فشرده سازی چگونه کار می‌کند؟

فشرده‌ سازی فایل‌ها بخش اصلی کارایی وب است.
این امکان را به ما می‌دهد تا فایل‌هایی را انتقال دهیم که در غیر این صورت پهنای باند و زمان زیادی را می‌طلبند.
هر زمان که به پرونده‌های ZIP دسترسی پیدا کنید یا تصاویر JPEG را مشاهده کنید ، از فشرده‌سازی فایل بهره‌مند ‌می‌شوید.

بنابراین ، در بعضی از موارد شما احتمالاً سؤالی را مطرح کرده‌اید:

فشرده‌ سازی فایل چگونه کار می‌کند؟
در اینجا نگاهی اساسی به نحوه عملکرد فشرده‌سازی ارائه‌شده است.

فشرده سازی چیست؟

به عبارت ساده‌تر ،فشرده سازی فایل (یا فشرده‌سازی داده‌ها) عملی برای کاهش اندازه فایل در ضمن حفظ داده‌های اصلی است.
انجام این کار باعث می‌شود علاوه بر این ، انتقال فایل از طریق اینترنت یا موارد دیگر ، فضای کمتری را در یک دستگاه ذخیره‌سازی داشته باشد.

توجه به این نکته ضروری است که فشرده‌ سازی نامتناهی نیست.
درحالی‌که فشرده‌ سازی پرونده در یک ZIP ، سایز آن را کاهش می‌دهد ،
شما نمی‌توانید فشرده‌سازی فایل را ادامه دهید تا سایز آن به دوباره کاهش یابد.

به‌طورکلی ، فشرده‌سازی پرونده به دو نوع با اتلاف و بدون اتلاف تقسیم می‌شود.
بیایید ببینیم که چگونه این دو به‌نوبه خودکار می‌کنند.

فشرده‌سازی با اتلاف چیست و چگونه کار می‌کند؟

فشرده‌ سازی با اتلاف با حذف قسمت‌های غیرضروری از اطلاعات ،
اندازه پرونده را کاهش می‌دهد. این روش در قالب‌های تصویری ، ویدئویی و صوتی رایج است ،
جایی که نمایش کامل رسانه‌های منبع ضروری نیست.
بسیاری از قالب‌های متداول برای این نوع رسانه‌ها از فشرده‌ سازی ضعیف استفاده می‌کنند. MP3 و JPEG دو نمونه محبوب هستند.

یک MP3 شامل تمام اطلاعات صوتی از ضبط اصلی نیست ، در عوض ، صداهایی را که انسان نمی‌توانند بشنوند ، بیرون می‌آورد.
شما به‌هرحال متوجه نبود آن‌ها نخواهید شد ، بنابراین حذف این اطلاعات در سایز پرونده را کمتر می‌کند و درواقع هیچ اشکالی در پی ندارد.

به همین ترتیب ، JPEG ها قسمت‌های غیر حیاتی تصاویر را حذف می‌کنند.
به‌عنوان‌مثال ، در تصویری که حاوی یک آسمان آبی است ،
فشرده‌سازی JPEG به‌جای استفاده از ده‌ها سایه مختلف ،
ممکن است تمام پیکسل‌های آسمان را به یک یا دو سایه آبی تغییر دهد.

بااین‌حال ، هر چه قدر یک فایل را فشرده کنید ، افت کیفیت چشمگیرتر می‌شود.
فشرده‌سازی با اتلاف زمانی مناسب است که یک پرونده حاوی اطلاعات بیشتری نسبت به آنچه برای اهداف خود نیاز دارید باشد.
برای مثال ، بگذارید بگوییم که شما یک فایل تصویری RAW عظیم دارید.
اگرچه احتمالاً می‌خواهید هنگام چاپ تصویر روی یک بنر بزرگ ، این کیفیت را حفظ کنید ، آپلود فایل RAW در فیس بوک بی‌فایده است.

