Wszyscy wiedzą, że obrazy JPEG.webp są podatne na artefakty kompresji. Oznacza to, że za każdym razem, gdy obraz jest otwierany (zmieniony lub nie) i ponownie zapisywany, struktura tonalna zdjęcia jest ponownie kompresowana przy użyciu tego samego niszczącego procesu. Rekompresja pliku zawsze powoduje utratę dodatkowych szczegółów. Za każdym razem, gdy obraz JPEG.webp jest w jakikolwiek sposób dostosowywany, te oryginalne 256 poziomów kolorów są ponownie rozmieszczane, a szczegóły są tracone.
Pliki JPEG.webp oferują różne poziomy kompresji plików, a wielokrotne edytowanie i zapisywanie powoduje dalszą degradację.
Ale to najmniejsze z ograniczeń formatu JPEG.webp.
Po pierwsze, JPEG.webp to stary format pierwotnie zaprojektowany dla dawno minionej epoki. Grupa ekspertów fotograficznych (Joint Photographic Experts Group) została zebrana w 1986 roku w jednym celu, aby zmniejszyć bardzo duże rozmiary plików obrazów:
- Do wyświetlania na starych monitorach komputerowych CRT (Cathode Ray Tube) - w zasadzie na starych telewizorach bez tunerów kanałowych
- Aby efektywnie podróżować po raczkującym (wolnym) Internecie, który został zaprojektowany w celu dostosowania do najlepszych standardów telewizyjnych
- Aby je skompresować pod kątem rozmiaru i przenośności. Pierwsza specyfikacja JPEG.webp została wydana w 1992 roku i ponownie ratyfikowana w 1994 roku.
Teraz, ponad 25 lat później, ten sam format jest nadal w użyciu!
Cena programu
Kompresja plików JPEG.webp zmienia wiele elementów obrazu cyfrowego. To prawda, że w trakcie tego procesu zapisywane są ogromne ilości miejsca na dysku, ale znaczące inne części obrazu są wyrzucane.
Najpierw pełny sygnał RGB jest konwertowany na skróconą przestrzeń kolorów używaną w telewizji analogowej, zwaną YCbCr. Wyświetlacze CRT są sterowane przez czerwone, zielone i niebieskie sygnały napięciowe, ale przechowywanie sygnałów RGB wymaga nadmiarowych danych. Podczas gdy większość informacji o luminancji (jasności) (kanał Y) jest zachowana, zakres dwóch kanałów koloru (czerwonego i niebieskiego) jest znacznie ograniczony.
Najciekawsze fragmenty przycięte w procesie JPEG.webp są nadal obecne w pliku RAW.
Oryginalny obraz z kamery RGB (TIFF, PSD) zawiera ogromne poziomy kolorów; wielu z nich ludzkie oko nie jest w stanie rozróżnić. Ponieważ ostatecznym celem JPEG.webp jest zerowa zawartość tkanki tłuszczowej, po zdefiniowaniu podstawowej interpretacji obrazu i zidentyfikowaniu 256 kolorów, prawie wszystkie „dodatkowe” kolory są usuwane, pozostawiając jedynie szkielet zakresu kolorów.
Kolory są określane jako głębia bitowa; liczba małych zmierzonych kroków między pełnym kolorem a brakiem koloru. Ludzie mogą dostrzec tylko 200 poziomów każdego koloru przy idealnym oświetleniu.
Problem
Decyzja o tym, jakie kolory zostaną wyeliminowane, jest wstępnie określana przez szablon JPEG.webp do wycinania plików cookie, a nie przez ludzką ocenę struktury tonalnej każdego obrazu. JPEG.webp bezkrytycznie ogranicza kolor wszystkich obrazów. Jeden szablon dla wszystkich. Nadmiar informacji jest odrzucany.
Zasadniczo kompresja JPEG.webp przypomina raczej utratę wagi poprzez eliminację części ciała niż redukcję tkanki tłuszczowej; bardziej amputacja niż dieta. Jak wyjaśnię później, produkcja pliku JPEG.webp jest idealnym formatem końcowym, ale nie najlepszym do edycji obrazu.
JPEG.webp wykorzystuje podstawowe ograniczenie ludzkiego wzroku. Bardziej dostrzegamy tonalność niż identyfikujemy poszczególne kolory. Dlatego widzimy tylko kształty w warunkach słabego oświetlenia. Jasność podstawowa jest zachowywana w przypadku plików JPEG.webp, ale znaczna część koloru jest próbkowana w dół.
