Hur fungerar filkomprimering?
Annons
Filkomprimering är en viktig del av hur webben fungerar. Det gör att vi kan överföra filer som annars skulle ta för mycket bandbredd och tid. När du öppnar ZIP-filer eller tittar på JPEG-bilder drar du nytta av filkomprimering.
Således har du förmodligen ställt en fråga någon gång: hur fungerar filkomprimering? Här är en grundläggande titt på hur komprimering fungerar.
Vad betyder komprimering?
Enkelt uttryckt är filkomprimering (eller datakomprimering) handlingen för att minska storleken på en fil och samtidigt bevara originaldata. Om du gör det kan filen ta mindre plats på en lagringsenhet, förutom att det blir lättare att överföra över internet eller på annat sätt.
Det är viktigt att notera att komprimering inte är oändlig. När komprimering av en fil till en ZIP minskar storleken kan du inte fortsätta att komprimera filen för att ytterligare minska storleken till ingenting.
Generellt är filkomprimering uppdelad i två huvudtyper: lossy och lossless. Låt oss titta på hur båda dessa fungerar i sin tur.
Så fungerar filkomprimering: Förlustkomprimering
Förlorad komprimering minskar filstorleken genom att ta bort onödiga bitar med information. Det är vanligast i bild-, video- och ljudformat, där en perfekt representation av källmediet inte är nödvändigt. Många vanliga format för dessa typer av media använder förlustkomprimering; MP3 och JPEG är två populära exempel.
En MP3 innehåller inte all ljudinformation från den ursprungliga inspelningen - i stället slänger den ut några ljud som människor inte kan höra. Du skulle inte märka att de saknas ändå, så att ta bort den informationen resulterar i en lägre filstorlek utan i princip några nackdelar.
På samma sätt tar JPEG bort icke-vitala delar av bilder. Till exempel, i en bild som innehåller en blå himmel, kan JPEG-komprimering ändra alla himmelpixlar till en eller två nyanser av blått, istället för att använda dussintals olika nyanser.
Men ju tyngre du komprimerar en fil, desto mer märkbar blir kvalitetsfallet. Du har antagligen upplevt detta med leriga MP3-filer som laddats upp till YouTube. Jämför till exempel detta högkvalitativa musikspår:
Med denna kraftigt komprimerade version av samma låt:
Förlorad komprimering är lämplig när en fil innehåller mer information än du behöver för dina ändamål. Låt oss till exempel säga att du har en enorm RAW-bildfil. Även om du förmodligen vill bevara den kvaliteten när du skriver ut bilden på ett stort banner, är det meningslöst att ladda upp RAW-filen till Facebook.
Bilden innehåller så mycket data som inte syns när de visas på sociala mediesidor. Komprimering av bilden till en högkvalitativ JPEG slänger ut lite information, men bilden ser nästan densamma ut med det blotta ögat. Se vår jämförelse av populära bildformat JPEG, GIF eller PNG? Bildfiltyper förklarade och testade JPEG, GIF eller PNG? Bildfiltyper förklarade och testade Känner du till skillnaderna mellan JPEG, GIF, PNG och andra bildfiltyper? Vet du när du ska använda en i stället för den andra? Rädsla inte, MakeUseOf förklarar allt! Läs mer för en djupare titt på detta.
Förlustkomprimering vid allmän användning
Som vi nämnt är förlustkomprimering bra för de flesta medier. På grund av detta är det viktigt för företag som Spotify och Netflix som hela tiden överför enorma mängder information. Att minska filstorleken så mycket som möjligt, samtidigt som de bibehåller kvaliteten, gör deras drift effektivare. Kan du föreställa dig om varje video YouTube lagrats och överförts i sitt ursprungliga okomprimerade format?
Men förlustkomprimering fungerar inte så bra för filer där all information är avgörande. Användning av förlustkomprimering på en textfil eller ett kalkylblad skulle till exempel resultera i trassliga utskrifter. Du kan verkligen inte slänga något utan att skada den slutliga produkten allvarligt.
