Compresión de imágenes

 

Compresión con pérdida y sin pérdida

Una compresión sin pérdidas devuelve la imagen descomprimida exactamente igual a la original. Por el contrario, la compresión con pérdidas acepta alguna degradación en la imagen de cara a una mayor compresión.

 

Cantidad de colores

Las imágenes más simples contienen sólo dos colores: blanco y negro, y sólo se necesitan 1 bit para representar cada píxel. La mayoría de las tarjetas de video en los PC soportaban sólo 16 colores prefijados. Más adelante soportaban 256 y en la actualidad admiten 224 o 16 millones de colores.

 

Los distintos tipos de ficheros

TIFF (Tagged Image File Format)

TIFF  es, en principio, un formato muy flexible con o sin pérdida. Los detalles del algoritmo de almacenamiento de la imagen se incluyen como parte del fichero. En la práctica, TIFF se usa casi exclusivamente como formato de almacenamiento de imágenes sin pérdidas y sin ninguna compresión. Consecuentemente, los archivos en este formato suelen ser muy grandes. Algunas veces se usan un algoritmo de compresión sin pérdidas llamado LZW, pero no siempre.

PNG

PNG es también un formato de almacenamiento sin pérdida. Al contrario que ocurre con el formato TIFF puede comprimir la imagen. Además tal compresión es totalmente reversible y por tanto la imagen que se recupera es exacta a la original.

GIF

GIF crea una tabla de 256 colores a partir de una de 16 millones. Si la imagen tiene menos de 256 colores, GIF puede almacenar la imagen sin pérdidas. Cuando la imagen contiene muchos colores, el software que crea el archivo GIF usa algún algoritmo para aproximar los colores de la imagen con una paleta limitada de 256 colores disponibles. Un buen algoritmo de este tipo, tratará de encontrar un conjunto óptimo de 256 colores. Algunas veces, GIF usa el color más cercano para representar cada píxel, y algunas veces usa un "error de difusión" para ajustar los colores de los píxeles vecinos y así corregir el error producido en cada píxel.

GIF produce compresión de dos formas. Primero, reduce el número de colores de la imagen a 256 y por tanto, reduce el número de bits necesario por píxel.  Después, remplaza áreas de color uniforme  usando código de secuencias: en lugar de almacenar  "blanco, blanco, blanco, blanco, blanco" almacena "5 blanco"

Por tanto, GIF es una compresión de imágenes sin pérdida sólo para imágenes de 256 colores o menos. Sin embargo, para una imagen de 16 millones de colores GIF puede "perder" el 99.998% de los colores.

JPG

JPG es el método de compresión más adecuado para fotografías e imágenes de tonos continuos similares que contiene muchos colores. Permite obtener unos radios de compresión muy altos manteniendo a su vez una calidad en la imagen muy elevada. JPG analiza las imágenes y elimina la información que no es apreciable. JPG almacena imágenes de 16 millones de colores. Otro aspecto importante es que el método JPG permite distintos niveles de compresión. En niveles de compresión de imágenes moderado, es muy difícil discernir las diferencias de la imagen original. Programas de tratamiento de imágenes avanzados como Paint Shop Pro o Photoshop permiten ver la calidad de la imagen y el tamaña del fichero como una función de nivel de compresión, de esa forma, se puede elegir convenientemente la calidad y el tamaño del fichero deseado.

RAW, BMP, PSP, PSD, ...

RAW es la imagen de salida que ofrece algunas cámaras digitales. Aunque es un método sin pérdida, ofrece un factor de tres o cuatro menor que el formato TIFF de la misma imagen. La desventaja es que el método RAW no está estandarizado y cada marca tiene su propia versión de dicho método, por tanto, se debe usar el software de la cámara para poder visualizar las imágenes.

BMP es un formato de almacenamiento sin compresión de imágenes propiedad de Microsoft.

PSP, PSD son formatos usados en distintos programas básicos (Paint Shop Pro, Photoshop).

 

En resumen, los métodos de compresión TIFF, PNG, GIF y JPG son públicos y por tanto se pueden implementar en cualquier programa gráfico. GIF y JPG son los más usadnos en las páginas web. Dado que PNG hace lo mismo que GIF e incluso mejor, se espera que PNG sustituirá GIF en el futuro. PNG no sustituirá JPG dado que JPG consigue una mayor compresión en imágenes fotográficas. 

 

Comparando tamaño de ficheros

Tipo de fichero

Tamaño

Ejemplo

TIFF sin ningún tipo de compresión

901K

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TIFF con compresión LZW

928K

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JPG

105K

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PNG, compresión sin pérdida

741K

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GIF, compresión sin pérdida (256 colores)

131K

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¿Cuál usar?

TIFF

Normalmente,  es el formato de mayor calidad en una cámara digital. Las cámaras digitales ofrecen alrededor de tres niveles de compresión JPG aparte de TIFF. De todas formas, el tamaño del fichero TIFF es mucho mayor que el de JPG de mejor calidad y la diferencia no es apreciable. 

Un uso importante del formato TIFF es editar y manipular imágenes, ya que si trabajamos directamente con el formato JPG, se va acumulando los  errores cada vez que grabamos la imagen.

JPG (Joint Photograph Experts Group)

Este es el formato más elegido en las fotografías en la web, dado que produce una excelente calidad incluso con radio de compresión muy elevados.

Sin embargo, nunca se debe usar el formato JPG para editar imágenes a trazos o con líneas delgadas, ya que en imágenes con áreas de color uniforme, JPG produce muchos errores. En este caso se debe usar el formato GIF o PNG.

Además, al ser JPG un método de compresión con pérdidas, no se debe manipular una imagen directamente en JPG e ir almacenando pues los errores se van acumulando.

GIF (Graphic Interchange Format)

Si la imagen contiene menos de 256 colores y grandes áreas de color uniforme, GIF es el mejor formato para guardarla. Sin embargo, no se deben usar GIF para imágenes fotográficas ya que sólo almacena 256 colores por imagen.

Un buen ejercicio sería comparar las propiedades de GIF y JPG

PNG (Portable Network Graphics)

Las propiedades más importantes de PNG son:

  1. Sirve para comprimir sin pérdida imágenes con grandes áreas de color uniforme, y con más de 256 colores. PNG es similar a GIF con la salvedad de que es capaz de almacenar 16 millones de colores y no sólo 256.

  2. Es útil si se quiere mostrar una imagen fotográfica exactamente en la web. La otra opción sería TIFF, pero algunos navegadores no admiten este formato.

Actualmente el formato GIF es más usado en la web que PNG, dado que los navegadores más antiguos soportan GIF pero no PNG.

Otros formatos

Cuando se use cualquier formato específico de un software gráfico como Photoshop o Paint Shop Pro, el resultado final debe ser almacenado en formatos  TIFF, PNG, o JPG.

Se debe usar el formato RAW sólo en el almacenamiento en la cámara digital, pero la imagen se debe convertir a TIFF, PNG, o JPG tan pronto como se archive en cualquier PC. Se espera que el formato JPG es el que más se use en el futuro.

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