Home-theater-designers
Kompresja plików jest podstawową częścią działania sieci. Pozwala nam przesyłać pliki, które w przeciwnym razie zajęłyby zbyt dużo przepustowości i czasu. Za każdym razem, gdy uzyskujesz dostęp do plików ZIP lub przeglądasz obrazy JPEG, korzystasz z kompresji plików.
Dlatego w pewnym momencie prawdopodobnie zadałeś pytanie: jak działa kompresja plików? Oto podstawowe spojrzenie na działanie kompresji.
Co oznacza kompresja?
Mówiąc najprościej, kompresja plików (lub kompresja danych) to czynność polegająca na zmniejszeniu rozmiaru pliku przy jednoczesnym zachowaniu oryginalnych danych. Dzięki temu plik zajmuje mniej miejsca na urządzeniu pamięci masowej, a także ułatwia przesyłanie przez Internet lub w inny sposób.
Należy zauważyć, że kompresja nie jest nieskończona. Podczas gdy skompresowanie pliku do ZIP zmniejsza jego rozmiar, nie możesz dalej skompresować pliku, aby jeszcze bardziej zmniejszyć rozmiar do zera.
Generalnie kompresja plików dzieli się na dwa główne typy: stratną i bezstratną. Przyjrzyjmy się, jak obie te funkcje działają po kolei.
Jak działa kompresja plików: kompresja stratna
Kompresja stratna zmniejsza rozmiar pliku, usuwając niepotrzebne fragmenty informacji. Najczęściej występuje w formatach obrazu, wideo i audio, w których nie jest konieczna doskonała reprezentacja nośnika źródłowego. Wiele popularnych formatów tego typu mediów wykorzystuje kompresję stratną; MP3 i JPEG to dwa popularne przykłady.
MP3 nie zawiera wszystkich informacji dźwiękowych z oryginalnego nagrania — zamiast tego wydobywa dźwięki, których ludzie nie słyszą. I tak nie zauważyłbyś ich braku, więc usunięcie tych informacji skutkuje mniejszym rozmiarem pliku bez praktycznie żadnych wad.
brak dźwięku w oknach laptopa 10
Podobnie pliki JPEG usuwają nieistotne części obrazów. Na przykład na obrazie zawierającym błękitne niebo kompresja JPEG może zmienić wszystkie piksele nieba na jeden lub dwa odcienie niebieskiego, zamiast używać dziesiątek różnych odcieni.
Jednak im mocniej skompresujesz plik, tym bardziej zauważalny staje się spadek jakości. Prawdopodobnie doświadczyłeś tego z zabłoconymi plikami MP3 przesłanymi do YouTube. Na przykład porównaj ten wysokiej jakości utwór muzyczny:
Z tą mocno skompresowaną wersją tego samego utworu:
Kompresja stratna jest odpowiednia, gdy plik zawiera więcej informacji, niż potrzebujesz do swoich celów. Załóżmy na przykład, że masz ogromny plik obrazu RAW. Chociaż prawdopodobnie chcesz zachować tę jakość podczas drukowania obrazu na dużym banerze, nie ma sensu przesyłać pliku RAW na Facebooka.
Obraz zawiera tak dużo danych, że nie jest to zauważalne podczas oglądania w serwisach społecznościowych. Kompresowanie obrazu do wysokiej jakości JPEG wyrzuca pewne informacje, ale obraz wygląda prawie tak samo gołym okiem. Widzieć nasze porównanie popularnych formatów graficznych dla głębszego spojrzenia na to.
Kompresja stratna w ogólnym użyciu
Jak już wspomnieliśmy, kompresja stratna jest świetna dla większości form mediów. Z tego powodu jest to niezbędne dla firm takich jak Spotify i Netflix, które stale przesyłają ogromne ilości informacji. Zmniejszenie rozmiaru pliku tak bardzo, jak to możliwe, przy jednoczesnym zachowaniu jakości, sprawia, że ich działanie jest bardziej wydajne. Czy możesz sobie wyobrazić, że każdy film z YouTube był przechowywany i przesyłany w oryginalnym, nieskompresowanym formacie?
Ale kompresja stratna nie działa tak dobrze w przypadku plików, w których wszystkie informacje są kluczowe. Na przykład użycie kompresji stratnej w pliku tekstowym lub arkuszu kalkulacyjnym spowodowałoby zniekształcenie danych wyjściowych. Naprawdę nie można niczego wyrzucić bez poważnego uszkodzenia produktu końcowego.
Zapisując w formacie stratnym, często można ustawić poziom jakości. Na przykład wiele edytorów graficznych ma suwak do wyboru jakości JPEG od 0-100.
