Je JPEG nejlepší? - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

22. dubna 1999, 00.00 | Dnes jsme se zamysleli nad budoucností JPEGu a jeho potencionálních konkurentů určených pro ukládání digitálních fotografií.

Dnešní článek je věnován problematice vhodného formátu pro ukládání digitálních fotografií. Neklade si za cíl stát se podrobnou technickou příručkou, naopak, jeho náplní by mělo být srovnání z pohledu uživatelsky orientovaného. Možná nebude zcela technicky přesný, ale zvolená forma je podle mého názoru pro pochopení rozdílů nejvhodnější.

Trochu z historie
Digitální fotografie není až zas tak nová technologie, jak by se mohlo zdát. S digitálním obrazem se pracuje již pěknou řádku let, ale historicky byl pohled na jeho použití jiný. Prvotně digitální "kamery" neobsahovaly paměť a obraz byl přímo přenášen do počítače. Důvod byl prostý, paměť byla velmi drahá a nebyla ani příliš potřebná, protože digitální přístroje byly převážně studiového typu. S příchodem malých digitálních fotoaparátů se situace razantně změnila. Paměť sice byla stále drahá, ale fotoaparát již potřeboval uchovávat snímky. Aby se situace dala přijatelně vyřešit, bylo potřeba najít dostatečně úsporný formát, který by snížil potřebu velké paměti v přístroji. Po několika proprietárních pokusech různých výrobců se za všeobecný standard přijal formát JPEG.

JPEG všemohoucí?
Formát JPG nebo JPEG má mnoho názvů a variant, ale princip je vždy podobný. Obrazová data se ukládají pomocí "ztrátové" komprese, které je speciálně navržena pro fotografie a přináší velmi dobré výsledky. V jejím pozadí stojí Inversní Cosinova transformace, což je poměrně komplikovaný matematický vzorec, který nebudeme v dnešním dílu probírat. Pro naší potřebu stačí, že po jeho použití se data (obrazová informace) stávají velice dobře komprimovatelná. Po transformaci se neukládají všechna data, ale pouze jejich důležitější část a právě díky tomu může být obrázek uložený ve formátu JPEG třeba 10x menší než v jiném formátu.
Čím méně dat se ukládá, tím je větší úspora místa. To, jak úsporné je ukládání, se označuje jako kompresní poměr. Čím vyšší je poměr, tím více ušetříte a také více poničíte obraz. Nic není zadarmo a čím více ušetříte, tím méně kvalitní obraz dostanete. Ztráta kvality se projevuje vyšší hladinou šumu v obraze, ztrátou ostrosti a částečnou ztrátou barevnosti. Pokud poměr není příliš velký (např. 1/5), tak ztráta kvality je opticky jen těžko rozeznatelná. Při vyšších poměrech se deformace jednoduše pozná.
Díky velké úspoře poměti, je JPEG nabízen snad úplně všemi digitálními fotoaparáty, kromě některých profesionálních modelů. Jeho kvalita je řekněme dostačující a úspora značná.

Zde jsou dvě ukázky různých poměrů komprese u JPEGu :

TIFF jako alternativa?
Protože se cena pamětí značně snížila, přišla na řadu otázka kvality. Postupně se začínají objevovat přístroje, které nabízejí právě TIFF jako alternativu JPEGu. Samostatně se většinou nenabízí, protože jeho nevýhodou je velké hýření prostorem v paměti. TIFF se používá bez jakékoli komprese, což sice představuje 100% zachování kvality, ale paměťové nároky velmi rostou. Právě zachování kvality obrazu je motivem pro použití tohoto formátu. Druhým faktorem je, že soubory formátu TIFF lze otevřít na všech počítačích, ať už se jedná o PC nebo třeba Apple.
Protože velikost souborů TIFF je značná, dá se předpokládat, že tento formát zůstane alternativou a je velice nepravděpodobné, že by nahradil JPEG. Pouze v případech, kdy se snažíme udržet maximální kvalitu snímku, oceníme možnosti TIFFu, jinak budeme volit úspornější formát.

FlashPix
Tento formát sice není extrémně rozšířen, ale nabízí možnosti radikálně odlišné od předchozích dvou formátů. V souborech FlashPix jsou obrazová data jako taková uložena prakticky ve formátu JPEG, ale jsou opatřena hlavičkou obsahující velké množství informací. Do hlavičky se ukládají informace o expozici, formátu a podmínkách, za kterých byl snímek pořízen. Tato přidaná informace může výrazně pomoci při dalším zpracování obrazu. Při mnoha činnostech jsou právě tyto informace nepříjemnou překážkou, která vede k zbytečnému zhoršení výsledků. Například panoramatické skládání obrázků je s formátem FlashPix jednodušší.

Závěr
Pozice JPEGu se zatím zdá neotřesitelná. Je úsporný, není vázán licenčními omezeními a hlavně je tak široce podporován, že jeho náhrada jiným formátem by byla velmi náročná. Na druhou stranu pokud se s JPEGem pracuje dobře, myšleno je dobře prováděn přístrojem, tak není důvod k jeho náhradě. Koneckonců existuje i varianta bezztrátového JPEGu, který plně zachovává obrazovou informaci.

--