Quali formati di file senza perdita di dati sono e perché non è necessario convertire Lossy in Lossless

Che tu abbia a che fare con immagini, musica o file video, è importante capire la differenza tra diversi tipi di formati e quando usarli. L'utilizzo di un formato errato potrebbe rovinare la qualità di un file o rendere inutilizzabili le dimensioni del file.

Alcuni tipi di formati di file multimediali sono "lossy" e alcuni tipi sono "lossless". Spiegheremo cosa significano questi termini, i vantaggi di ogni tipo di formato di file e perché non dovresti mai convertire i formati lossy in quelli senza perdita.

Spiegazione della compressione

Usiamo la compressione per rendere i file più piccoli, consentendo loro di scaricare più velocemente e occupare meno spazio di archiviazione. Ad esempio, quando scatti una foto, la tua fotocamera cattura tutta la luce che riesce a ottenere e mette insieme un'immagine. Se si salva l'immagine in formato RAW, che conserva tutti i dati chiari ricevuti dal sensore della fotocamera, l'immagine potrebbe avere dimensioni pari a 25 MB. (Dipende dalla risoluzione dell'immagine: una fotocamera con più megapixel produrrà un'immagine più grande).

Se stiamo caricando questi file su un social network o li inseriamo su un sito Web, non vogliamo che questi file di immagine occupino così tanto spazio. Una galleria fotografica con immagini RAW potrebbe occupare centinaia di megabyte di spazio. I formati RAW possono essere utilizzati dai fotografi professionisti per mantenere alta la qualità dell'immagine durante il processo di modifica, ma non sono pensati per la persona media.

Invece, la nostra fotocamera o smartphone converte l'immagine in un file JPEG. I file JPEG sono molto, molto più piccoli delle immagini RAW. Quando converti RAW in JPEG, alcuni dei dati dell'immagine vengono "buttati", producendo un file molto più piccolo. Il processo di conversione utilizza un algoritmo di compressione che funziona bene per le foto, consentendo loro di apparire abbastanza buoni nonostante la compressione. Potresti comunque vedere artefatti di compressione, a seconda delle impostazioni di qualità.

Nota che i formati con perdita di dati hanno generalmente un'impostazione che controlla quanto sono lossy. Ad esempio, JPEG ha un'impostazione di qualità variabile. La bassa qualità produce un file immagine JPEG più piccolo, ma la qualità dell'immagine è notevolmente peggiore. Di seguito è riportato un esempio ravvicinato di un JPEG molto lossy: è possibile visualizzare vari "artefatti di compressione".

Lossless vs. Lossy Formats

Chiamiamo RAW un formato "lossless" perché conserva tutti i dati originali del file, mentre noi chiamiamo JPEG un formato "lossy" perché alcuni dati vengono persi quando convertiamo un'immagine in JPEG. Tuttavia, questi non sono gli unici formati che sono lossy e lossless.

• immagini: RAW, BMP e PNG sono tutti formati di immagine senza perdita di dati. JPEG e WebP sono formati di immagini con perdite.
• Audio: WAV è un file contenitore spesso utilizzato per contenere audio lossless, sebbene sia anche in grado di contenere audio con perdite. FLAC è un formato audio senza perdita di dati, mentre l'MP3 è un formato audio in perdita.
• video: Pochi formati video senza perdita sono in uso comune da parte dei consumatori, poiché comporterebbero che i file video occupino una quantità enorme di spazio. Formati comuni come H.264 e H.265 sono tutti con perdita. H.264 e H.265 possono fornire file più piccoli con qualità più elevate rispetto alle precedenti generazioni di codec video perché ha un algoritmo "più intelligente" che è meglio scegliere i dati da buttare fuori.

Alcuni di questi formati senza perdita forniscono anche compressione. Ad esempio, un file WAV contiene in genere audio non compresso e occupa un po 'di spazio. Un file FLAC può contenere lo stesso audio lossless di un file WAV, ma utilizza la compressione per mantenere la creazione di un file più piccolo. Formati come FLAC non buttano via nessun dato: conservano tutti i dati e li comprimono in modo intelligente, come fanno i file ZIP. Tuttavia, sono ancora molto più grandi di dimensioni rispetto ai file MP3, che buttano via molti dati.