Zapisywanie na poziomie około 90 lub 80 procent zmniejsza rozmiar pliku, z niewielką różnicą dla oka. Ale zapisywanie w złej jakości lub wielokrotne zapisywanie tego samego pliku w stratnym formacie degraduje go.
Poniżej możesz zobaczyć przykład tego (kliknij, aby zobaczyć większe obrazy). Po lewej stronie znajduje się oryginalny obraz pobrany z Pixabay jako JPEG. Środkowy obraz jest wynikiem zapisania go jako JPEG w 50-procentowej jakości. A obraz znajdujący się po prawej stronie pokazuje oryginalny obraz zapisany zamiast 10-procentowej jakości JPEG.
Galeria obrazów (3 obrazy) Zwiększać Zwiększać Zwiększać BliskoNa pierwszy rzut oka środkowy obraz nie wygląda źle. Artefakty wokół krawędzi pudełek można zauważyć tylko po powiększeniu. Oczywiście najbardziej prawy obraz od razu wygląda okropnie.
Przed przycięciem do przesłania rozmiary plików wynosiły odpowiednio 874 KB, 310 KB i 100 KB.
Jak działa kompresja plików: kompresja bezstratna
Kompresja bezstratna to sposób na zmniejszenie rozmiaru pliku, dzięki czemu można idealnie zrekonstruować oryginalny plik. W przeciwieństwie do kompresji stratnej nie wyrzuca żadnych informacji. Zamiast tego kompresja bezstratna zasadniczo działa poprzez usunięcie nadmiarowości.
jak usunąć konto z ps4?
Weźmy podstawowy przykład, aby pokazać, co to oznacza. Poniżej znajduje się stos 10 klocków: dwa niebieskie, pięć żółtych i trzy czerwone. Ten stos to prosty sposób na zilustrowanie tych bloków, ale można to zrobić w inny sposób.
Zamiast pokazywać wszystkie 10 bloków, możemy usunąć wszystkie z wyjątkiem jednego każdego koloru. Następnie, jeśli użyjemy liczb, aby pokazać, ile było cegieł w każdym kolorze, przedstawiliśmy dokładnie tę samą informację przy użyciu znacznie mniejszej liczby cegieł. Zamiast 10 klocków potrzebujemy teraz tylko trzech.
To jest prosta ilustracja tego, jak możliwa jest kompresja bezstratna. Przechowuje te same informacje w bardziej wydajny sposób, usuwając nadmiarowość. Rozważmy rzeczywisty plik, w którym poniższy ciąg:
mmmmmuuuuuuuooooooooooooMożna skompresować do następującej, znacznie krótszej postaci:
m5u7o12Dzięki temu możemy użyć siedmiu znaków zamiast 24 do reprezentowania tych samych danych, co jest znaczną oszczędnością.
Kompresja bezstratna w codziennym użytkowaniu
Jak wspomnieliśmy powyżej, kompresja bezstratna jest ważna w przypadkach, gdy nie można usunąć żadnego oryginalnego pliku. Jeśli byłeś ciekawy, jak działają pliki ZIP, to jest odpowiedź.
Podczas tworzenia pliku ZIP z programu wykonywalnego w systemie Windows używa on kompresji bezstratnej. Kompresja pliku ZIP jest bardziej wydajnym sposobem przechowywania programu, ale po rozpakowaniu (dekompresji) wszystkie oryginalne informacje są obecne. Jeśli użyłeś kompresji stratnej do kompresji plików wykonywalnych, rozpakowana wersja byłaby uszkodzona i bezużyteczna.
Popularne formaty bezstratne to PNG dla obrazów, FLAC dla audio i ZIP. Bezstratne formaty wideo są rzadkie, ponieważ zajmowałyby ogromne ilości miejsca.
Kiedy stosować kompresję stratną, a kiedy bezstratną?
Teraz, gdy przyjrzeliśmy się obu formom kompresji plików, możesz się zastanawiać, kiedy powinieneś użyć jednej lub drugiej. Jak się okazuje, nie ma „lepszej” formy kompresji — wszystko zależy od tego, do czego używasz plików.
Ogólnie rzecz biorąc, powinieneś używać kompresji bezstratnej, gdy chcesz uzyskać idealną kopię materiału źródłowego, a kompresji stratnej, gdy niedoskonała kopia jest wystarczająco dobra. Spójrzmy na inny przykład, aby zobaczyć, jak mogą pracować w harmonii.
Powiedz, że właśnie wykopałeś swoją starą kolekcję płyt CD i chcesz ją zdigitalizować więc masz całą swoją muzykę na swoim komputerze. Kiedy zgrywasz płyty CD, sensowne jest używanie formatu takiego jak FLAC, który jest bezstratny. Dzięki temu masz na komputerze kopię wzorcową, która jest tak dobra, jak oryginalna płyta CD.
