Com funciona la compressió de fitxers?

Com funciona la compressió de fitxers?

La compressió de fitxers és una part fonamental del funcionament del web. Ens permet transferir fitxers que d’altra manera trigarien massa amplada de banda i temps. Sempre que accediu a fitxers ZIP o visualitzeu imatges JPEG, us beneficieu de la compressió de fitxers.





Per tant, probablement en algun moment heu fet una pregunta: com funciona la compressió de fitxers? Aquí teniu una visió bàsica del funcionament de la compressió.





Què significa compressió?

En poques paraules, la compressió de fitxers (o compressió de dades) és l’acte de reduir la mida d’un fitxer mentre es conserven les dades originals. Si ho feu, el fitxer pot ocupar menys espai en un dispositiu d’emmagatzematge, a més de facilitar la transferència per Internet o d’una altra manera.





És important tenir en compte que la compressió no és infinita. Tot i que comprimir un fitxer en un ZIP redueix la seva mida, no es pot continuar comprimint el fitxer per reduir encara més la mida a res.

En general, la compressió de fitxers es divideix en dos tipus principals: sense pèrdues i sense pèrdues. Vegem com funcionen tots dos al seu torn.



Com funciona la compressió de fitxers: compressió amb pèrdues

La compressió amb pèrdues redueix la mida del fitxer eliminant trossos d'informació innecessaris. És més comú en formats d’imatge, vídeo i àudio, on no és necessària una representació perfecta dels suports d’origen. Molts formats habituals per a aquest tipus de suports fan servir compressió amb pèrdues; MP3 i JPEG són dos exemples populars.

Un MP3 no conté tota la informació d'àudio de la gravació original; en lloc d'això, llança alguns sons que els humans no poden escoltar. De totes maneres, no els notareu que falten, de manera que, si elimineu aquesta informació, es reduirà la mida del fitxer, bàsicament sense inconvenients.





telèfon intel·ligent amb millor durada de la bateria 2016

De la mateixa manera, els fitxers JPEG eliminen les parts no vitals de les imatges. Per exemple, en una imatge que conté un cel blau, la compressió JPEG pot canviar tots els píxels del cel a un o dos tons de blau, en lloc d'utilitzar desenes de tons diferents.

Tanmateix, com més comprimeu un fitxer, més notable es fa la disminució de la qualitat. Probablement ho hàgiu experimentat amb fitxers MP3 fangosos penjats a YouTube. Per exemple, compareu aquesta pista musical d'alta qualitat:





Amb aquesta versió molt comprimida de la mateixa cançó:

La compressió pèrdua és adequada quan un fitxer conté més informació de la que necessiteu per als vostres propòsits. Per exemple, suposem que teniu un enorme fitxer d'imatge RAW. Tot i que probablement vulgueu conservar aquesta qualitat en imprimir la imatge en un bàner gran, no té sentit carregar el fitxer RAW a Facebook.

La imatge conté tantes dades que no es noten quan es visualitzen a les xarxes socials. La compressió de la imatge en un format JPEG d’alta qualitat genera informació, però la imatge té la mateixa aparença a simple vista. Veure la nostra comparació de formats d'imatge populars per a una visió més profunda d’això.

Compressió pèrdua en l'ús general

Com hem esmentat, la compressió amb pèrdues és ideal per a la majoria de formes de suport. Per això, és vital per a empreses com Spotify i Netflix que transmeten constantment grans quantitats d’informació. Reduir la mida del fitxer al màxim, tot i conservar la qualitat, fa que el seu funcionament sigui més eficient. Us imagineu si tots els vídeos de YouTube es van emmagatzemar i transmetre en el seu format original sense comprimir?

Però la compressió amb pèrdues no funciona tan bé per als fitxers on tota la informació és crucial. Per exemple, l'ús de la compressió amb pèrdues en un fitxer de text o en un full de càlcul donaria lloc a una sortida errònia. Realment no es pot llençar res sense danyar greument el producte final.

Quan es desa en un format amb pèrdues, sovint es pot establir el nivell de qualitat. Per exemple, molts editors d’imatges tenen un control lliscant per triar la qualitat d’un JPEG entre 0 i 100.