När du sparar i ett förlustformat kan du ofta ställa in kvalitetsnivån. Till exempel har många bildredigerare en reglage för att välja kvalitet på en JPEG från 0-100.
Att spara på något som 90 eller 80 procent minskar filstorleken ganska mycket, med liten skillnad för ögat. Men att spara i dålig kvalitet eller upprepade gånger spara samma fil i ett förlustformat försämrar den.
Nedan kan du se ett exempel på detta (klicka för att se de större bilderna). Till vänster är originalbilden som laddats ner från Pixabay som JPEG. Den mellersta bilden är resultatet av att spara detta som en JPEG i 50 procents kvalitet. Och bilden längst till höger visar den ursprungliga bilden som sparats istället som en JPEG med 10 procent kvalitet.
Med en snabb blick ser den mellersta bilden inte så illa ut. Du kan bara märka artefakterna runt lådernas kanter om du zooma in. Naturligtvis ser bilden längst till höger omedelbart hemskt.
Innan du beskär för att ladda upp var filstorlekarna 874KB, 310KB respektive 100KB.
Så fungerar filkomprimering: Förlustfri komprimering
Förlustfri komprimering är ett sätt att minska filstorleken så att du perfekt kan rekonstruera originalfilen. I motsats till förlustkomprimering, slänger det inte någon information ut. Istället fungerar förlustfri komprimering i huvudsak genom att ta bort redundans.
Låt oss ta ett grundläggande exempel för att visa vad detta betyder. Nedanför finns en bunt med 10 tegelstenar: två blå, fem gula och tre röda. Denna stack är ett enkelt sätt att illustrera dessa block, men det finns ett annat sätt att göra det.
Istället för att visa alla 10 block kan vi ta bort alla utom en av varje färg. Sedan, om vi använder siffror för att visa hur många tegelstenar i varje färg som fanns, har vi representerat exakt samma information med mycket färre tegelstenar. Istället för 10 tegelstenar behöver vi nu bara tre.
Detta är en enkel illustration av hur förlustfri komprimering är möjlig. Den lagrar samma information på ett mer effektivt sätt genom att ta bort redundans. Tänk på en verklig fil, där strängen nedan:
mmmmmuuuuuuuoooooooooooo Kan "komprimera" till följande, mycket kortare form:
m5u7o12 Detta gör att vi kan använda sju tecken istället för 24 för att representera samma data, vilket är en betydande besparing.
Förlustfri komprimering vid daglig användning
Som vi nämnde ovan är förlustfri komprimering viktigt i fall där du inte kan ta bort någon av originalfilen. Om du har varit nyfiken på hur ZIP-filer fungerar, är detta svaret.
När du skapar en ZIP-fil från ett program som kan köras i Windows använder den förlustfri komprimering. ZIP-filkomprimeringen är ett mer effektivt sätt att lagra programmet, men när du packar upp (dekomprimerar) det finns all originalinformation. Om du använde förlustkomprimering för att komprimera körbara filer skulle den ompackade versionen vara skadad och oanvändbar.
Vanliga förlustfria format inkluderar PNG för bilder, FLAC för ljud och ZIP. Förlustfria format för video är sällsynta, eftersom de skulle ta enorma mängder utrymme.
När ska man använda Lossy vs. Lossless Compression
Nu när vi har tittat på båda formerna av filkomprimering kanske du undrar när du ska använda det ena eller det andra. Det visar sig att det inte finns någon "bättre" form av komprimering - allt beror på vad du använder filerna för.
I allmänhet bör du använda förlustfri komprimering när du vill ha en perfekt kopia av källmaterialet och förlustkomprimering när en ofullständig kopia är tillräckligt bra. Låt oss titta på ett annat exempel för att se hur de kan fungera i harmoni.