تصویر حاوی داده‌های زیادی است که هنگام مشاهده در سایت‌های رسانه‌های اجتماعی قابل‌مشاهده نیست.
فشرده‌سازی تصویر به JPEG باکیفیت بالا ، برخی از اطلاعات را بیرون می‌کشد ،
اما تصویر تقریباً مشابه با چشم غیرمسلح به نظر می‌رسد.

 

فشرده‌سازی با اتلاف در استفاده عمومی:

همان‌طور که اشاره کردیم ، فشرده‌سازی با اتلاف برای اکثر اشکال رسانه بسیار عالی است.
به همین دلیل ، برای شرکت‌هایی مانند Spotify و Netflix که دائماً حجم عظیمی از اطلاعات را منتقل می‌کنند ، بسیار حیاتی است.
کاهش اندازه پرونده تا حد ممکن و درعین‌حال حفظ کیفیت ، عملکرد آن‌ها را کارآمدتر می‌کند.
آیا می‌توانید تصور کنید که اگر هر ویدیوی YouTube با فرمت اصلی فشرده نشده خود ذخیره  و منتقل شود چه اتفاقی می‌افتد؟

اما فشرده‌سازی با اتلاف برای پرونده‌هایی که تمام اطلاعات آن‌ها بسیار مهم هستند ، به‌خوبی کار نمی‌کند.
به‌عنوان‌مثال ، استفاده از فشرده‌سازی با اتلاف در یک فایل متنی یا صفحه گسترده منجر به خروجی زباله خواهد شد.
شما واقعاً نمی‌توانید بدون آسیب جدی به محصول نهایی ، چیزی را بیرون بیاورید.

هنگام صرفه‌جویی در قالب فرسوده ، اغلب می‌توانید سطح کیفیت را تنظیم کنید. به‌عنوان‌مثال ،
بسیاری از ویرایشگران تصویر دارای زبانه کشویی برای انتخاب کیفیت JPEG از ۰-۱۰۰ هستند.

 

کیفیت فشرده‌سازی

فشرده‌ سازی

صرفه‌جویی در چیزی مانند ۹۰ یا ۸۰ درصد اندازه فایل را با اندکی تفاوت در چشم کاهش می‌دهد.
اما صرفه‌جویی در کیفیت پایین یا بارها و بارها ذخیره کردن همان پرونده در یک فرمت با اتلاف ، آن را تخریب می‌کند.

در زیر می‌توانید نمونه‌ای از این مورد را مشاهده کنید (برای دیدن تصاویر در اندازه بزرگ‌تر کلیک کنید).
در سمت چپ تصویر اصلی است که از Pixabay به‌عنوان JPEG بارگیری شده است .
تصویر میانی نتیجه ذخیره این به‌عنوان JPEG باکیفیت ۵۰ درصد است.
و سمت راست تصویر اصلی ذخیره‌شده در عوض به‌عنوان JPEG باکیفیت ۱۰ درصد را نشان می‌دهد.

کیفیت فشرده‌سازی

فشرده‌سازی

فشرده‌سازی تصویر

فشرده‌سازی

فشرده‌سازی تصاویر

فشرده‌سازی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با یک نگاه سریع ، تصویر وسط خیلی بد به نظر نمی‌رسد.
اگر بزرگنمایی کنید ، می‌توانید آثار هنری اطراف لبه‌های جعبه‌ها را مشاهده کنید.
البته ، درست‌ترین تصویر بلافاصله بد به نظر می‌رسد.

فشرده‌سازی بدون اتلاف چیست و چگونه کار می‌کند؟

فشرده‌ سازی بدون اتلاف راهی برای کاهش اندازه پرونده است به‌گونه‌ای که می‌توانید فایل اصلی را کاملاً بازسازی کنید.
برخلاف فشرده‌ سازی با اتلاف ، هیچ اطلاعاتی را بیرون نمی‌آورد.
در عوض ، فشرده‌ سازی بدون اتلاف اساساً با از بین بردن افزونگی کار می‌کند.

