Сжатие с потерями и без потерь: Понимание различий
Почти каждое изображение, которое вы видите в интернете, было сжато. Без сжатия одна фотография прямо с камеры телефона занимала бы десятки мегабайт, а веб-страницы загружались бы заметно дольше. Однако сжатие бывает разным. Существует два принципиально разных вида: сжатие с потерями, которое уменьшает файлы, безвозвратно отбрасывая часть информации об изображении, и сжатие без потерь, которое уменьшает файлы, сохраняя каждый пиксель нетронутым. Понимание этой разницы помогает решить, как сохранять, передавать и архивировать изображения.
Что такое сжатие изображений
Сжатие изображений уменьшает объём данных, необходимых для хранения картинки. Оно возможно потому, что данные изображения содержат много избыточности: соседние пиксели часто похожи или одинаковы, а узоры повторяются. Алгоритм сжатия использует это, либо кодируя ту же информацию более эффективно, либо дополнительно отбрасывая детали, которые зритель вряд ли заметит. Именно в этом и состоит разница между сжатием без потерь и с потерями.
Названия точно описывают методы. При сжатии с потерями часть исходных данных теряется навсегда: из сжатого файла уже никогда не восстановить точное исходное изображение. При сжатии без потерь не теряется ничего: изображение восстанавливается пиксель в пиксель, по тому же принципу, что и при упаковке документа в zip-архив и последующей распаковке.
Совет: Для эффективного сжатия изображений используйте наш инструмент для оптимизации изображений.
Сжатие с потерями
Сжатие с потерями основано на простом наблюдении: человеческое зрение воспринимает детали изображения неодинаково. Мы гораздо чувствительнее к изменениям яркости, чем к изменениям цвета, и почти не замечаем потерю очень мелкой текстуры. Алгоритмы с потерями, такие как используемый в JPEG, анализируют изображение и отбрасывают информацию, которая меньше всего влияет на восприятие. При умеренных настройках результат впечатляет: файл уменьшается до доли исходного размера, оставаясь практически неотличимым от оригинала. Большинство программ управляют этим компромиссом через настройку качества, обычно по шкале от 0 до 100: чем ниже значение, тем меньше файл и заметнее повреждения.
Обратная сторона проявляется, когда сжатие слишком сильное или многократное. Сильное сжатие порождает видимые артефакты: блочность, ореолы вокруг резких границ и полосы в плавных градиентах. А поскольку отброшенные данные невозможно восстановить, каждое повторное кодирование усугубляет ущерб: при каждом новом редактировании и сохранении изображения с потерями теряются новые детали; этот эффект известен как потеря поколений. Важное уточнение: простое копирование, скачивание или отправка файла никак не ухудшает его. Качество теряется только при повторном кодировании изображения.
Распространённые форматы со сжатием с потерями: JPEG, WebP и AVIF (WebP и AVIF также имеют режимы без потерь).
Сжатие без потерь
Сжатие без потерь уменьшает размер файла, ничего не отбрасывая. Вместо удаления деталей оно кодирует имеющиеся данные более эффективно, например заменяя повторяющиеся узоры короткими ссылками, так что исходное изображение восстанавливается в точности. Выигрыш в размере скромнее, чем при сжатии с потерями, и сильно зависит от изображения: графика с большими однородными областями сжимается очень хорошо, а шумные фотографии почти не уменьшаются. Изображение можно сжимать и распаковывать без потерь сколько угодно раз без каких-либо изменений качества.
Распространённые форматы со сжатием без потерь: PNG, GIF, TIFF, а также режимы без потерь WebP и AVIF.
Выбор между сжатием с потерями и без потерь
Таблица ниже обобщает различия и поможет выбрать подходящий метод для ваших задач.
| Сжатие без потерь | Безпотерьное сжатие | |
|---|---|---|
| Что это делает? | Безвозвратно отбрасывает наименее заметные детали изображения, чтобы значительно уменьшить файл. | Кодирует имеющиеся данные более эффективно; изображение восстанавливается в точности, без потерь. |
| Когда стоит использовать? | Когда небольшой размер файла важнее идеальной копии, прежде всего для фотографий на сайтах, где меньшие файлы означают более быструю загрузку. | Когда должна сохраниться каждая деталь: логотипы, скриншоты, графика с текстом и мастер-копии, которые вы будете редактировать. |
| Типы файлов | JPEG, WebP, AVIF | PNG, GIF, TIFF, WebP и AVIF (режимы без потерь) |
| Преимущества | Файлы значительно меньше, чем может обеспечить сжатие без потерь, а значит, страницы быстрее и затраты на хранение ниже. | Идеальная точность: изображение переживает любое число сохранений и правок без изменений. |
| Недостатки | Видимые артефакты при сильном сжатии; качество ухудшается с каждым повторным кодированием и не подлежит восстановлению. | Файлы крупнее, особенно для фотографий; достижимое уменьшение ограничено содержимым изображения. |
Коротко: используйте сжатие с потерями для публикации и обмена фотографиями, а сжатие без потерь — для графики, текста и любых мастер-копий, которые могут понадобиться для дальнейшего редактирования. Практичный рабочий процесс сочетает оба подхода: храните оригинал в формате без потерь и экспортируйте копию с потерями всякий раз, когда нужен небольшой файл для веба.