Säg att du precis har grävt upp din gamla CD-samling och vill digitalisera den. Hur konverterar du CD-skivor, kassetter och MiniDisc-skivor till MP3 eller vinylskivor som du vill bli av med, det är dags att digitalisera din samling. Här är allt du behöver veta. Läs mer så att du har all din musik på din dator. När du rippar dina CD-skivor är det vettigt att använda ett format som FLAC, vilket är förlustfritt. På så sätt kan du ha en masterkopia på din dator som är lika bra som den ursprungliga CD-skivan.
Senare kanske du vill lägga lite musik på din telefon eller en gammal MP3-spelare så att du kan lyssna på språng. Du bryr dig förmodligen inte om att din musik är i perfekt kvalitet för detta, så att du kan konvertera FLAC-filerna till MP3 Hur konverterar du FLAC till MP3 gratis Hur konverterar du FLAC till MP3 gratis Behöver du konvertera FLAC-ljudfiler till MP3? Sedan är de gratisappar du behöver för att kolla in på Windows, Mac, Linux och webben. Läs mer . Detta ger dig en ljudfil som fortfarande är perfekt lyssnande, men tar inte så mycket utrymme på din mobila enhet. Kvaliteten på MP3-konverteringen från FLAC kommer att vara lika bra som om du skapat en komprimerad MP3 direkt från den ursprungliga CD-skivan.
Typen av data som representeras i en fil kan också diktera vilken typ av komprimering som är bäst. Eftersom PNG-bilder använder förlustfri komprimering erbjuder de små filstorlekar för bilder med mycket enhetligt utrymme, som datorskärmdumpar. Du kommer emellertid att märka att PNG: er tar mycket mer utrymme när de representerar virvlande färg i verkliga foton.
Problem vid filkomprimering
Som vi har sett är det bra att konvertera förlustfria format till lossy, liksom att konvertera ett förlustfritt format till ett annat. Du bör emellertid aldrig konvertera ett lossy-format till lossless, och du bör se upp för att konvertera ett lossy-format till ett annat.
Att konvertera lossy-format till lossless är helt enkelt ett slöseri med utrymme. Kom ihåg att förlustformat kastar data; det är omöjligt att återställa dessa data.
Säg att du har en 3MB MP3-fil. Om du konverterar det till FLAC kan det resultera i en 30MB-fil, men de 30MB innehåller exakt ljud som den mycket mindre MP3 gjorde. Om du konverterar tillbaka till ett förlustfritt format "återställer" inte informationen som MP3-komprimeringen kastade ut.
Slutligen, som nämnts tidigare, kommer konvertering av ett förlustformat till ett annat (eller upprepade gånger spara i samma format) att försämra kvaliteten ytterligare. Varje gång du tillämpar den förlorade kompressionen förlorar du mer detalj. Detta blir mer och mer märkbart tills filen i huvudsak förstörs.
Hur fungerar kompression? Nu vet du
Vi har tittat på både förlorad och förlustfri komprimering för att se hur de fungerar. Nu vet du hur det är möjligt att lagra en fil i en mindre storlek än den ursprungliga formen, och hur du väljer den bästa metoden för dina behov.
Naturligtvis är algoritmerna som bestämmer vilka data som kastas ut i förlustmetoder och hur man bäst lagrar redundanta data i förlustfri komprimering mycket mer komplicerade än vi har förklarat här. Det finns mycket mer att upptäcka om detta ämne om du är intresserad.
Försökt förlustfri komprimering och behöver skicka något till en vän? Prova dessa snabba sätt att överföra stora filer online. Och om du behöver hjälp med att komprimera stora ljudfiler Hur komprimera stora ljudfiler: 5 enkla och effektiva sätt Hur komprimera stora ljudfiler: 5 enkla och effektiva sätt Behöver du minska storleken på dina ljudfiler? Här är flera sätt att komprimera stora ljudfiler. Läs mer, här är några enkla och effektiva sätt.
Utforska mer om: Filkomprimering, ZIP-filer.