Estalviar en un 90 o 80 per cent redueix la mida del fitxer amb poca diferència. Però si estalvieu en mala qualitat o deseu repetidament el mateix fitxer en un format amb pèrdues, es degradarà.

A continuació podeu veure un exemple d'això (feu clic per veure les imatges més grans). A l'esquerra hi ha la imatge original descarregada des de Pixabay com a JPEG. La imatge central és el resultat d’estalviar-lo com a JPEG a un 50% de qualitat. I la imatge que hi ha més a la dreta mostra la imatge original desada com a JPEG de qualitat del 10%.

Galeria d'imatges (3 imatges) Amplia Amplia Amplia Tanca

Amb un cop d’ull ràpid, la imatge central no es veu tan malament. Només podeu notar els artefactes al voltant de les vores dels quadres si amplieu la imatge. Per descomptat, la imatge més a la dreta sembla immediatament terrible.

Abans de retallar per penjar, les mides dels fitxers eren de 874 KB, 310 KB i 100 KB respectivament.

Com funciona la compressió de fitxers: compressió sense pèrdues

La compressió sense pèrdues és una manera de reduir la mida del fitxer de manera que pugueu reconstruir perfectament el fitxer original. Contràriament a la compressió amb pèrdues, no llença cap informació. En canvi, la compressió sense pèrdues funciona essencialment eliminant la redundància.

per què la meva comanda d'Amazon encara no s'ha enviat?

Prenem un exemple bàsic per mostrar què significa això. A sota hi ha una pila de 10 maons: dos de color blau, cinc de groc i tres de vermell. Aquesta pila és una manera senzilla d’il·lustrar aquests blocs, però hi ha una altra manera de fer-ho.

En lloc de mostrar els 10 blocs, podem eliminar tots menys un de cada color. Aleshores, si fem servir números per mostrar quants maons de cada color hi havia, hem representat exactament la mateixa informació amb molts menys maons. En lloc de 10 maons, ara només en necessitem tres.

Aquesta és una il·lustració senzilla de com és possible la compressió sense pèrdues. Emmagatzema la mateixa informació d’una manera més eficient eliminant la redundància. Penseu en un fitxer real, on la cadena següent:

mmmmmuuuuuuuoooooooooooo

Es pot 'comprimir' a la forma següent, molt més curta:

m5u7o12

Això ens permet utilitzar set caràcters en lloc de 24 per representar les mateixes dades, cosa que suposa un estalvi important.

Compressió sense pèrdues en l'ús quotidià

Com hem esmentat anteriorment, la compressió sense pèrdues és important en els casos en què no pugueu eliminar cap fitxer original. Si heu tingut curiositat per saber com funcionen els fitxers ZIP, aquesta és la resposta.

Quan creeu un fitxer ZIP des d’un programa executable a Windows, utilitza una compressió sense pèrdues. La compressió de fitxers ZIP és una manera més eficient d’emmagatzemar el programa, però quan el descomprimiu (descomprimiu-lo) hi ha tota la informació original. Si utilitzeu la compressió amb pèrdues per comprimir executables, la versió descomprimida es danyaria i seria inutilitzable.

Els formats habituals sense pèrdues inclouen PNG per a imatges, FLAC per a àudio i ZIP. Els formats de vídeo sense pèrdua són rars, ja que ocuparien una gran quantitat d’espai.

Quan s'ha d'utilitzar la compressió Lossy vs. Lossless

Ara que hem analitzat les dues formes de compressió de fitxers, us podeu preguntar quan hauríeu d’utilitzar-ne una o altra. Resulta que no hi ha cap forma de compressió 'millor': tot depèn de per a què utilitzeu els fitxers.

En general, heu d’utilitzar la compressió sense pèrdues quan vulgueu una còpia perfecta del material d’origen i la compressió amb pèrdues quan una còpia imperfecta sigui prou bona. Vegem un altre exemple per veure com poden treballar en harmonia.

Digues que ho has acabat heu desenterrat la vostra antiga col·lecció de CD i voleu digitalitzar-la de manera que teniu tota la vostra música a l’ordinador. Quan arrossegueu els vostres CD, té sentit utilitzar un format com FLAC, que no té pèrdues. Això us permet tenir una còpia mestra a l'ordinador tan bona com el CD original.

