprimați), toate informațiile originale sunt prezente. Dacă ați folosit compresie cu pierderi pentru a comprima executabilele, versiunea dezarhivată ar fi deteriorată și inutilizabilă.

Formatele obișnuite fără pierderi includ PNG pentru imagini, FLAC pentru audio și ZIP. Formatele video fără pierderi sunt rare, deoarece ar ocupa o cantitate masivă de spațiu.

Când se folosește compresia Lossy vs. Lossless

Acum că ne-am uitat la ambele forme de compresie a fișierelor, s-ar putea să vă întrebați când ar trebui să utilizați una sau alta. După cum se dovedește, nu există o formă de compresie „mai bună” --- totul depinde de ce folosiți fișierele.

În general, ar trebui să utilizați compresia fără pierderi atunci când doriți o copie perfectă a materialului sursă și compresia cu pierderi atunci când o copie imperfectă este suficient de bună. Să ne uităm la un alt exemplu pentru a vedea cum pot lucra în armonie.

Spune că tocmai ai făcut-o a dezgropat vechea dvs. colecție de CD-uri și doriți să o digitalizați deci aveți toată muzica pe computer. Când rupi CD-urile, este logic să folosești un format ca FLAC, care este fără pierderi. Acest lucru vă permite să aveți o copie master pe computer, la fel de bună ca și CD-ul original.

Mai târziu, poate doriți să puneți muzică pe telefon sau pe un MP3 player vechi, astfel încât să puteți asculta din mers. Probabil că nu vă pasă de faptul că muzica dvs. este în calitate perfectă pentru asta, așa că puteți convertiți fișierele FLAC în MP3 . Acest lucru vă oferă un fișier audio care este încă perfect ascultabil, dar nu ocupă atât de mult spațiu pe dispozitivul dvs. mobil. Calitatea MP3 convertit din FLAC va fi la fel de bună ca și când ai fi creat un MP3 comprimat chiar de pe CD-ul original. Poți chiar comprimați un videoclip direct pe iPhone .

Tipul de date reprezentat într-un fișier poate dicta, de asemenea, ce tip de compresie este cel mai bun. Deoarece imaginile PNG utilizează compresie fără pierderi, acestea oferă dimensiuni mici de fișiere pentru imagini cu mult spațiu uniform, cum ar fi capturile de ecran ale computerului. Cu toate acestea, veți observa că PNG-urile ocupă mult mai mult spațiu atunci când reprezintă amestecul de culori din fotografiile din lumea reală.

Preocupări în timpul comprimării fișierelor

După cum am văzut, conversia formatelor fără pierderi în pierderi este în regulă, la fel ca și conversia unui format fără pierderi în altul. Cu toate acestea, nu ar trebui să convertiți niciodată un format lossy în lossless și ar trebui să aveți grijă să convertiți un format lossy în altul.

scrie unui soldat fără familie

Conversia formatelor lossy în lossless este pur și simplu o pierdere de spațiu. Amintiți-vă că formatele cu pierderi aruncă datele; este imposibil să recuperezi aceste date.

Spuneți că aveți un fișier MP3 de 3 MB. Conversia acestuia în FLAC ar putea duce la un fișier de 30 MB, dar acești 30 MB conțin sunetele exacte pe care le-a făcut MP3-ul mult mai mic. Conversia înapoi la un format fără pierderi nu „recuperează” informațiile pe care le-a aruncat compresia MP3.

În cele din urmă, după cum sa menționat mai devreme, convertirea unui format cu pierderi în altul (sau salvarea în mod repetat în același format) va degrada calitatea în continuare. De fiecare dată când aplicați compresia cu pierderi, pierdeți mai multe detalii. Acest lucru devine din ce în ce mai vizibil până când fișierul este în mod esențial distrus.

Cum funcționează compresia? Acum știi

Am analizat atât compresia cu pierderi, cât și compresia fără pierderi pentru a vedea cum funcționează. Acum știți cum este posibil să stocați un fișier la o dimensiune mai mică decât forma originală și cum să alegeți cea mai bună metodă pentru nevoile dvs.

Desigur, algoritmii care decid ce date sunt aruncate în metode cu pierderi și cum se pot stoca cel mai bine datele redundante în compresie fără pierderi sunt mult mai complicate decât am explicat aici. Dacă sunteți interesat, aveți multe de descoperit pe această temă.

Ați încercat compresia fără pierderi și trebuie să trimiteți ceva unui prieten? Încercați aceste modalități rapide de a transfera fișiere mari online. Și dacă aveți nevoie de ajutor comprimarea fișierelor audio mari , iată câteva modalități ușoare și eficiente.

Acțiune Acțiune Tweet E-mail Canon vs. Nikon: Ce marcă de camere este mai bună?

Canon și Nikon sunt cele mai mari două nume din industria camerelor. Dar ce marcă oferă o gamă mai bună de camere și obiective?

Citiți în continuare
Subiecte asemănătoare
  • Tehnologie explicată
  • Comprimarea fișierelor
  • Fișiere ZIP
Despre autor Ben Stegner(1735 articole publicate)

Ben este redactor adjunct și manager Onboarding la MakeUseOf. Și-a părăsit serviciul IT pentru a scrie cu normă întreagă în 2016 și nu s-a uitat niciodată înapoi. De mai bine de șapte ani acoperă tutoriale tehnologice, recomandări de jocuri video și multe altele ca scriitor profesionist.

Mai multe de la Ben Stegner

Aboneaza-te la newsletter-ul nostru

Alăturați-vă newsletter-ului pentru sfaturi tehnice, recenzii, cărți electronice gratuite și oferte exclusive!

Faceți clic aici pentru a vă abona