Come tutte le immagini JPEG.webp sono acciottolate alla nascita

Tutti sanno che le immagini JPEG.webp sono soggette ad artefatti di compressione. Significa che ogni volta che un'immagine viene aperta (alterata o meno) e salvata nuovamente, la struttura tonale della foto viene ricompressa utilizzando lo stesso processo distruttivo. La ricompressione dei file causa sempre la perdita di dettagli aggiuntivi. Ogni volta che un'immagine JPEG.webp viene regolata in qualsiasi modo, quei 256 livelli di colore originali vengono ridistribuiti e i dettagli vengono persi.

I file JPEG.webp offrono vari livelli di compressione dei file e la modifica e il salvataggio ripetuti causano un ulteriore degrado.

Ma questo è l'ultimo dei limiti JPEG.webp.

Prima di tutto, il JPEG.webp è un vecchio formato originariamente progettato per un'era lontana. Un gruppo di esperti fotografici (Joint Photographic Experts Group) è stato assemblato nel 1986 con l'unico scopo di ridurre le dimensioni di file di immagine molto grandi:

  1. Da visualizzare sui vecchi monitor di computer CRT (Cathode Ray Tube) - fondamentalmente vecchi televisori senza i sintonizzatori dei canali
  2. Per viaggiare in modo efficiente sulla neonata (lenta) Internet, progettata per soddisfare i migliori standard televisivi di trasmissione
  3. Per comprimerli per dimensioni e portabilità. La prima specifica JPEG.webp è stata rilasciata nel 1992 e ratificata nuovamente nel 1994.

Ora, oltre 25 anni dopo, lo stesso formato è ancora in uso!

Il prezzo del programma

Molti elementi di un'immagine digitale vengono alterati con la compressione del file JPEG.webp. Vero, enormi quantità di spazio su disco vengono salvate durante il processo, ma altre parti significative dell'immagine vengono gettate via.

Innanzitutto, il segnale RGB completo viene convertito in uno spazio colore abbreviato utilizzato per la TV analogica, chiamato YCbCr. I display CRT sono controllati da segnali di tensione rosso, verde e blu, ma la memorizzazione dei segnali RGB richiede dati ridondanti. Mentre la maggior parte delle informazioni sulla luminanza (luminosità) (canale Y) viene mantenuta, la portata dei due canali di colore (rosso e blu) è notevolmente ridotta.

I punti salienti ritagliati nel processo JPEG.webp sono ancora presenti nel file RAW.

Un'immagine della telecamera RGB originale (TIFF, PSD) contiene enormi livelli di colore; molti dei quali l'occhio umano non è in grado di distinguere. Poiché l'obiettivo finale di JPEG.webp è zero grasso corporeo, una volta definita un'interpretazione di base dell'immagine e identificati i 256 colori, quasi tutti i colori "extra" vengono rimossi, lasciando un mero scheletro della gamma di colori.

I colori sono caratterizzati come profondità di bit; il numero di piccoli passaggi misurati tra tutti i colori e nessun colore. Gli esseri umani possono percepire solo 200 livelli di ogni colore sotto un'illuminazione ideale.

Il problema

La decisione sui colori da eliminare è pre-designata da un modello JPEG.webp di stampino per biscotti, piuttosto che dalla valutazione umana della struttura tonale di ciascuna immagine. JPEG.webp limita indiscriminatamente il colore per tutte le immagini. Un modello si adatta a tutti. Le informazioni in eccesso vengono eliminate.

Fondamentalmente, la compressione JPEG.webp è come la perdita di peso attraverso l'eliminazione di una parte del corpo piuttosto che la riduzione del grasso; più un'amputazione che una dieta. Come spiegherò in seguito, la produzione di un file JPEG.webp è il formato finale ideale, ma non il più ideale per l'editing di immagini.

JPEG.webp fa uso di una limitazione di base della vista umana. Possiamo vedere la tonalità più di quanto identifichiamo i singoli colori. Questo è il motivo per cui vediamo solo forme in condizioni di scarsa illuminazione. La luminosità di base viene mantenuta con i JPEG.webp, ma gran parte del colore viene sottocampionato.

