JPG (lub JPEG) to jedno z najbardziej rozpowszechnionych i powszechnie używanych formatów plików graficznych na świecie. Skrót JPEG pochodzi od Joint Photographic Experts Group, organizacji, która opracowała format w 1992 roku. W tym wpisie na blogu omówię szczegółowo techniczne aspekty plików JPG, ich zastosowania i ograniczenia.
Kompresja stratna
Jedną z kluczowych cech formatu JPG jest jego sposób kompresji, określany jako „kompresja stratna”. Kompresja stratna oznacza, że w celu zmniejszenia rozmiaru pliku, część informacji zawartych w obrazie jest trwale usuwana. W rezultacie, im większa kompresja, tym niższa jakość obrazu. Główną zaletą tej kompresji jest to, że pozwala na znaczne zmniejszenie rozmiaru plików, co jest korzystne dla przechowywania i udostępniania obrazów w Internecie.
Schemat kompresji
Kompresja plików JPG opiera się na algorytmie DCT (Discrete Cosine Transform), który analizuje obraz w blokach o rozmiarze 8×8 pikseli. Następnie każdy blok jest reprezentowany za pomocą serii współczynników, które opisują różne częstotliwości przestrzenne występujące w bloku. W praktyce oznacza to, że obraz jest rozkładany na składowe o różnych częstotliwościach, co pozwala na wykrycie i usunięcie mniej istotnych informacji.
Kwantyzacja
Po transformacji DCT następuje proces kwantyzacji, który polega na redukcji liczby wartości współczynników uzyskanych z DCT. Kwantyzacja polega na podzieleniu każdego współczynnika przez wartość z tabeli kwantyzacji, a następnie zaokrągleniu wyniku do najbliższej liczby całkowitej. Tabele kwantyzacji są określone dla każdej aplikacji i mają wpływ na jakość i rozmiar skompresowanego obrazu.
Kodowanie
Po kwantyzacji współczynniki są uporządkowane w specyficzny sposób, nazywany zigzag scanning, który pomaga w dalszej kompresji danych. Następnie dane są kodowane za pomocą technik entropijnych, takich jak kodowanie Huffmana, co prowadzi do dalszego zmniejszenia rozmiaru pliku.
Głębia bitowa
Głębia bitowa odnosi się do liczby bitów używanych do reprezentowania koloru każdego piksela w obrazie. Typowe pliki JPG mają głębię bitową wynoszącą 8 bitów na kanał, co oznacza, że każdy z trzech kanałów kolorów (czerwony, zielony, niebieski) może przyjmować jedną z 256 wartości. Wynika z tego 24-bitowa paleta kolorów, która oferuje 16,7 miliona różnych kolorów.
Wpływ głębi bitowej i kompresji na jakość obrazu
Choć 8-bitowa głębia bitowa plików JPG pozwala na reprezentowanie dużej liczby kolorów, sposób kompresji wpływa na jakość obrazu. W przypadku obrazów o wysokim kontraście, dużych różnicach kolorystycznych lub szczegółach tekstury, kompresja stratna może prowadzić do utraty jakości oraz widocznych artefaktów, takich jak blokowanie, zniekształcenia czy posterizacja. Warto zauważyć, że stopień utraty jakości zależy od poziomu kompresji zastosowanego podczas zapisywania obrazu – im większa kompresja, tym większe zniekształcenia.
Poziomy kompresji
Przy zapisywaniu pliku w formacie JPG można wybrać różne poziomy kompresji. Większość programów graficznych pozwala na regulację jakości obrazu, która zwykle jest przedstawiana jako procent lub wartość od 0 do 100. Wyższa wartość oznacza lepszą jakość obrazu i mniejszą kompresję, ale również większy rozmiar pliku. Należy znaleźć właściwy kompromis między jakością a rozmiarem pliku, biorąc pod uwagę zastosowanie obrazu oraz potrzeby użytkownika.
Porównanie z innymi formatami plików graficznych
W zależności od zastosowania, inne formaty plików graficznych mogą być lepszym wyborem niż JPG:
- PNG: Format ten oferuje kompresję bezstratną, co oznacza, że nie ma utraty jakości obrazu. Jest to szczególnie przydatne w przypadku obrazów z dużą ilością tekstu lub grafiki, gdzie artefakty kompresji są bardziej widoczne. PNG obsługuje również przezroczystość, co daje możliwość łatwego umieszczania obrazów na różnych tłach.
- RAW: Format RAW to zapis surowych danych z matrycy aparatu cyfrowego, bez przetwarzania czy kompresji. RAW pozwala na zachowanie pełnej gamy informacji zarejestrowanych przez matrycę aparatu, co jest korzystne dla fotografów pragnących uzyskać maksymalną jakość i elastyczność podczas edycji.
- WebP: WebP to nowoczesny format opracowany przez Google, który oferuje kompresję stratną i bezstratną, a także obsługę animacji i przezroczystości. Ma potencjał dawać lepszą jakość obrazów przy mniejszym rozmiarze pliku niż JPG, ale jego wsparcie w przeglądarkach internetowych i narzędziach graficznych jest wciąż ograniczone.
Podsumowanie
Format JPG to popularny i powszechnie stosowany format plików graficznych, który pozwala na znaczne zmniejszenie rozmiaru plików dzięki kompresji stratnej. Stosowany jest głównie do przechowywania i udostępniania zdjęć, ale ma ograniczenia, takie jak utrata jakości obrazu i widoczne artefakty kompresji. Inne formaty, takie jak PNG, RAW czy WebP, mogą być lepszym wyborem w zależności od specyficznych potrzeb i zastosowań.
Pobierz narzędzia do edycji, presety i profile do Lightroom.
PRESETY LIGHTROOM
Zapraszam na mój kanał na YouTube gdzie znajdziesz dużo poradników dotyczących edycji zdjęć, fotografii oraz podróży.
Mój kanał na YouTube
Dołącz do Słowik inspiruje na Instagramie.
INSTAGRAM
Może Cię także zainteresować
Napisz komentarz