Més endavant, potser voldreu posar música al telèfon o a un reproductor de MP3 antic perquè pugueu escoltar-lo sobre la marxa. Probablement no us importarà que la vostra música tingui una qualitat perfecta per a això, de manera que pugueu convertir els fitxers FLAC a MP3 . Això us proporciona un fitxer d'àudio que encara es pot escoltar perfectament, però que no ocupa tant espai al dispositiu mòbil. La qualitat dels MP3 convertits des del FLAC serà tan bona com si haguéssiu creat un MP3 comprimit directament des del CD original. Vostè pot fins i tot comprimeix un vídeo directament a l'iPhone .

El tipus de dades representades en un fitxer també pot dictar quin tipus de compressió és millor. Com que les imatges PNG utilitzen compressió sense pèrdues, ofereixen mides de fitxer petites per a imatges amb molt d’espai uniforme, com ara les captures de pantalla de l’ordinador. Tanmateix, notareu que els PNG ocupen molt més espai quan representen la barreja de colors de les fotos del món real.

Preocupacions durant la compressió de fitxers

Com hem vist, convertir formats sense pèrdues a pèrdues està bé, així com convertir un format sense pèrdues a un altre. Tanmateix, no hauríeu de convertir mai un format lossy a lossless, i heu de tenir cura de convertir un format lossy a un altre.

malauradament, els serveis de Google Play han aturat la tauleta samsung

Convertir formats amb pèrdues a sense pèrdues és simplement una pèrdua d’espai. Recordeu que els formats amb pèrdues llencen les dades; és impossible recuperar aquestes dades.

Suposem que teniu un fitxer MP3 de 3 MB. Si es converteix a FLAC, es pot obtenir un fitxer de 30 MB, però aquests 30 MB contenen els sons exactes que feien els MP3 molt més petits. La conversió de nou a un format sense pèrdues no 'recupera' la informació que va llançar la compressió MP3.

Finalment, com es va esmentar anteriorment, convertir un format amb pèrdues a un altre (o desar-lo repetidament en el mateix format) degradarà encara més la qualitat. Cada vegada que apliqueu la compressió amb pèrdues, perdeu més detalls. Això es fa cada vegada més notable fins que el fitxer es troba essencialment malmès.

Com funciona la compressió? Ara ja ho saps

Hem donat una ullada a la compressió amb pèrdues i la pèrdua de pèrdues per veure com funcionen. Ara ja sabeu com és possible emmagatzemar un fitxer a una mida més petita que la seva forma original i com triar el millor mètode per a les vostres necessitats.

Per descomptat, els algoritmes que decideixen quines dades s’extreuen amb mètodes amb pèrdua i com emmagatzemar millor les dades redundants en compressió sense pèrdues són molt més complicats del que hem explicat aquí. Hi ha molt més a descobrir sobre aquest tema si us interessa.

Heu provat la compressió sense pèrdues i heu d'enviar alguna cosa a un amic? Proveu aquestes maneres ràpides de transferir fitxers grans en línia. I si necessiteu ajuda comprimint fitxers d'àudio grans , aquí teniu algunes maneres fàcils i efectives.

Compartir Compartir Tweet Correu electrònic Canon vs. Nikon: quina marca de càmeres és millor?

Canon i Nikon són els dos noms més importants de la indústria de les càmeres. Però, quina marca ofereix la millor gamma de càmeres i objectius?

Llegiu a continuació
Temes relacionats
  • Tecnologia explicada
  • Compressió de fitxers
  • Fitxers ZIP
Sobre l'autor Ben Stegner(1735 articles publicats)

Ben és editor adjunt i gerent d’incorporació a MakeUseOf. Va deixar el seu treball en informàtica per escriure a temps complet el 2016 i mai no ha mirat enrere. Fa més de set anys que cobreix tutorials de tecnologia, recomanacions de videojocs i molt més com a escriptor professional.

Més de Ben Stegner

Subscriu-te al nostre butlletí

Uniu-vos al nostre butlletí per obtenir consells tècnics, ressenyes, llibres electrònics gratuïts i ofertes exclusives.

Feu clic aquí per subscriure-us