Le successive trasformazioni matematiche multistadio in questo processo diventano sbalorditive molto rapidamente, quindi diciamo solo che alcuni calcoli con matrici 8 × 8 pixel molto complessi avvengono in base ai limiti della percezione visiva. Il vero vudù illusorio ottico è al lavoro per ridurre ulteriormente il "peso" di ogni immagine. La vulnerabilità in questo programma di perdita di peso di massa è che i colori JPEG.webp sono più deboli nelle alte luci e possono mostrare brutti artefatti quando le immagini vengono salvate nuovamente. Tutti questi calcoli di compressione vengono eseguiti di nuovo quando le immagini JPEG.webp vengono salvate nuovamente.

La base della compressione JPEG.webp implica una formulazione complicata che coinvolge blocchi di 8 pixel. I valori di ciascun blocco vengono quantizzati e distillati in colori simili per eliminare le variazioni di colore che l'occhio umano ha difficoltà a distinguere.

I file JPEG.webp in genere riducono le dimensioni del 90% rispetto al file PSD o TIFF originale con una perdita percettibile di qualità dell'immagine, purché il file rimanga invariato in termini di dimensioni e contenuto. Le immagini che contengono aree significative di tonalità simili (cieli, superfici di edifici, ecc.) Traggono i maggiori vantaggi da questo formato di compressione file.

Quantizzazione

Questo standard JPEG.webp non è un problema di risoluzione dell'immagine quanto è un problema di profondità del colore. Il numero di pixel non viene ridotto, ma il numero di colori lo è. L'aspetto "pixelato" non è causato da un numero ridotto di pixel, ma da una riduzione della qualità del colore di quei pixel. La perdita visibile deriva dalle modifiche alla matrice iniziale di 8 × 8 pixel quando il file modificato viene nuovamente salvato.

Nel 1992 era impensabile produrre immagini con una qualità superiore a quella che i televisori potevano trasmettere, compresa la limitazione a 256 toni e la gamma di colori sRGB. Nel 1992 si trattava di un prodotto all'avanguardia e ha servito bene l'industria per molti anni.

I sensori a 14 bit possono acquisire 16.000 livelli di colore in ogni canale RGB.

Ma poi la Silicon Valley ha sviluppato sensori e processori di immagini per fotocamere in grado di gestire più di immagini a 8 bit. Ciò significava che i produttori digitali iniziarono a costruire fotocamere le cui immagini contenevano il doppio del livello di colore (10 bit o 1000 livelli di colore).

Successivamente, le immagini "deep-bit" sono state adattate da Adobe all'interno di Photoshop che ha cambiato tutto. Sono stati sviluppati spazi colore molto più ampi per supportare questa profondità di colore appena ampliata. (Tieni presente che la profondità di bit è semplicemente un modo per dividere l'intervallo di un'immagine in passaggi molto più piccoli tra lo zero colore e il colore pieno di un pixel).

Spazio profondo (colore)

Il mio amico Bruce Fraser (il padre della gestione del colore) ha lavorato con Adobe per formulare ciò che conosciamo come Adobe RGB. Successivamente è stato sviluppato uno spazio colore più ampio chiamato ColorMatch RGB. Anche in seguito, è stato sviluppato uno spazio colore ancora più ampio ed è stato etichettato ProPhoto RGB. Tutti e tre questi spazi colore superano il limite di 256 livelli di JPEG.webp.

Ma anche se un'immagine viene modificata in uno di questi spazi colore più grandi, quando viene salvata come JPEG.webp, viene automaticamente ridotta a 8 bit (256 livelli) per canale.

La profondità di bit è la misura dei toni tra tutti i colori e nessun colore. Le immagini JPEG.webp influenzano la profondità di bit dell'immagine, non la risoluzione dell'immagine, come comunemente si crede. Ogni volta che un file JPEG.webp viene salvato nuovamente, la perdita di colore aumenta e la chiarezza dell'immagine diminuisce.

JPEG.webp della fotocamera

I file JPEG.webp salvati dalla fotocamera vengono "modellati" dalle impostazioni della fotocamera in vigore quando l'immagine viene acquisita. L'algoritmo applicato ai dati di immagine raccolti dal sensore di immagine riflette il modello di colore (sRGB, Adobe RGB e ProPhoto RGB), le preferenze di nitidezza, ecc.

