What is a JPEG? Everything You Need to Know

JPEG è, di gran lunga, il formato immagine più diffuso al mondo per fotografie e immagini digitali. La stragrande maggioranza delle immagini viene archiviata e condivisa in questo formato, di solito con un’estensione di file .jpg o .jpeg, perché all’inizio di Internet era necessario mantenere le dimensioni dei file più piccole per consentire velocità di trasferimento più elevate.

JPEG utilizza la cosiddetta compressione con perdita, il che significa che alcuni dati vengono persi quando vengono convertiti da un formato immagine a risoluzione più elevata come RAW, DNG o TIFF. La compressione è progettata in modo intelligente per tenere conto di come l’occhio umano percepisce un’immagine e tenta di ridurre la differenza visiva anche quando i dati vengono persi, lo rende un formato potente e pervasivo.

sommario

Come fa un JPEG a comprimere un’immagine?

JPEG utilizza la tecnologia di trasformazione del coseno discreta per comprimere le immagini fotografiche. Questo metodo di compressione viene utilizzato in molti diversi tipi di media, incluse foto digitali, video e audio. Poiché la luce e il suono esistono in natura come forme d’onda, è logico che l’utilizzo della codifica della frequenza sia il modo migliore per elaborare questo tipo di dati.

La compressione JPEG favorisce le frequenze più importanti per l’occhio umano. Poiché l’occhio è meno sensibile alle differenze ad alta frequenza, queste regioni conservano rappresentazioni meno accurate e un blocco di 8 x 8 pixel viene utilizzato per dividere l’immagine in regioni di colore e luminosità simili.

A volte le informazioni possono essere compresse senza perdite, ad esempio quando il popolare formato ZIP viene utilizzato per inviare pacchetti di file archiviati su Internet. Ciò può ridurre notevolmente le dimensioni dei documenti e di altri file sparsi che contengono una grande quantità di dati ridondanti. D’altra parte, le fotografie sono generalmente ricche di informazioni uniche che è difficile scomporre in componenti ripetitive per una compressione senza perdite.

Questo è il motivo per cui è necessaria una compressione con perdita di dati per accedere a file significativamente più piccoli. Sebbene nessuna modifica possa essere tollerata durante la decompressione di un’app o di un documento, le modifiche visive nell’immagine possono fare poca differenza percettibile. Questa è l’idea alla base di JPEG: ridurre le dimensioni del file con un impatto minimo sulla qualità dell’immagine quando viene utilizzato per condividere fotografie per la visualizzazione.

Perché JPEG è così popolare?

La prima Internet era incredibilmente lenta per gli standard moderni. Le immagini sono misurate in kilobyte, non in megabyte. I primi modem dial-up utilizzati per Internet avevano una velocità di trasmissione dati di 56 kilobit al secondo, solo sette byte al secondo. Ciò significa che un’immagine JPEG da 10 MB richiede almeno 16,5 giorni per essere scaricata completamente. Le dimensioni dell’immagine erano ovviamente troppo limitate per ridurre le dimensioni del file ed evitare diversi minuti di tempo spesi in attesa che la pagina mostrasse il contenuto. Molte pagine web si sono basate quasi interamente sul testo.

Le velocità di Internet sono aumentate notevolmente, ma anche la risoluzione delle immagini e la quantità di codice richiesta per visualizzare un sito Web moderno. Aggiungete a ciò il fatto che JPEG è parte integrante degli standard Internet ed è facile capire perché è ancora il formato dominante decenni dopo. Ci sono alternative e nel prossimo futuro potrebbe iniziare a sostituire JPEG con un formato più efficiente.

Quanto spazio fornisce un JPEG?

La quantità di spazio risparmiata utilizzando immagini JPEG compresse anziché file RAW o TIFF è enorme, soprattutto se si considera la velocità con cui le immagini vengono caricate online. Qualsiasi riduzione della dimensione del file e della larghezza di banda di una singola immagine può essere moltiplicata per centinaia di milioni poiché questo è il numero di immagini condivise sui social media al giorno. Anche nell’uso personale, JPEG può ridurre del 90% la quantità di spazio di archiviazione utilizzato.

