Πώς λειτουργεί η συμπίεση αρχείων;
Διαφήμιση
Η συμπίεση αρχείων αποτελεί βασικό μέρος του τρόπου λειτουργίας του ιστού. Μας επιτρέπει να μεταφέρουμε αρχεία που διαφορετικά θα χρειαζόταν υπερβολικό εύρος ζώνης και χρόνο. Κάθε φορά που συνδέεστε σε αρχεία ZIP ή προβάλλετε εικόνες JPEG, επωφελείστε από τη συμπίεση αρχείων.
Έτσι, σε κάποιο σημείο πιθανότατα έχετε θέσει μια ερώτηση: πώς λειτουργεί η συμπίεση αρχείων; Ακολουθεί μια βασική ματιά στο πώς λειτουργεί η συμπίεση.
Τι σημαίνει συμπίεση;
Με απλά λόγια, η συμπίεση αρχείων (ή η συμπίεση δεδομένων) είναι η πράξη μείωσης του μεγέθους ενός αρχείου ενώ διατηρούνται τα αρχικά δεδομένα. Με αυτόν τον τρόπο, επιτρέπει στο αρχείο να καταλαμβάνει λιγότερο χώρο σε μια συσκευή αποθήκευσης, εκτός από την ευκολότερη μεταφορά μέσω του διαδικτύου ή με άλλο τρόπο.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η συμπίεση δεν είναι άπειρη. Ενώ η συμπίεση ενός αρχείου σε ένα ZIP μειώνει το μέγεθος του, δεν μπορείτε να συνεχίσετε να συμπιέζετε το αρχείο για να μειώσετε περαιτέρω το μέγεθος σε τίποτα.
Γενικά, η συμπίεση αρχείων χωρίζεται σε δύο βασικούς τύπους: απώλεια και χωρίς απώλειες. Ας δούμε πώς και οι δύο λειτουργούν με τη σειρά τους.
Πώς λειτουργεί η συμπίεση αρχείων: Απώλεια συμπίεσης
Η απώλεια συμπίεσης μειώνει το μέγεθος του αρχείου, αφαιρώντας περιττά τμήματα πληροφοριών. Είναι πιο συνηθισμένο σε μορφές εικόνας, βίντεο και ήχου, όπου δεν είναι απαραίτητη η τέλεια αναπαράσταση των πηγών μέσων. Πολλές κοινές μορφές για αυτούς τους τύπους μέσων χρησιμοποιούν συμπίεση απώλειας. Τα MP3 και JPEG είναι δύο δημοφιλή παραδείγματα.
Ένα MP3 δεν περιέχει όλες τις πληροφορίες ήχου από την πρωτότυπη εγγραφή - αντί να ρίχνει τους ήχους που οι άνθρωποι δεν ακούνε. Δεν θα παρατηρήσετε ότι λείπουν ούτως ή άλλως, έτσι ώστε η κατάργηση αυτής της πληροφορίας να έχει ως αποτέλεσμα μικρότερο μέγεθος αρχείου με βασικά κανένα μειονέκτημα.
Ομοίως, τα αρχεία JPEG καταργούν μη ζωτικά τμήματα των εικόνων. Για παράδειγμα, σε μια φωτογραφία που περιέχει έναν μπλε ουρανό, η συμπίεση JPEG μπορεί να αλλάξει όλα τα pixel του ουρανού σε μία ή δύο αποχρώσεις του μπλε, αντί να χρησιμοποιεί δεκάδες διαφορετικές αποχρώσεις.
Ωστόσο, όσο πιο πολύ συμπιέζετε ένα αρχείο, τόσο πιο αξιοσημείωτη είναι η πτώση της ποιότητας. Ίσως έχετε δοκιμάσει αυτό με τα λασπώδη αρχεία MP3 που φορτώθηκαν στο YouTube. Για παράδειγμα, συγκρίνετε αυτό το μουσικό κομμάτι υψηλής ποιότητας:
Με αυτή την πολύ συμπιεσμένη έκδοση του ίδιου τραγουδιού:
Η απώλεια συμπίεσης είναι κατάλληλη όταν ένα αρχείο περιέχει περισσότερες πληροφορίες από αυτές που χρειάζεστε για τους σκοπούς σας. Για παράδειγμα, ας πούμε ότι έχετε ένα τεράστιο αρχείο εικόνας RAW. Αν και θέλετε να διατηρήσετε αυτή την ποιότητα κατά την εκτύπωση της εικόνας σε ένα μεγάλο banner, είναι άσκοπο να φορτώσετε το αρχείο RAW στο Facebook.