Później może chcesz umieścić muzykę w telefonie lub starym odtwarzaczu MP3, aby móc słuchać w dowolnym miejscu. Prawdopodobnie nie zależy ci na tym, aby twoja muzyka była w doskonałej jakości, więc możesz konwertuj pliki FLAC na MP3 . Daje to plik audio, który nadal doskonale nadaje się do słuchania, ale nie zajmuje tyle miejsca na urządzeniu mobilnym. Jakość MP3 przekonwertowanego z FLAC będzie tak dobra, jakbyś stworzył skompresowany plik MP3 bezpośrednio z oryginalnej płyty CD. Możesz nawet skompresuj wideo bezpośrednio na swoim iPhonie .
Typ danych reprezentowanych w pliku może również decydować o najlepszym typie kompresji. Ponieważ obrazy PNG używają kompresji bezstratnej, oferują małe rozmiary plików dla obrazów z dużą ilością jednolitej przestrzeni, takich jak zrzuty ekranu z komputera. Zauważysz jednak, że pliki PNG zajmują znacznie więcej miejsca, gdy przedstawiają mieszankę kolorów na rzeczywistych zdjęciach.
Obawy podczas kompresji plików
Jak widzieliśmy, konwersja formatów bezstratnych na stratne jest w porządku, podobnie jak konwersja jednego formatu bezstratnego na inny. Jednak nigdy nie należy konwertować formatu stratnego na bezstratny i należy wystrzegać się konwertowania jednego formatu stratnego na inny.
różnica między czcionkami opentype i truetype
Konwersja formatów stratnych na bezstratne to po prostu marnowanie miejsca. Pamiętaj, że formaty stratne wyrzucają dane; niemożliwe jest odzyskanie tych danych.
Załóżmy, że masz plik MP3 o wielkości 3 MB. Konwersja tego na FLAC może skutkować plikiem 30 MB, ale te 30 MB zawierają dokładnie te dźwięki, które zrobił znacznie mniejszy MP3. Konwersja z powrotem do formatu bezstratnego nie „odzyskuje” informacji, które wyrzuciła kompresja MP3.
Wreszcie, jak wspomniano wcześniej, konwersja jednego stratnego formatu na inny (lub wielokrotne zapisywanie w tym samym formacie) jeszcze bardziej pogorszy jakość. Za każdym razem, gdy stosujesz kompresję stratną, tracisz więcej szczegółów. Staje się to coraz bardziej zauważalne, dopóki plik nie zostanie zasadniczo zniszczony.
Jak działa kompresja? Teraz wiesz
Przyjrzeliśmy się zarówno kompresji stratnej, jak i bezstratnej, aby zobaczyć, jak działają. Teraz już wiesz, jak można przechowywać plik w mniejszym rozmiarze niż jego pierwotna forma i jak wybrać najlepszą metodę do swoich potrzeb.
Oczywiście algorytmy decydujące o tym, jakie dane zostaną wyrzucone w metodach stratnych i jak najlepiej przechowywać nadmiarowe dane w kompresji bezstratnej, są znacznie bardziej skomplikowane, niż wyjaśniliśmy tutaj. Jeśli jesteś zainteresowany, jest o wiele więcej do odkrycia na ten temat.
Wypróbowałeś kompresję bezstratną i chcesz wysłać coś znajomemu? Wypróbuj te szybkie sposoby przesyłania dużych plików online . A jeśli potrzebujesz pomocy kompresowanie dużych plików audio , oto kilka prostych i skutecznych sposobów.
Udział Udział Ćwierkać E-mail Canon kontra Nikon: która marka aparatu jest lepsza?Canon i Nikon to dwie największe marki w branży aparatów fotograficznych. Ale która marka oferuje lepszą gamę aparatów i obiektywów?
Czytaj dalej Powiązane tematy- Wyjaśnienie technologii
- Kompresja pliku
- Pliki ZIP
Ben jest zastępcą redaktora i kierownikiem ds. wdrażania w MakeUseOf. Zrezygnował z pracy w IT, aby pisać w pełnym wymiarze godzin w 2016 roku i nigdy nie oglądał się za siebie. Od ponad siedmiu lat zajmuje się samouczkami technicznymi, rekomendacjami gier wideo i nie tylko.
Więcej od Bena StegneraZapisz się do naszego newslettera
Dołącz do naszego newslettera, aby otrzymywać porady techniczne, recenzje, bezpłatne e-booki i ekskluzywne oferty!
Kliknij tutaj, aby zasubskrybować