Kolejne wielostopniowe, zaawansowane transformacje matematyczne w tym procesie bardzo szybko stają się zadziwiające, więc powiedzmy, że niektóre bardzo skomplikowane obliczenia macierzy 8 × 8 pikseli mają miejsce w oparciu o ograniczenia percepcji wizualnej. Prawdziwe optyczne iluzoryczne voodoo działa, aby jeszcze bardziej zmniejszyć „wagę” każdego obrazu. Luka w tym programie do odchudzania polega na tym, że kolory JPEG.webp są najsłabsze w podświetlonych obszarach i mogą wyświetlać nieprzyjemne artefakty po ponownym zapisaniu obrazów. Wszystkie te obliczenia kompresji mają miejsce ponownie, gdy obrazy JPEG.webp są ponownie zapisywane.
Podstawą kompresji JPEG.webp jest skomplikowana formuła obejmująca bloki po 8 pikseli. Wartości każdego bloku są kwantyzowane i destylowane do podobnych kolorów, aby wyeliminować różnice kolorystyczne, które ludzkie oko ma problem z rozróżnieniem.
Pliki JPEG.webp zwykle zmniejszają rozmiar o 90% w stosunku do oryginalnego pliku PSD lub TIFF z niewielką zauważalną utratą jakości obrazu, o ile plik pozostaje niezmieniony pod względem rozmiaru i zawartości. Obrazy zawierające znaczące obszary o podobnych tonach (niebo, powierzchnie budynków itp.) Najbardziej korzystają z tego formatu kompresji plików.
Kwantyzacja
Ten standard JPEG.webp nie jest problemem rozdzielczości obrazu, ale jest problemem głębi kolorów. Liczba pikseli nie jest zmniejszona, ale liczba kolorów - tak. Efekt „pikselizacji” nie jest spowodowany zmniejszoną liczbą pikseli, ale obniżeniem jakości kolorów tych pikseli. Widoczna utrata wynika ze zmian w początkowej matrycy 8 × 8 pikseli, gdy edytowany plik jest ponownie zapisywany.
W 1992 roku było nie do pomyślenia, aby wytwarzać obrazy o wyższej jakości niż te, które są w stanie nadawać telewizory, w tym z ograniczeniem 256 tonów i gamą kolorów sRGB. W 1992 roku był to najnowocześniejszy sprzęt, który służył branży przez wiele lat.
14-bitowe czujniki mogą rejestrować 16 000 poziomów kolorów w każdym kanale RGB.
Ale potem Dolina Krzemowa opracowała czujniki obrazu i procesory do kamer, które mogą obsługiwać więcej niż 8-bitowe obrazy. Oznaczało to, że producenci aparatów cyfrowych zaczęli budować kamery, których obrazy zawierały dwa razy więcej kolorów (10-bitowe lub 1000 poziomów koloru).
Następnie obrazy „głęboko bitowe” zostały umieszczone przez Adobe w programie Photoshop, co zmieniło wszystko. Aby wspierać tę nowo rozszerzoną głębię kolorów, opracowano znacznie większe przestrzenie kolorów. (Należy pamiętać, że głębia bitowa to po prostu sposób na podzielenie zakresu obrazu na znacznie mniejsze kroki od koloru zerowego do pełnego koloru piksela).
Głęboka (kolorowa) przestrzeń
Mój przyjaciel Bruce Fraser (ojciec zarządzania kolorami) współpracował z Adobe nad stworzeniem tego, co znamy jako Adobe RGB. Później opracowano większą przestrzeń kolorów o nazwie ColorMatch RGB. Jeszcze później opracowano jeszcze większą przestrzeń kolorów i nazwano ją ProPhoto RGB. Wszystkie te trzy przestrzenie kolorów przekraczają ograniczenie 256 poziomów formatu JPEG.webp.
Ale nawet jeśli obraz jest edytowany w jednej z tych większych przestrzeni kolorów, po zapisaniu jako JPEG.webp jest on automatycznie zmniejszany do 8 bitów (256 poziomów) na kanał.
Głębia bitowa to miara tonów między pełnym kolorem a brakiem koloru. Obrazy JPEG.webp wpływają na głębię bitową obrazu, a nie na jego rozdzielczość, jak się powszechnie uważa. Za każdym razem, gdy plik JPEG.webp jest ponownie zapisywany, utrata kolorów zwiększa się, a klarowność obrazu maleje.
Pliki JPEG.webp z aparatu
Pliki JPEG.webp zapisane w aparacie są „kształtowane” przez ustawienia aparatu w momencie przechwytywania obrazu. Algorytm zastosowany do danych obrazu zebranych przez czujnik obrazu odzwierciedla model kolorów (sRGB, Adobe RGB i ProPhoto RGB), preferencje wyostrzania itp.