Η εικόνα περιέχει τόσα δεδομένα που δεν παρατηρούνται όταν προβληθούν σε ιστότοπους κοινωνικής δικτύωσης. Η συμπίεση της εικόνας σε JPEG υψηλής ποιότητας εκπέμπει κάποιες πληροφορίες, αλλά η εικόνα φαίνεται σχεδόν η ίδια με γυμνό μάτι. Δείτε τη σύγκριση των δημοφιλών μορφών εικόνας JPEG, GIF ή PNG; Τύποι αρχείων εικόνας Επεξήγηση και δοκιμασμένο JPEG, GIF ή PNG; Τύποι αρχείων εικόνας Εξηγούνται και δοκιμάζονται Γνωρίζετε τις διαφορές μεταξύ αρχείων JPEG, GIF, PNG και άλλων μορφών αρχείων εικόνας; Ξέρετε πότε πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα αντί για το άλλο; Δεν φοβάσαι, το MakeUseOf εξηγεί τα πάντα! Διαβάστε περισσότερα για μια βαθύτερη ματιά σε αυτό.
Απώλεια συμπίεσης στη γενική χρήση
Όπως έχουμε αναφέρει, η απώλεια συμπίεσης είναι μεγάλη για τις περισσότερες μορφές μέσων μαζικής ενημέρωσης. Εξαιτίας αυτού, είναι ζωτικής σημασίας για εταιρείες όπως το Spotify και το Netflix που μεταδίδουν συνεχώς τεράστιες ποσότητες πληροφοριών. Η μείωση του μεγέθους του αρχείου όσο το δυνατόν περισσότερο, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα, καθιστά τη λειτουργία τους πιο αποτελεσματική. Μπορείτε να φανταστείτε αν κάθε βίντεο YouTube αποθηκεύτηκε και μεταδόθηκε στην αρχική ασυμπίεστη μορφή του;
Αλλά η συμπίεση απώλειας δεν λειτουργεί τόσο καλά για αρχεία όπου όλες οι πληροφορίες είναι κρίσιμες. Για παράδειγμα, η χρήση συμπίεσης απώλειας σε αρχείο κειμένου ή υπολογιστικό φύλλο θα οδηγούσε σε αλλοιωμένη έξοδο. Δεν μπορείτε πραγματικά να πετάξετε τίποτα χωρίς να βλάψετε σοβαρά το τελικό προϊόν.
Όταν αποθηκεύετε σε μορφή απώλειας, μπορείτε συχνά να ορίσετε το επίπεδο ποιότητας. Για παράδειγμα, πολλοί συντάκτες εικόνας έχουν ένα ρυθμιστικό για να επιλέξουν την ποιότητα ενός αρχείου JPEG από 0-100.
Η αποθήκευση σε κάτι σαν 90 ή 80 τοις εκατό μειώνει αρκετά το μέγεθος του αρχείου, με μικρή διαφορά στο μάτι. Αλλά η εξοικονόμηση σε κακή ποιότητα ή η κατ 'επανάληψη αποθήκευση του ίδιου αρχείου σε μορφή απώλειας θα την υποβαθμίσει.
Παρακάτω μπορείτε να δείτε ένα παράδειγμα αυτού (κάντε κλικ για να δείτε τις μεγαλύτερες εικόνες). Αριστερά είναι η αρχική εικόνα που ελήφθη από το Pixabay ως JPEG. Η μεσαία εικόνα είναι το αποτέλεσμα της αποθήκευσης ως JPEG με ποιότητα 50%. Και η δεξιά εικόνα απεικονίζει την αρχική εικόνα που αποθηκεύτηκε αντί για JPEG 10% ποιότητας.