Per una singola immagine da 10 MB, è possibile risparmiare 9 MB di spazio di archiviazione, il caricamento sarà più rapido ed efficiente e, soprattutto, ogni download trarrà vantaggio da questa riduzione di potenza e larghezza di banda. Un’immagine comune vista 1 milione di volte farà risparmiare complessivamente 9 TB di larghezza di banda. È facile vedere quanto velocemente questo può avere un enorme impatto su Internet.

Contro dell’utilizzo di JPEG

Lo scopo di un’immagine JPEG è molto importante per determinare se si tratta di un formato appropriato da utilizzare. Poiché JPEG è ottimizzato per il salvataggio delle immagini, tende a comprimere i dati ad alta frequenza in modo più aggressivo. In natura, un bordo tende a sfocarsi nell’altro e questo è vero anche nelle immagini di strutture create dall’uomo. La luce si riflette, rimbalza e si disperde fino al punto in cui si verificano sfumature, ammorbidendo i bordi.

In confronto, le immagini generate al computer possono essere innaturalmente chiare con una grande quantità di dettagli fini. Una pagina di testo è un ottimo esempio. L’uso della compressione JPEG sugli screenshot potrebbe essere una cattiva idea perché non sarà in grado di comprimere bene i dati senza aggiungere un gran numero di artefatti.

Uno dei principali svantaggi della compressione JPEG sono le distorsioni nell’immagine risultante.

Sebbene la visualizzazione di un’immagine archiviata in formato JPEG possa essere un’esperienza ideale, la modifica dello stesso file immagine può produrre risultati evidenti che non erano presenti nella fotografia originale. Ancora peggio, se un’immagine JPEG viene modificata e salvata di nuovo come JPEG, i difetti di compressione continueranno ad aumentare con le immagini rasterizzate e il rumore a forma di blocco diventerà significativamente più pronunciato.

La perdita di qualità dell’immagine ogni volta che un’immagine JPEG viene ricompressa è nota come digitale perdita ostetrica. Ecco come appare quando un JPEG viene ruotato e salvato con perdita di 0, 100, 200, 500, 900 e 2000 volte:

La perdita di generazione digitale è vista con la rotazione con perdita e il salvataggio di JPEG fino a 2000 volte. Foto di Burny.

Per ridurre i problemi di perdita di generazione, è meglio modificare le immagini senza perdita di dati prima di utilizzare la compressione JPEG nell’ultimo passaggio per esportare un file pronto per il Web.

Infine, le immagini JPEG non supportano la trasparenza. Sebbene non sia adatto per un’immagine standard, è un’utile aggiunta durante la composizione di immagini e la possibilità di memorizzare un’immagine con una maschera o un canale alfa di alta qualità è molto utile.

Alternative JPEG: JPEG 2000, HEIC, WebP

JPEG è il formato di immagine Internet leader e quasi tutti i dispositivi moderni supportano il salvataggio e la visualizzazione di immagini utilizzando questo codificatore. La sua efficienza è stata superata diversi anni fa, ma è difficile per qualsiasi nuovo formato ottenere un supporto sufficiente per diventare ampiamente adottato come JPEG. Questo sta cambiando lentamente e potrebbe non passare molto tempo prima che JPEG sia considerato un formato da evitare.

Ciascun formato alternativo discusso in questa sezione fornisce una migliore compressione di qualità uguale o superiore rispetto a JPEG e consente di includere la trasparenza come parte dell’immagine. In ogni caso, l’ampio supporto è l’unico inconveniente da utilizzare.

ragnatela È diventato un serio contendente per il dominio JPEG. Sebbene il formato possa sembrare sconosciuto, WebP è stato rilasciato da Google come formato open source nel 2010. Fornendo un’alternativa e un miglioramento rispetto alle immagini JPEG, GIF e PNG, WebP è il formato di immagine tuttofare che sembra probabilmente sostituire JPEG sarà un giorno la prima scelta di Internet e forse anche per altri usi. L’immagine può essere archiviata in formato WebP utilizzando la compressione con o senza perdita di dati.