بیایید یک مثال اساسی را برای نشان دادن این معنی به دست آوریم. در زیر سازه‌ای از ۱۰ آجر قرارگرفته است:

دورنگ آبی ، پنج زرد و سه قرمز. این سازه یک روش ساده برای نشان دادن آن بلوک‌ها است ، اما روش دیگری برای این کار وجود دارد.

بلوک فشرده‌سازی

فشرده‌ سازی

به‌جای نشان دادن هر ۱۰ بلوک ، می‌توانیم همه را جز یکی از هر رنگ حذف کنیم. سپس ،
اگر از اعداد استفاده کنیم تا نشان دهیم چه تعداد آجر از هر رنگ وجود دارد ، ما دقیقاً همان اطلاعات را با استفاده از آجرهای بسیار کمتر نشان داده‌ایم به‌جای ۱۰ آجر ، اکنون فقط به سه موردنیاز داریم.

کیفیت فشرده‌سازی

فشرده‌سازی

ن یک مثال ساده در مورد چگونگی امکان فشرده‌ سازی بدون ضرر است. با حذف افزونگی ، همان اطلاعات را با روشی کارآمدتر ذخیره می‌کند.

این به ما امکان می‌دهد از هفت کاراکتر به‌جای ۲۴ استفاده کنیم تا داده‌های یکسانی را نشان دهیم که این‌یک صرفه‌جویی قابل‌توجه است.

فشرده سازی بدون اتلاف در استفاده روزمره:

 

فشرده‌سازی بدون اتلاف

فشرده‌سازی

 

همان‌طور که در بالا اشاره کردیم ، فشرده‌ سازی بدون اتلاف در مواردی که شما قادر به حذف هیچ‌یک از پرونده‌های اصلی نیستید ، حائز اهمیت است.
اگر در مورد نحوه عملکرد پرونده‌های ZIP کنجکاو بوده‌اید ، این جواب است.

هنگامی‌که یک فایل ZIP را از یک برنامه قابل‌اجرا در ویندوز ایجاد می‌کنید ، از فشرده‌سازی بدون ضرر استفاده می‌کند.
فشرده‌ سازیفایل ZIP روشی کارآمدتر برای ذخیره برنامه است ، اما هنگامی‌که آن را از حالت فشرده خارج کرده و از حالت فشرده خارج می‌کنید ، کلیه اطلاعات اصلی موجود است.
اگر از فشرده‌سازی ضایع کننده برای فشرده‌ سازی اجزاء استفاده می‌کنید ، نسخه unzipped آسیب‌دیده و غیرقابل استفاده خواهد بود.

قالب‌های رایج بدون ضرر شامل PNG برای تصاویر ، FLAC برای صدا و ZIP هستند.
قالب‌های بدون اتلاف برای فیلم نادر هستند ، زیرا فضای زیادی را به خود اختصاص می‌دهند.

چه موقع از فشرده‌سازی بدون اتلاف و یا با اتلاف استفاده کنیم؟

 

فشرده‌سازی فایل صدا

فشرده‌سازی

حال که به هر دو شکل فایل‌ها توجه کردیم ، ممکن است تعجب کنید که چه زمانی باید از کدام‌یک استفاده کنید.
همان‌طور که معلوم است ، هیچ نوع فشرده‌ سازی “بهتر” وجود ندارد ، همه این‌ها بستگی به چیزی دارد که می‌خواهیم آن را فشرده کنیم.
به‌طورکلی ، هنگامی‌که یک نسخه کامل از منبع را می‌خواهید از فشرده‌سازی بدون اتلاف استفاده کنید ،
وقتی یک نسخه ناقص به‌اندازه کافی خوب است ، باید از فشرده‌سازی با اتلاف استفاده کنید.