Με μια γρήγορη ματιά, η μεσαία εικόνα δεν φαίνεται πολύ κακή. Μπορείτε να παρατηρήσετε τα τεχνουργήματα γύρω από τις άκρες των πλαισίων μόνο αν κάνετε μεγέθυνση. Φυσικά, η δεξιά εικόνα εμφανίζεται αμέσως τρομερή.
Πριν από την περικοπή για μεταφόρτωση, τα μεγέθη αρχείων ήταν 874KB, 310KB και 100KB αντίστοιχα.
Πώς λειτουργεί η συμπίεση αρχείων: Απώλεια συμπίεσης
Η απώλεια συμπίεσης είναι ένας τρόπος μείωσης του μεγέθους του αρχείου, ώστε να μπορείτε να ανακατασκευάσετε τέλεια το αρχικό αρχείο. Σε αντίθεση με την απώλεια συμπίεσης, δεν ρίχνει καμία πληροφορία έξω. Αντ 'αυτού, η απώλεια συμπίεσης λειτουργεί ουσιαστικά αφαιρώντας πλεονασμό.
Ας πάρουμε ένα βασικό παράδειγμα για να δείξουμε τι σημαίνει αυτό. Παρακάτω είναι μια στοίβα από 10 τούβλα: δύο μπλε, πέντε κίτρινα και τρία κόκκινα. Αυτή η στοίβα είναι ένας απλός τρόπος για να απεικονίσετε αυτά τα μπλοκ, αλλά υπάρχει και ένας άλλος τρόπος για να το κάνετε αυτό.
Αντί να δείξουμε και τα 10 μπλοκ, μπορούμε να αφαιρέσουμε όλα εκτός από ένα από κάθε χρώμα. Στη συνέχεια, αν χρησιμοποιήσουμε αριθμούς για να δείξουμε πόσα τούβλα από κάθε χρώμα υπήρχαν, έχουμε αντιπροσωπεύσει ακριβώς το ίδιο κομμάτι πληροφοριών χρησιμοποιώντας πολύ λιγότερα τούβλα. Αντί για 10 τούβλα, χρειαζόμαστε τώρα μόνο τρία.
Αυτή είναι μια απλή απεικόνιση του τρόπου με τον οποίο είναι δυνατή η απώλεια συμπίεσης. Αποθηκεύει τις ίδιες πληροφορίες με πιο αποτελεσματικό τρόπο, αφαιρώντας τον πλεονασμό. Εξετάστε ένα πραγματικό αρχείο, όπου η παρακάτω συμβολοσειρά:
mmmmmuuuuuuuoooooooooooo Μπορεί να "συμπιέσει" στην ακόλουθη, πολύ μικρότερη μορφή:
m5u7o12 Αυτό μας επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε επτά χαρακτήρες αντί για 24 για να αναπαριστάμε τα ίδια δεδομένα, κάτι που είναι μια σημαντική εξοικονόμηση.
Χωρίς απώλειες συμπίεση στην καθημερινή χρήση
Όπως προαναφέρθηκε, η απώλεια συμπίεσης είναι σημαντική σε περιπτώσεις όπου δεν μπορείτε να καταργήσετε κανένα από τα πρωτότυπα αρχεία. Εάν είστε περίεργοι ως προς το πώς λειτουργούν τα αρχεία ZIP, αυτή είναι η απάντηση.
Όταν δημιουργείτε ένα αρχείο ZIP από ένα εκτελέσιμο πρόγραμμα προγραμμάτων στα Windows, χρησιμοποιεί συμπίεση χωρίς απώλειες. Η συμπίεση αρχείων ZIP είναι ένας πιο αποτελεσματικός τρόπος αποθήκευσης του προγράμματος, αλλά όταν αποσυνδέετε (αποσυμπιέζετε), υπάρχουν όλες οι αρχικές πληροφορίες. Εάν χρησιμοποιήσατε συμπίεση απώλειας για να συμπιέσετε εκτελέσιμα αρχεία, η απεγκατεστημένη έκδοση θα ήταν κατεστραμμένη και άχρηστη.