Słowo o kompresji. Kompresja prawdopodobnie nie jest tak dokładnym terminem opisującym ograniczenia formatu JPEG.webp, jak mogłaby być. Uciskanie brzmi jak to, co robi twoja ciocia Marta, kiedy używa pasa, by ścisnąć się do mniejszego „pojemnika”, ale to zupełnie inna sprawa. Kiedy jest zdekompresowana, cała ciotka Martha wciąż tam jest.
JPEG.webp używa kompresji „stratnej”, co w rzeczywistości oznacza, że niektóre części zostały odrzucone (lub odcięte) na dobre. Ciotka Marta chciałaby tylko, aby jej pas pomógł jej na stałe „zgubić” coś.
Pomyśl o kompresji obrazu bardziej jak o skrócie. Gdy plik JPEG.webp jest zapisywany na dysku, dane przechwycone przez przetwornik obrazu aparatu są kompresowane do ogólnej formy, podyktowanej ustawieniami kolorów w aparacie podczas robienia zdjęcia.
Zdjęcie gotowe
Ten proces JPEG.webp skutecznie odgrywa przedwczesną rolę fotofinisher, eliminując własną interpretację sceny. To, co zaczęło się od 4000-16 000 poziomów na obraz kolorowy, zostaje zredukowane do 256-poziomowego obrazu z tylko szkieletem koloru, pozostawiając cenne niewiele miejsca na regulację tonów (lub kolorów).
Zarówno ciemne, jak i jasne odcienie zostały obcięte przez szablon JPEG.webp, ale odzyskano je z pliku RAW.
Ograniczenia JPEG.webp dotyczące 256 poziomów często przycinają jaśniejsze tony do bieli i ciemniejsze tony do czerni (górna skala szarości powyżej). Obrazy RAW pozwalają użytkownikowi odzyskać utracone szczegóły (dolna skala szarości).
Jeśli ustawienia aparatu nie były idealnie ustawione, aby uchwycić jasność (głębię bitową) i kontrast (zakres tonalny) istniejącej sceny, zdjęcie wykonane w formacie JPEG.webp pozostawia niewiele miejsca na odzyskanie.
Ostatecznie każdy obraz zostanie zredukowany do pliku o 256 poziomach, zanim zostanie udostępniony publicznie lub wydrukowany. Taka jest natura fotografii. Istnieje bardzo niewiele urządzeń drukujących, które mogą odtwarzać więcej niż 256 poziomów kolorów, a nawet gdyby mogły, ludzkie oko i tak nie mogłoby zobaczyć tych dodatkowych kolorów.
Podczas gdy aparaty cyfrowe mogą uchwycić do bilionów kolorów, ludzki wzrok rozpoznaje mniej niż 200 pojedynczych kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego.
Czy JPEG.webp wystarcza?
Więc jeśli nie widzimy więcej niż 200 różnych poziomów każdego koloru (a JPEG.webp zapewnia 256), dlaczego potrzebujemy miliardów zarejestrowanych jako pliki RAW? Prosta odpowiedź… te nadmierne poziomy zapewniają dużo miejsca na łokcie, aby przesunąć poziomy kolorów i nasycenie do najbardziej wizualnie idealnych 256 tonów dla drukarek do drukowania i ludzi do obserwowania. Chodzi o optymalizację szczegółów.
Zakres dynamiczny sceny plażowej przekroczył „szablon” JPEG.webp, a szczegóły podświetlenia wydawały się utracone (po lewej), ale zostały zachowane w pliku RAW (po prawej).
Wniosek
Więc co możemy z tego wynieść?
Po pierwsze, JPEG.webp jest najbardziej podstawowym z formatów plików zdjęć i jest idealny (jako plik aparatu) tylko wtedy, gdy WSZYSTKIE czynniki oświetlenia przed przechwyceniem odpowiadają bieżącym ustawieniom aparatu. Po drugie, w ramach polisy ubezpieczeniowej zawsze najlepiej ustawić aparat tak, aby nagrywał zarówno pliki JPEG.webp wysokiego poziomu, jak i pliki RAW. Po trzecie, nieskrócone dane obrazu zapisane jako plik RAW pozwalają na ukształtowanie ostatecznego JPEG.webp (tak blisko, jak to tylko możliwe) do tego, co postrzegał twój umysł po kliknięciu spustu migawki.
JPEG.webp to format pliku cyfrowego, z którego chcesz skończyć, ale nie zawsze jest to format, od którego chcesz zacząć. W każdym procesie produkcyjnym występuje czynnik marnotrawstwa, a obrazowanie cyfrowe nie jest wyjątkiem. Lepiej mieć za dużo niż za mało. Zawsze zaczynaj od więcej, niż potrzebujesz.
Zamierzaj schudnąć, ale rób to zgodnie ze swoim harmonogramem.