Una parola sulla compressione. La compressione probabilmente non è un termine così preciso per descrivere i limiti JPEG.webp come potrebbe essere. La compressione suona come quello che fa tua zia Martha quando usa una cintura per comprimersi in un "contenitore" più piccolo, ma questa è una cosa completamente diversa. Quando è decompressa, tutta la zia Martha è ancora lì.

JPEG.webp utilizza la compressione "lossy", il che significa che alcune parti sono state scartate (o tagliate) per sempre. Zia Martha desidera solo che la sua cintura la aiuti a "perdere" qualcosa in modo permanente.

Pensa alla compressione dell'immagine più come un'abbreviazione. Quando un file JPEG.webp viene salvato su disco, i dati acquisiti dal sensore di immagine della fotocamera vengono compressi in uno stampo generale, dettato dalle impostazioni del colore nella fotocamera quando viene scattata la foto.

Foto finita

Questo processo JPEG.webp svolge efficacemente il ruolo prematuro del photofinisher, eliminando la propria interpretazione della scena. Quella che era iniziata come un'immagine di 4000-16.000 livelli per colore viene ridotta a un'immagine a 256 livelli con solo uno scheletro di colore, lasciando poco spazio prezioso per le regolazioni del tono (o del colore).

Sia i toni scuri che quelli chiari sono stati ritagliati dal modello JPEG.webp ma recuperati dal file RAW.

Le limitazioni JPEG.webp di 256 livelli spesso riducono prematuramente i toni più luminosi al bianco e i toni più scuri al nero (scala di grigi superiore sopra). Le immagini RAW consentono all'utente di recuperare i dettagli che sembrano persi (scala di grigi inferiore).

Se le impostazioni della fotocamera non erano perfettamente impostate per catturare la luminosità (profondità di bit) e il contrasto (gamma tonale) della scena esistente, il rendering JPEG.webp della foto lascia poco spazio per il recupero.

Alla fine, ogni immagine verrà ridotta a un file a 256 livelli prima di essere condivisa pubblicamente o prodotta come stampa. Questa è solo la natura della fotografia. Ci sono pochissimi dispositivi di stampa in grado di riprodurre più di 256 livelli di colore e, anche se potessero, l'occhio umano non potrebbe comunque vedere quei colori extra.

Mentre le fotocamere digitali possono catturare fino a trilioni di colori, la vista umana riconosce meno di 200 singoli colori rosso, verde e blu.

Sufficienza JPEG.webp?

Quindi, se non possiamo vedere più di 200 diversi livelli di ogni colore (e JPEG.webp ne fornisce 256), perché abbiamo bisogno dei miliardi catturati come file RAW? Risposta semplice … quei livelli in eccesso forniscono ampio spazio di manovra per spingere i livelli di colore e la saturazione nei 256 toni visivamente ideali per la stampa e l'osservazione da parte degli umani. Si tratta di ottimizzare i dettagli.

La gamma dinamica della scena della spiaggia ha superato il "modello" JPEG.webp e i dettagli delle alte luci sembravano essere persi (a sinistra) ma sono stati mantenuti nel file RAW (a destra).

Conclusione

Quindi cosa possiamo toglierci da questo?

Innanzitutto, JPEG.webp è il formato di file di foto più basilare ed è ideale (come file di fotocamera) solo quando TUTTI i fattori di illuminazione pre-acquisizione corrispondono alle impostazioni correnti della fotocamera. In secondo luogo, è sempre meglio impostare la fotocamera per registrare file JPEG.webp e RAW di alto livello come polizza assicurativa. E terzo, i dati di immagine integrali salvati come file RAW consentono di modellare il JPEG.webp finale (il più vicino possibile) a ciò che la tua mente ha percepito quando hai fatto clic sul pulsante di scatto.

JPEG.webp è il formato di file digitale con cui vuoi finire, ma non è sempre quello con cui vuoi iniziare. C'è un fattore di spreco coinvolto in ogni processo di produzione e l'imaging digitale non fa eccezione. È meglio avere troppo che troppo poco. Inizia sempre con più del necessario.

Intendi perdere peso, ma fallo secondo il tuo programma.

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