Οι κοινές μορφές χωρίς απώλειες περιλαμβάνουν PNG για εικόνες, FLAC για ήχο και ZIP. Οι απώλειες μορφές για το βίντεο είναι σπάνιες, διότι θα καταλαμβάνουν τεράστιες ποσότητες χώρου.
Πότε να χρησιμοποιήσετε την απώλεια έναντι απώλειας συμπίεσης
Τώρα που εξετάσαμε και τις δύο μορφές συμπίεσης αρχείων, μπορεί να αναρωτηθείτε πότε πρέπει να χρησιμοποιήσετε το ένα ή το άλλο. Όπως αποδεικνύεται, δεν υπάρχει "καλύτερη" μορφή συμπίεσης - όλα εξαρτώνται από το τι χρησιμοποιείτε τα αρχεία για.
Σε γενικές γραμμές, θα πρέπει να χρησιμοποιείτε συμπίεση χωρίς απώλειες όταν θέλετε ένα τέλειο αντίγραφο του υλικού προέλευσης και απώλεια συμπίεσης όταν ένα ατελές αντίγραφο είναι αρκετά καλό. Ας δούμε ένα άλλο παράδειγμα για να δούμε πώς μπορούν να λειτουργήσουν αρμονικά.
Πείτε ότι έχετε μόλις σκάψει την παλιά συλλογή CD σας και θέλετε να την ψηφιοποιήσετε Πώς να μετατρέψετε CD, κασέτες και μίνι δίσκους σε MP3 Πώς να μετατρέψετε CD, κασέτες και μίνι δίσκους σε MP3 Αν έχετε παλιά CD, κασέτες, MiniDiscs, ή βινυλίου που θέλετε να απαλλαγείτε, ήρθε η ώρα να ψηφιοποιήσετε τη συλλογή σας. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να ξέρετε. Διαβάστε περισσότερα ώστε να έχετε όλη τη μουσική σας στον υπολογιστή σας. Όταν αντιγράφετε τα CD σας, είναι λογικό να χρησιμοποιήσετε μια μορφή όπως FLAC, η οποία είναι χωρίς απώλειες. Αυτό σας επιτρέπει να έχετε ένα πρωτότυπο αντίγραφο στον υπολογιστή σας, το οποίο είναι τόσο καλό όσο το αρχικό CD.
Αργότερα, ίσως θέλετε να βάλετε κάποια μουσική στο τηλέφωνό σας ή σε ένα παλιό MP3 player για να μπορείτε να ακούτε εν κινήσει. Πιθανότατα δεν σας ενδιαφέρει η μουσική σας να είναι τέλεια για αυτό, έτσι μπορείτε να μετατρέψετε τα αρχεία FLAC σε MP3 Πώς να μετατρέψετε το FLAC σε MP3 για δωρεάν Πώς να μετατρέψετε FLAC σε MP3 για δωρεάν Χρειάζεται να μετατρέψετε αρχεία ήχου FLAC σε MP3; Στη συνέχεια, εδώ είναι οι δωρεάν εφαρμογές που χρειάζεστε για να ελέγξετε έξω σε Windows, Mac, Linux, και στον ιστό. Διαβάστε περισσότερα . Αυτό σας δίνει ένα αρχείο ήχου που εξακολουθεί να είναι απολύτως κατανοητό, αλλά δεν καταλαμβάνει πολύ χώρο στην κινητή συσκευή σας. Η ποιότητα του MP3 που μετατρέπεται από το FLAC θα είναι τόσο καλή όσο εάν δημιουργήσατε ένα συμπιεσμένο δικαίωμα MP3 από το αρχικό CD.
Ο τύπος δεδομένων που αναπαριστάται σε ένα αρχείο μπορεί επίσης να υπαγορεύει τον τύπο της συμπίεσης που είναι καλύτερο. Επειδή οι εικόνες PNG χρησιμοποιούν συμπίεση χωρίς απώλειες, προσφέρουν μικρά μεγέθη αρχείων για εικόνες με πολύ ομοιόμορφο χώρο, όπως screenshots υπολογιστή. Ωστόσο, θα παρατηρήσετε ότι οι PNG καταλαμβάνουν πολύ περισσότερο χώρο όταν αντιπροσωπεύουν το πλήθος των χρωμάτων σε πραγματικές φωτογραφίες.