بعداً ، شاید شما بخواهید موسیقی خود را بر روی تلفن خود یا یک پخش‌کننده قدیمی MP3 قرار دهید تا بتوانید به آن گوش بدهید.
احتمالاً به این دلیل اهمیتی ندارید که موسیقی شما از کیفیت عالی برخوردار باشد ،
بنابراین می‌توانید پرونده های FLAC را به MP3 تبدیل کنید.
این کار به شما یک فایل صوتی را می‌دهد که هنوز هم کاملاً قابل‌شنیدن است ، اما به‌اندازه فضای تلفن همراه شما جای نمی‌گیرد.
کیفیت MP3 تبدیل‌شده از FLAC به‌اندازه‌ای خواهد بود که گویی می‌خواهید MP3 فشرده‌شده را درست از CD اصلی ایجاد کنید.

نوع داده‌های ارائه‌شده در یک پرونده همچنین می‌توانند بیان کنند که بهترین نوع فشرده سازی باشد.
ازآنجاکه تصاویر PNG از فشرده سازی بدون ضرر استفاده می‌کنند ،
اندازه فایل‌های کوچک برای تصاویر با فضای یکنواخت زیادی مانند تصاویر صفحه رایانه‌ای ارائه می‌دهند.
بااین‌حال ، متوجه خواهید شد که PNG ها وقتی نمایانگر صدای طنز رنگ‌ها در عکس‌های دنیای واقعی هستند ، فضای بیشتری را به خود اختصاص می‌دهند.

نکات مربوط به فشرده‌سازی فایل:

همان‌طور که دیدیم ، تبدیل فرمت‌های بدون اتلاف به با اتلاف نیز خوب است ، همان‌طور که تبدیل یک فرمت بدون اتلاف به شکل دیگر.
بااین‌حال ، شما هرگز نباید یک فرمت با اتلاف را به بدون اتلاف تبدیل کنید ، و باید از تبدیل کردن یک فرمت بدون اتلاف به شکل دیگر مراقب باشید.

تبدیل قالب‌های با اتلاف به بی اتلاف صرفاً هدر دادن فضا است.
به یاد داشته باشید که فرمت‌های با اتلاف داده‌ها را بین می‌برد.
بازیابی این داده‌ها غیرممکن است.

بگویید که شما یک فایل MP3 3MB دارید.
تبدیل آن به FLAC ممکن است به یک پرونده ۳۰MB منجر شود ، اما آن ۳۰MB شامل صداهای دقیقی است که MP3 بسیار کوچک‌تر انجام داده است.
بازگشت به یک قالب بدون ضرر ، اطلاعاتی را که فشرده سازی MP3 از آن خارج‌شده است ، بازیابی نمی‌کند.

سرانجام ، همان‌طور که قبلاً گفته شد ، تبدیل یک قالب با اتلاف به شکل دیگر (یا بارها و بارها در همان قالب ذخیره می‌شود) کیفیت را کاهش می‌دهد.
هر بار که فشرده سازی ضعیف را اعمال می‌کنید ، جزئیات بیشتری را از دست می‌دهید.
این امر بیشتر و بیشتر موردتوجه قرار می‌گیرد تا در اصل پرونده خراب شود.

حالا می دانید فشرده‌سازی چگونه کار می‌کند:

ما برای فهمیدن چگونگی عملکرد آن‌ها ، نگاهی هم به این فرآیند با اتلاف و هم بدون اتلاف انداخته‌ایم.
اکنون می‌دانید که چگونه می‌توانید پرونده‌ای را در اندازه کوچک‌تر از شکل اصلی خود ذخیره کنید ،
و چگونه می‌توانید بهترین روش را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

البته ، الگوریتم‌هایی که تصمیم می‌گیرند داده‌ها به چه روش‌هایی از بین می‌رود و چگونه می‌توان بهترین داده را در فشرده‌سازی بدون ضرر ذخیره کرد ،
بسیار پیچیده‌تر ازآنچه در اینجا توضیح دادیم است. در صورت علاقه ، چیزهای بیشتری برای کشف در مورد این موضوع وجود دارد.
فشرده‌سازی بدون اتلاف را امتحان کرده‌اید و نیاز به ارسال چیزی به یک دوست دارید؟
این روش های سریع را برای انتقال پرونده های بزرگ به صورت آنلاین امتحان کنید .