Una conversione può essere lossy anche tra formati senza perdita di dati. Perché una conversione sia effettivamente senza perdita di dati, i dati del file originale devono adattarsi al file di destinazione. Ad esempio, i file FLAC lossless supportano solo l'audio a 24 bit. Se hai convertito un file WAV contenente audio PCM a 32 bit in FLAC, il processo di conversione dovrebbe eliminare alcuni dati. Il processo di conversione tra un file WAV contenente audio PCM a 24 bit in FLAC sarebbe privo di perdite.

Nell'immagine sottostante, la versione inferiore della foto viene compressa con un algoritmo di compressione lossy di scarsa qualità. Sarà notevolmente più piccolo nelle dimensioni del file rispetto all'immagine sopra.

Immagine da Wikimedia Commons

Perché non devi mai convertire Lossy in Lossless

Quando converti un file da un formato lossless a un formato lossy, ad esempio ripping di un CD audio (un formato lossless) in file MP3 (un formato lossy), stai buttando via alcuni dati. Il file MP3 è molto più piccolo perché gran parte dei dati audio originali è andata persa.

Se hai convertito il file MP3 lossy in un file FLAC lossless, non avresti ottenuto alcun dato di quel tipo. Otterrai un file FLAC molto più grande che è buono quanto il file MP3 da cui hai effettuato la conversione. Non puoi mai recuperare i dati persi. Pensa a come fare una copia perfetta di una fotocopia. Anche se fosse possibile creare una copia perfetta di una fotocopia, si finirebbe comunque con una fotocopia, che non è buona come il documento originale.

Questo è anche il motivo per cui è una cattiva idea convertire formati lossy in altri formati lossy. Se prendi un file MP3 (un formato con perdita di dati) e lo converti in OGG (un altro formato con perdita), molti dei dati verranno buttati via. Pensa a questo come fare una fotocopia di una fotocopia: ogni volta che fotocopiate una fotocopia, perdete i dati e la qualità peggiora.

La conversione da formati lossless a formati lossless funziona bene, tuttavia. Ad esempio, se copi un CD audio (senza perdita) in file FLAC (senza perdita di dati), ti ritroverai con i file buoni come il CD audio originale. Se in seguito convertirai i file FLAC in file MP3, ad esempio per ridurli in modo che un numero maggiore di essi si adatti a un lettore MP3, ti ritroverai con file MP3 che sono buoni come i file MP3 estratti da un CD audio direttamente.

Quale dovresti usare?

Quando dovresti usare formati lossless e quando dovresti usare formati con perdita di dati dipende da cosa li stai usando. Se vuoi una copia perfetta della tua collezione di CD audio, dovresti strapparli a file senza perdita di dati. Se vuoi che una copia sia ascoltata sul tuo lettore MP3 e la dimensione del file è più importante, usa invece un formato lossy.

Se vuoi mettere una foto sul web, dovresti usare un formato lossy per ridurre la dimensione di quella foto. (ma conserva un backup del file lossless originale) Se stai stampando la foto professionalmente, probabilmente vorrai usare un formato lossless durante il processo di editing. (Si noti che, per gli screenshot, PNG è un formato senza perdita di dati in grado di creare schermate di dimensioni appropriate e nitide con i colori piatti trovati sugli schermi dei computer. Tuttavia, PNG diventa molto più grande se viene utilizzato per le foto, che contengono colori molto più confusi dal mondo reale.)

Non possiamo coprire tutte le situazioni in cui sceglieresti un formato di file multimediale. Basta essere consapevoli dei compromessi quando si seleziona un formato di file.

Per ulteriori informazioni su quale tipo di file di immagine utilizzare e quando, leggere Qual è la differenza tra JPG, PNG e GIF? Oppure, se sei curioso di conoscere tutti i formati di file audio disponibili, leggi HTG Explains: Quali sono le differenze tra tutti questi formati audio?

Questo articolo è stato ispirato da uno scambio di commenti su un sito web. Un commentatore era sconvolto dal fatto che un file BitTorrent legittimo e pieno di musica libera del festival SXSW fosse in formato MP3 anziché in formato FLAC. In risposta, qualcuno ha risposto che potevano semplicemente cambiare il formato da MP3 a FLAC. Se hai letto questo articolo, ora dovresti capire perché quella risposta è stata così sciocca.