Независимо от того, имеете ли вы дело с изображениями, музыкой или видеофайлами, важно понимать разницу между различными типами форматов и временем их использования. Использование неправильного формата может ухудшить качество файла или сделать его размер слишком большим.
Некоторые типы форматов файлов мультимедиа «с потерями», а некоторые типы «без потерь». Мы объясним, что означают эти термины, преимущества каждого типа форматов файлов и почему вы никогда не должны преобразовывать форматы с потерями в форматы без потерь.
Сжатие объяснил
Мы используем сжатие для уменьшения размера файлов, что позволяет им загружаться быстрее и занимать меньше места на диске. Например, когда вы делаете снимок, ваша камера захватывает весь свет, который может получить, и собирает изображение. Если вы сохраните изображение в формате RAW , в котором хранятся все данные о освещении, полученные датчиком камеры, размер изображения может достигать 25 МБ. (Это зависит от разрешения изображения — камера с большим количеством мегапикселей создаст изображение большего размера.)
Если мы просто загружаем эти файлы в социальную сеть или размещаем их на веб-сайте, мы не хотим, чтобы эти файлы изображений занимали так много места. Фотогалерея с изображениями RAW может занимать сотни мегабайт пространства. Профессиональные фотографы могут использовать форматы RAW для поддержания высокого качества изображения в процессе редактирования, но они не предназначены для обычного человека.
Вместо этого наша камера или смартфон преобразует изображение в файл JPEG. Файлы JPEG намного, намного меньше, чем изображения RAW. Когда вы конвертируете RAW в JPEG, некоторые данные изображения «выбрасываются», создавая файл намного меньшего размера. Процесс преобразования использует алгоритм сжатия, который хорошо работает для фотографий, что позволяет им выглядеть довольно хорошо, несмотря на сжатие. Вы все еще можете увидеть артефакты сжатия, в зависимости от настройки качества.
Обратите внимание, что форматы с потерями, как правило, имеют параметр, который контролирует, насколько они с потерями. Например, JPEG имеет переменную настройку качества. Низкое качество делает файл изображения JPEG меньшего размера, но качество изображения заметно хуже. Ниже приведен крупный пример JPEG с очень потерями — вы можете увидеть различные «артефакты сжатия».
Форматы без потерь и с потерями
Мы называем RAW форматом «без потерь», потому что он сохраняет все исходные данные файла, в то время как JPEG мы называем форматом «с потерями», потому что некоторые данные теряются при преобразовании изображения в JPEG. Тем не менее, это не единственные форматы с потерями и без потерь.
- Изображения : RAW, BMP и PNG — все форматы изображений без потерь. JPEG и WebP — это форматы изображений с потерями.
- Аудио : WAV — это файл-контейнер, часто используемый для хранения аудио без потерь, хотя он также может содержать аудио с потерями. FLAC — это аудиоформат без потерь, а MP3 — аудио формат с потерями.
- Видео . Немногочисленные форматы видео без потерь широко используются потребителями, так как видеофайлы занимают огромное количество места. Общие форматы, такие как H.264 и H.265, все с потерями. H.264 и H.265 могут предоставлять файлы меньшего размера с более высоким качеством, чем у предыдущих поколений видеокодеков, потому что он имеет «более умный» алгоритм, который лучше выбирает данные, которые нужно выбросить.
Некоторые из этих форматов без потерь также обеспечивают сжатие. Например, файл WAV обычно содержит несжатый звук и занимает довольно много места. Файл FLAC может содержать тот же звук без потерь, что и файл WAV, но использует сжатие для создания файла меньшего размера. Форматы, такие как FLAC, не выбрасывают никакие данные — они хранят все данные и разумно их сжимают, как это делают ZIP-файлы. Тем не менее, они по-прежнему значительно больше по размеру, чем файлы MP3, которые выбрасывают много данных.