JPEG 2000 È l’ultimo standard JPEG che è stato finalizzato nel 2000, come suggerisce il nome. Utilizza il metodo di compressione wavelet più diversificato e può avere risoluzioni multiple e rapporti segnale-rumore variabili. Questo contrasto rende la decodifica di un’immagine in questo formato più complessa e non è stato ampiamente adottato come formato di imaging. Il suo utilizzo principale, fino ad ora, è stato in un formato video compresso noto come Motion JPEG.

fare le mele HEIC Il formato immagine principale dell’iPhone nel 2017 con il rilascio di iOS 11 e ogni dispositivo Apple con software aggiornato può salvare e visualizzare immagini in questo formato. Il formato è stato sviluppato dall’MPEG Standards Committee e non è esclusivo di Apple, sebbene il produttore di iPhone sia in gran parte responsabile del suo successo. Fornisce una qualità superiore occupando meno spazio. Sebbene l’uso di HEIC sia possibile in Windows e Android, non è così comune. Per i fotografi che utilizzano un computer Apple iPhone, iPad e/o Mac, non si dovrebbe fare nulla di speciale per utilizzare HEIC, il che lo rende una scelta facile come alternativa a JPEG.

Molte estensioni di file JPEG: non è solo jpg

I file JPEG di solito hanno un’estensione di file .jpg, tuttavia, .jpeg non è così raro. Altre estensioni includono .jpe e . gif e . jfif e . jfi. Questi sono tutti abbastanza simili e di solito va bene cambiare l’estensione del file. Perché .jpg. E i jpeg sono i più comuni, probabilmente è meglio usare quell’estremità per evitare problemi di compatibilità con le app che non riconoscono le estensioni meno utilizzate.

Le immagini JPEG possono anche essere incorporate in altri tipi di file, come documenti PDF e Word. Quando si carica un file JPEG in un’applicazione di modifica delle immagini, viene decodificato per l’uso. Il salvataggio in un altro formato rimuove solitamente la codifica JPEG e l’immagine verrà ricompressa o lasciata non compressa, a seconda del formato in cui è stata salvata. Questo non rimuove automaticamente gli artefatti creati dalla compressione JPEG o recupera i dati di immagine già persi.

Chi ha creato il JPEG e perché?

JPEG è stato finalizzato come standard per le immagini digitali dal Joint Photographic Experts Group nel 1992. Questo comitato congiunto fa parte delle più grandi organizzazioni internazionali di standardizzazione, ISO/IEC e ITU-T. Il lavoro è iniziato sulla standardizzazione della qualità fotografica nel 1983 e subito dopo ha iniziato a restringere il formato JPEG come buon candidato. L’algoritmo di compressione DCT alla base di JPEG e di molti altri formati multimediali è stato sviluppato da Nasir Ahmed, ingegnere elettrico e informatico.

Logo del gruppo di esperti fotografici congiunti.

Lo standard di immagine digitale JPEG è stato creato per l’uso nei computer più vecchi che all’epoca erano principalmente basati su testo e avevano immagini con un numero molto limitato di colori e una bassa risoluzione. JPEG ha iniziato a cambiarlo e la sua crescita è stata perfetta per aiutare un’altra nuova tecnologia che è esplosa alla fine degli anni ’80. Il vantaggio di comprimere le immagini in formato JPEG per portare le immagini online è incalcolabile ed è anche un grande aiuto per la fotografia in generale, nonostante i suoi inconvenienti.

conclusione

JPEG è in parti uguali fantastico e terribile e qualsiasi aspetto abbia la precedenza è in gran parte sotto il controllo dell’utente. Se usato con saggezza, JPEG può prevenire lo spreco di risorse e sia lo spazio di archiviazione che la larghezza di banda traggono grandi vantaggi dall’utilizzo di immagini compresse. Tuttavia, se non si presta attenzione e si abusa del formato, le immagini risultanti perderanno la loro integrità. Tocchi fini effettuati a livello di pixel o vicino a esso possono eliminare le imperfezioni JPEG e l’intelligenza artificiale può aiutare nel processo, tuttavia, il miglior uso di JPEG è per l’archiviazione e la condivisione di Internet.

È meglio archiviare le fotografie originali in un formato a risoluzione più elevata e, per le foto importanti, considerare un formato non compresso in quanto consente la massima libertà di utilizzo di tali foto in vari modi in futuro.


Crediti immagine: Illustrazione della testa di Videoplasty.com e licenza CC-BY-SA 4.0.

Leave a Comment