Ανησυχίες κατά τη συμπίεση αρχείων
Όπως έχουμε δει, η μετατροπή των απωλειών μορφών σε lossy είναι ωραία, όπως συμβαίνει με τη μετατροπή μιας μορφής χωρίς απώλειες σε άλλη. Ωστόσο, δεν πρέπει ποτέ να μετατρέψετε μια μορφή απώλειας σε lossless και θα πρέπει να είστε προσεκτικοί για τη μετατροπή μιας μορφής απώλειας σε μια άλλη.
Η μετατροπή των απωλειών μορφών σε lossless είναι απλά σπατάλη χώρου. Να θυμάστε ότι οι απώλειες μορφών ρίχνουν δεδομένα έξω? είναι αδύνατο να ανακτήσετε αυτά τα δεδομένα.
Πέστε ότι έχετε ένα αρχείο MP3 3 MB. Η μετατροπή σε FLAC μπορεί να οδηγήσει σε ένα αρχείο 30MB, αλλά αυτά τα 30MB περιέχουν τους ακριβείς ήχους που έκαναν τα πολύ μικρότερα αρχεία MP3. Η μετατροπή πίσω σε μια μορφή χωρίς απώλειες δεν "ανακτά" τις πληροφορίες ότι η συμπίεση MP3 έριξε έξω.
Τέλος, όπως προαναφέρθηκε, η μετατροπή μιας μορφής απώλειας σε μια άλλη (ή κατ 'επανάληψη αποθήκευση με την ίδια μορφή) θα υποβαθμίσει περαιτέρω την ποιότητα. Κάθε φορά που εφαρμόζετε τη συμπίεση απώλειας, χάνετε περισσότερες λεπτομέρειες. Αυτό γίνεται ολοένα και πιο αισθητό μέχρι να καταστραφεί ουσιαστικά το αρχείο.
Πώς λειτουργεί η συμπίεση; Τώρα ξέρεις
Έχουμε ρίξει μια ματιά σε απώλεια και χωρίς απώλειες συμπίεση για να δούμε πώς λειτουργούν. Τώρα ξέρετε πώς είναι δυνατό να αποθηκεύσετε ένα αρχείο σε μικρότερο μέγεθος από την αρχική του μορφή και πώς να επιλέξετε την καλύτερη μέθοδο για τις ανάγκες σας.
Φυσικά, οι αλγόριθμοι που αποφασίζουν ποια δεδομένα ρίχνονται σε μεθόδους απώλειας και πώς να αποθηκεύουν καλύτερα τα πλεονάζοντα δεδομένα σε συμπίεση χωρίς απώλειες είναι πολύ πιο περίπλοκα από αυτά που εξηγήσαμε εδώ. Υπάρχουν πολλά περισσότερα που μπορείτε να ανακαλύψετε σε αυτό το θέμα αν σας ενδιαφέρει.
Δοκιμάσατε τη συμπίεση χωρίς απώλειες και πρέπει να στείλετε κάτι σε ένα φίλο; Δοκιμάστε αυτούς τους γρήγορους τρόπους για τη μεταφορά μεγάλων αρχείων online. Και αν χρειάζεστε βοήθεια για τη συμπίεση μεγάλων αρχείων ήχου Πώς να συμπιέσετε μεγάλα αρχεία ήχου: 5 εύκολους και αποτελεσματικούς τρόπους Πώς να συμπιέσετε μεγάλα αρχεία ήχου: 5 εύκολους και αποτελεσματικούς τρόπους Πρέπει να μειώσετε το μέγεθος των αρχείων ήχου σας; Ακολουθούν διάφοροι τρόποι για να συμπιέσετε μεγάλα αρχεία ήχου. Διαβάστε περισσότερα, εδώ είναι μερικοί εύκολοι και αποτελεσματικοί τρόποι.
Εξερευνήστε περισσότερα σχετικά με: Συμπίεση αρχείων, αρχεία ZIP.