Конверсия может быть с потерями даже между форматами без потерь. Чтобы преобразование действительно было без потерь, данные из исходного файла должны помещаться в целевой файл. Например, файлы FLAC без потерь поддерживают только 24-битный звук. Если вы преобразовали WAV-файл, содержащий 32-битный звук PCM, во FLAC, процесс преобразования должен был бы выбросить некоторые данные. Процесс преобразования между файлом WAV, содержащим 24-битный звук PCM, во FLAC будет без потерь.
На рисунке ниже нижняя версия фотографии сжимается с помощью алгоритма сжатия с потерями низкого качества. Это будет заметно меньше по размеру файла, чем изображение выше.
Изображение из Wikimedia Commons
Почему вы никогда не должны конвертировать Lossy в Lossless
Когда вы конвертируете файл из формата без потерь в формат с потерями, скажем, копирование аудио CD (формат без потерь) в файлы MP3 (формат с потерями), вы отбрасываете некоторые данные. Файл MP3 намного меньше, потому что большая часть исходных аудиоданных была потеряна.
Если вы конвертируете MP3-файл с потерями в FLAC-файл без потерь, вы не получите эти данные обратно. Вы получите гораздо больший FLAC-файл, который так же хорош, как и MP3-файл, из которого вы конвертировали. Вы никогда не сможете вернуть потерянные данные. Думайте об этом, как о том, чтобы взять идеальную копию фотокопии. Даже если бы была возможность создать идеальную копию фотокопии, вы все равно получили бы фотокопию, которая не так хороша, как исходный документ.
По этой же причине плохая идея конвертировать форматы с потерями в другие форматы с потерями. Если вы возьмете файл MP3 (формат с потерями) и конвертируете его в OGG (другой формат с потерями), больше данных будет выброшено. Думайте об этом как о фотокопии фотокопии — каждый раз, когда вы фотокопируете фотокопию, вы теряете данные, и качество ухудшается.
Однако преобразование из форматов без потерь в форматы без потерь работает хорошо. Например, если вы скопируете аудио-CD (без потерь) в файлы FLAC (без потерь) , вы получите файлы, такие же, как и оригинальный аудио-CD. Если позднее вы конвертируете эти файлы FLAC в файлы MP3 — скажем, чтобы уменьшить их, чтобы больше их поместилось на MP3-плеере, — у вас получатся файлы MP3, которые так же хороши, как файлы MP3, скопированные с аудио-CD напрямую.
Что вы должны использовать?
Когда вы должны использовать форматы без потерь и когда вы должны использовать форматы с потерями, зависит от того, для чего вы их используете. Если вы хотите получить идеальную копию вашей коллекции аудио CD, вы должны скопировать их в файлы без потерь. Если вы хотите, чтобы копия воспроизводилась на вашем MP3-плеере, а размер файла важнее, используйте формат с потерями.
Если вы хотите разместить фотографию в Интернете, вы должны использовать формат с потерями, чтобы уменьшить размер этой фотографии. (но сохраняйте резервную копию исходного файла без потерь) Если вы печатаете фотографию профессионально, вы, вероятно, захотите использовать формат без потерь в процессе редактирования. (Обратите внимание, что для снимков экрана PNG — это формат без потерь, который может создавать четкие снимки экрана подходящего размера из плоских цветов, найденных на экранах компьютеров. Однако PNG становится намного больше, если он используется для фотографий, которые содержат гораздо больше смешанных цветов из реального мира.)
Мы не можем охватить все ситуации, для которых вы бы выбрали формат мультимедийного файла. Просто будьте в курсе компромиссов при выборе формата файла.
Для получения дополнительной информации о том, какой тип файла изображения использовать и когда, прочитайте раздел «В чем разница между JPG, PNG и GIF?» Или, если вам интересно узнать обо всех доступных форматах аудиофайлов, прочитайте HTG Explains: В чем разница между всеми этими аудиоформатами?
Эта статья была вдохновлена обменом комментариями на веб-сайте. Один комментатор был расстроен тем, что законный файл BitTorrent, полный бесплатной музыки с фестиваля SXSW, был в формате MP3, а не в формате FLAC. В ответ кто-то ответил, что он может просто изменить формат с MP3 на FLAC. Если вы читали эту статью, теперь вы должны понять, почему этот ответ был таким глупым.