Wat is het verschil tussen lossy en lossless compressie? Hoe zit het met ongecomprimeerd? Leer de verschillen tussen beide in deze gids voor het maken van films.
Datacompressie is een onzichtbare kracht van enorme kracht in de moderne wereld. Zonder de talloze innovaties op het gebied van compressie is de kans groot dat ons moderne computertijdperk nooit van de grond zou zijn gekomen.
Alle soorten gegevens zijn comprimeerbaar:audio, video, tekstbestanden, afbeeldingen - noem maar op. Compressie neemt in wezen een invoergegevensset en codeert deze met minder bits dan het originele bestand op zichzelf zou hebben genomen. Deze informatie moet vervolgens worden gedecodeerd voordat u er opnieuw mee kunt communiceren. Dit coderings-/decoderingsproces vermindert de rekenkracht die nodig is om de gegevens te bekijken en te manipuleren aanzienlijk, waardoor de reken- en bandbreedtevereisten in elke fase na de codering worden verminderd.
Laten we, met dat uit de weg, eens kijken naar het alternatief voor datacompressie.
Ongecomprimeerd
Niet-gecomprimeerde gegevens worden precies opgeslagen zoals ze zijn opgenomen of ingevoerd. Vanwege deze bit-voor-bit duplicatie bieden ongecomprimeerde gegevens maximale gegevensgetrouwheid ten koste van maximale opslag- en bandbreedtevereisten.
Niet-gecomprimeerde gegevens zijn een overblijfsel uit de begintijd van computergebruik - zelfs de meest complexe gegevenssets waren vroeger orden van grootte kleiner vanwege technologische beperkingen.
Hoe werkt het?
Niet-gecomprimeerde gegevens implementeren meestal geen speciale coderingstechnieken. In plaats daarvan wordt elk bit precies opgeslagen zoals het van de invoerbron komt. Dit vermindert de rekenkundige vereisten voor het invoer-/vastlegapparaat door de complexe taak van afspelen of toegang tot het apparaat van de eindgebruiker te ontlasten.
Ongecomprimeerde gegevens zijn goed voor archiveringsdoeleinden omdat er geen informatie mee wordt weggegooid, maar de opslagkosten lopen snel op.
Dus wat kan compressie in plaats daarvan bieden?
Codecs
Lossy
Begin jaren '90 zagen de eerste incarnaties van gecomprimeerde gegevens. Misschien wel de meest bekende van deze vroege formaten was MPEG-1 Audio Layer 1, die in 1993 werd uitgebracht. Dit raamwerk zou leiden tot de ontwikkeling van de beroemde MP3-audiocodec.
MP3's waren, samen met hun vroege leeftijdsgenoten, de eerste bestandsindelingen met verlies. Toen deze formaten aan populariteit wonnen, bedacht de industrie een nieuwe term voor hen:"Codec" - een afkorting voor Compressor/De-Compressor of Coder/Decoder.
Hoe werkt het?
Codecs met verlies gooien een aanzienlijk deel van de informatie in het bronbestand of de invoergegevensstroom weg.
Lossy codecs verkleinen de bestandsgrootte enorm in vergelijking met niet-gecomprimeerde datasets. Dit wordt meestal gedaan door de invoergegevensset te nemen en deze te reduceren tot de dichtstbijzijnde benaderde digitale waarde. Verschillende codecs hebben verschillende bitdieptes — of het totale aantal mogelijke digitale waarden dat beschikbaar is voor de interpretatie van onbewerkte invoergegevens.
De beste lossy codecs zijn ontworpen rond de perceptuele beperkingen van mensen. De meeste ongecomprimeerde gegevens bevatten een grote hoeveelheid informatie die onze ogen en oren niet kunnen waarnemen. Dit betekent dat een goed ontworpen codec met verlies een groot deel van de totale informatie kan elimineren voordat een mens het ooit zou kunnen opmerken.
Het lichtgewicht karakter van Lossy codecs maakt ze ideaal voor streaming en andere live-uitzendingen.
Lossy codecs zijn het slechtst mogelijke formaat voor archiveringsdoeleinden vanwege het feit dat een aanzienlijke hoeveelheid informatie in de brongegevensset verdwijnt. Hoewel mensen misschien geen verschil kunnen onderscheiden tussen de onbewerkte gegevens en de eerste lossy-codering van die gegevens, worden de perceptuele verschillen steeds duidelijker naarmate er meer lossy-versies worden gemaakt van de originele lossy-codering.
Laten we nu de 21e eeuw ingaan.
Lossless
De eerste verliesvrije codec was de "Fully Lossless Audio Codec", of FLAC, en werd uitgebracht in 2000.
De ontwikkeling van lossless codecs betekende een ommekeer in de wereld van datacompressie. Lossless codecs beweren exacte of bijna gelijke kwaliteit te bieden als niet-gecomprimeerde gegevens, maar met bestandsgroottes die veel dichter bij compressie met verlies liggen. Dit is het resultaat van het op een specifieke manier comprimeren van de invoergegevens, zodat de decoder later de originele gegevensset kan reconstrueren.
Als u de technologie achter verliesloze compressie begrijpt, kan uw hoofd tollen als u diep genoeg gaat. YouTube-techneut Linus doet fantastisch werk door de basis te doorbreken in deze video van Techquickie.
In het voorbeeld dat Linus geeft, is de string “XXXOOXXX” gecodeerd als “3 O2 3”. Wanneer de string opnieuw moet worden gebruikt, wordt "3 O2 3" weer gedecodeerd in "XXX00XXX".
Vanwege de mogelijkheid om een ongecomprimeerde dataset te reconstrueren van een gecomprimeerde dataset, heeft lossless codering ongecomprimeerde data grotendeels overschaduwd in bijna elke situatie. De meeste video- en audiocodecs van masterkwaliteit gebruiken een vorm van verliesvrije compressie.
Het belangrijkste nadeel van lossless compressie is een iets langere coderings- en decoderingstijd — veel beter dan de nadelen van lossy of ongecomprimeerd.
Verliesloos gecomprimeerde gegevens zijn de gouden standaard voor alle gegevensarchivering. De gecomprimeerde bestanden kunnen worden gearchiveerd en vervolgens gedecodeerd zodra ze opnieuw moeten worden geopend, waardoor alle gegevens behouden blijven en tegelijkertijd de opslagkosten worden verlaagd.
Hoewel alle soorten gegevenscompressie enig voordeel bieden ten opzichte van andere typen, biedt compressie zonder verlies de meeste voordelen met het minste aantal concessies aan bestandsgrootte, mobiliteit of kwaliteit.
De komende decennia zullen de lossless codec-technologie waarschijnlijk naar nieuwe hoogten worden gebracht, aangezien oudere lossy-formaten hun nuttige levensduur beëindigen.