Introduzione
Nell'articolo precedente abbiamo detto che la compressione di tipo lossless è reversibile, cioè che un file A compresso in un archivio X (ad esempio un archivio di tipo RAR), una volta estratto sarà identico al file A di partenza.
File A -> compressione -> Archivio X -> estrazione -> File A
Parliamo ora di un altro tipo di compressione. Un tipo di compressione in cui il file originale e il file compresso non sono più identici ma simili, cioè la dimensione del file compresso è diminuita in quanto ora è più povero di dati rispetto al file originale, e quello che ha perso non può più essere recuperato. Parliamo di compressione di tipo lossy
La compressione lossy
In quali circostanze una compressione con perdita di dati può essere utile?Compressione lossy su file audio
Il formato audio .MP3 è l’esempio che tutti abbiamo sotto gli occhi di come una traccia audio originale, che solitamente è una traccia presa da un CD Audio, possa essere “impoverita” di dati dalla compressione di tipo lossy fino ad ottenere un file molto più piccolo, che tuttavia, una volta ascoltato, risulterà per la maggior parte degli orecchi quasi identico all’originale.Come è possibile che un file audio originale in formato WAV grande 50 Mb possa essere uguale all’equivalente file MP3 di 2 Mb? Semplice: nel file MP3 sono rimaste solo quelle informazioni audio che servono all’orecchio umano medio per percepire simile le due sorgenti sonore. Alla base della logica applicata alla compressione di tipo lossy ci sono gli studi di una scienza, la psicoacustica, che in poche parole, studia il limitato spettro dei suoni che l'orecchio umano è in grado di percepire rispetto al suono esterno naturale.
Riassumendo: mentre chi produce i CD Audio originali cerca di fornire il suono HiFi, cioè il più fedele possibile rispetto alla sorgente (cioè il suono prodotto dai musicisti/cantanti), la compressione di tipo lossy (e l’MP3, in questo caso) si concentra solo su ciò che un orecchio medio riesce a sentire, e sacrifica tutto il resto.
Compressione lossy su file immagine
Quello che è l’MP3 per l’audio lo è il JPEG per le immagini.Anche in questo caso la compressione di tipo lossy si basa sullo studio della percezione delle immagini da parte dell’occhio medio.
Le normali fotocamere digitali applicano già una compressione di tipo lossy producendo dei file in formato JPEG. In altre parole della immagine originale la fotocamera mantiene solo le informazioni che il nostro occhio può percepire e non “ciò che ha visto il suo sensore”.
In alcuni casi, tuttavia, il formato JPEG non è sufficiente.
Le macchine fotografiche professionali sono in grado di salvare le immagini in un altro formato: il RAW. Il formato RAW (termine inglese che significa: grezzo, crudo, non elaborato) scrive fedelmente tutto ciò che il sensore è stato in grado di registrare. Tutte queste informazioni sono particolarmente utili in fase di ritocco fotografico o di elaborazione dell'immagine (per esempio con Photoshop).
Come per l’audio un file WAV è enormemente più grande del corrispettivo file MP3, così il file RAW è decisamente più grande del corrispettivo file JPEG.
Quando la compressione sacrifica la qualità
Terminiamo questo articolo con una riflessione.Il nostro cervello è uno strumento meraviglioso: il nostro occhio guarda una sequenza di immagini statiche inviate su uno schermo ad una certa frequenza l’una dall’altra, e il nostro cervello elabora il movimento fluido di una film; oppure il nostro occhio vede sullo schermo dei piccoli quadratini che accostano differenti colori e il nostro cervello elabora una sfumatura; oppure il nostro orecchio ascolta da una radiolina gracchiante quattro violini striduli che suonano e il nostro cervello ci fa sentire una sinfonia. Questi sono solo alcuni esempi di come il nostro cervello sia in grado di “correggere” gli errori che i nostri sensi raccolgono, o filtrare una informazione rispetto al rumore che l'accompagna, o riempire i vuoti di una informazione “povera” e frammentata.
Quando tuttavia il rumore è troppo, quando le informazioni raccolte sono troppo poche, quando la frammentazione è eccessiva, anche il cervello inizia a fare fatica. Il risultato è la perdita del flusso delle informazioni.
Per fare un esempio proviamo ad aumentare la compressione di una immagine JPEG: noteremo che ad una diminuzione della dimensione del file compresso, le linee curve, che prima erano lisce, ora sono diventate seghettate; e le sfumature ora sono diventate chiazze quadrate di colore (effetto quadrettatura).
Concludendo: le estreme conseguenze della compressione di tipo lossy è la degradazione della qualità della informazione, degradazione che la rende, alla fine, del tutto inutilizzabile.
Di cosa abbiamo parlato:
- Compressione lossy: riduzione dello spazio di uno o più file da parte di una applicazione basata sulla perdita dei dati meno significativi.
- HiFi: acronimo di High Fidelity (alta fedeltà).
- RAW: termine inglese per indicare che i dati sono stati raccolti con la maggiore fedeltà possibile rispetto ad campione originale e senza ulteriori elaborazioni o ottimizzazioni.
- file WAV: file audio di tipo HiFi.
- file MP3: file audio compresso con metodo lossy.
- file RAW: file immagine di tipo RAW.
- file JPEG: file immagine compressa con metodo lossy.
