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A compactação de arquivos é uma parte central do funcionamento da web. Isso nos permite transferir arquivos que, de outra forma, ocupariam muito tempo e largura de banda. Sempre que você acessa arquivos ZIP ou visualiza imagens JPEG, está se beneficiando da compactação de arquivos.
Portanto, em algum momento você provavelmente fez uma pergunta: como funciona a compactação de arquivos? Aqui está uma visão básica de como funciona a compactação.
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Simplificando, a compactação de arquivo (ou compactação de dados) é o ato de reduzir o tamanho de um arquivo enquanto preserva os dados originais. Isso permite que o arquivo ocupe menos espaço em um dispositivo de armazenamento, além de facilitar a transferência pela Internet ou de outra forma.
É importante notar que a compressão não é infinita. Embora a compactação de um arquivo em um ZIP reduza seu tamanho, você não pode continuar compactando o arquivo para reduzir ainda mais o tamanho para nada.
Geralmente, a compactação de arquivos é dividida em dois tipos principais: com perdas e sem perdas. Vejamos como ambos funcionam separadamente.
Como funciona a compactação de arquivos: compactação com perdas
A compactação com perdas reduz o tamanho do arquivo, removendo bits desnecessários de informações. É mais comum em formatos de imagem, vídeo e áudio, onde uma representação perfeita da mídia de origem não é necessária. Muitos formatos comuns para esses tipos de mídia usam compactação com perdas; MP3 e JPEG são dois exemplos populares.
Um MP3 não contém todas as informações de áudio da gravação original - em vez disso, ele emite alguns sons que os humanos não podem ouvir. Você não notaria a falta deles de qualquer maneira, portanto, remover essas informações resulta em um tamanho de arquivo menor, basicamente sem inconvenientes.
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Da mesma forma, os JPEGs removem partes não vitais das imagens. Por exemplo, em uma imagem que contém um céu azul, a compactação JPEG pode alterar todos os pixels do céu para um ou dois tons de azul, em vez de usar dezenas de tons diferentes.
No entanto, quanto mais fortemente você compacta um arquivo, mais perceptível se torna a queda na qualidade. Você provavelmente já experimentou isso com arquivos MP3 enlameados carregados no YouTube. Por exemplo, compare esta faixa de música de alta qualidade:
Com esta versão fortemente compactada da mesma música:
A compactação com perdas é adequada quando um arquivo contém mais informações do que você precisa para seus objetivos. Por exemplo, digamos que você tenha um arquivo de imagem RAW enorme. Embora você provavelmente queira preservar essa qualidade ao imprimir a imagem em um banner grande, é inútil fazer upload do arquivo RAW para o Facebook.
A imagem contém muitos dados que não são perceptíveis quando visualizados em sites de mídia social. Compactar a imagem em um JPEG de alta qualidade gera algumas informações, mas a imagem parece quase a mesma a olho nu. Ver nossa comparação de formatos de imagem populares para uma análise mais aprofundada disso.
Compressão com perdas no uso geral
Como mencionamos, a compactação com perdas é ótima para a maioria das formas de mídia. Por isso, é vital para empresas como Spotify e Netflix, que transmitem constantemente grandes quantidades de informações. Reduzir o tamanho do arquivo o máximo possível, preservando a qualidade, torna sua operação mais eficiente. Você pode imaginar se todos os vídeos do YouTube fossem armazenados e transmitidos em seu formato original não compactado?
Mas a compactação com perdas não funciona tão bem para arquivos em que todas as informações são cruciais. Por exemplo, usar a compactação com perdas em um arquivo de texto ou planilha resultaria em uma saída distorcida. Você realmente não pode jogar nada fora sem prejudicar gravemente o produto final.
Ao salvar em um formato com perdas, geralmente você pode definir o nível de qualidade. Por exemplo, muitos editores de imagem têm um controle deslizante para escolher a qualidade de um JPEG de 0-100.
Salvar em algo como 90 ou 80 por cento reduz o tamanho do arquivo um pouco, com pouca diferença para os olhos. Mas salvar com baixa qualidade ou salvar repetidamente o mesmo arquivo em um formato com perdas irá degradá-lo.
Abaixo você pode ver um exemplo disso (clique para ver as imagens maiores). À esquerda está a imagem original baixada de Pixabay como JPEG. A imagem do meio é o resultado de salvá-la como JPEG com qualidade de 50%. E a imagem mais à direita mostra a imagem original salva como um JPEG de qualidade de 10 por cento.
Galeria de imagens (3 imagens) Expandir Expandir Expandir FecharÀ primeira vista, a imagem do meio não parece tão ruim. Você só pode notar os artefatos ao redor das bordas das caixas se você aumentar o zoom. Claro, a imagem mais à direita imediatamente parece terrível.
Antes de cortar para upload, os tamanhos de arquivo eram 874 KB, 310 KB e 100 KB, respectivamente.
Como funciona a compactação de arquivos: compactação sem perdas
A compactação sem perdas é uma forma de reduzir o tamanho do arquivo para que você possa reconstruir perfeitamente o arquivo original. Ao contrário da compactação com perdas, ela não joga nenhuma informação fora. Em vez disso, a compactação sem perdas funciona essencialmente removendo a redundância.
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Vamos dar um exemplo básico para mostrar o que isso significa. Abaixo está uma pilha de 10 tijolos: dois azuis, cinco amarelos e três vermelhos. Essa pilha é uma maneira simples de ilustrar esses blocos, mas há outra maneira de fazer isso.
Em vez de mostrar todos os 10 blocos, podemos remover todos, exceto um de cada cor. Então, se usarmos números para mostrar quantos tijolos de cada cor havia, representamos exatamente a mesma informação usando muito menos tijolos. Em vez de 10 blocos, agora precisamos apenas de três.
Esta é uma ilustração simples de como a compactação sem perdas é possível. Ele armazena as mesmas informações de maneira mais eficiente, removendo a redundância. Considere um arquivo real, onde a string abaixo:
mmmmmuuuuuuuooooooooooooPode 'compactar' para a seguinte forma muito mais curta:
m5u7o12Isso nos permite usar sete caracteres em vez de 24 para representar os mesmos dados, o que é uma economia significativa.
Compressão sem perdas no uso diário
Como mencionamos acima, a compactação sem perdas é importante nos casos em que você não pode remover nada do arquivo original. Se você está curioso para saber como funcionam os arquivos ZIP, esta é a resposta.
Quando você cria um arquivo ZIP a partir de um executável de programa no Windows, ele usa compactação sem perdas. A compactação do arquivo ZIP é uma maneira mais eficiente de armazenar o programa, mas quando você descompacta (descompacta), todas as informações originais estão presentes. Se você usou compactação com perdas para compactar executáveis, a versão descompactada seria danificada e inutilizável.
Os formatos comuns sem perda incluem PNG para imagens, FLAC para áudio e ZIP. Os formatos sem perdas de vídeo são raros, porque ocupariam uma grande quantidade de espaço.
Quando usar compressão com perdas vs. sem perdas
Agora que vimos as duas formas de compactação de arquivo, você deve estar se perguntando quando deve usar uma ou outra. Acontece que não existe uma forma 'melhor' de compactação --- tudo depende para que você está usando os arquivos.
Em geral, você deve usar compactação sem perdas quando quiser uma cópia perfeita do material de origem e compactação com perdas quando uma cópia imperfeita for boa o suficiente. Vejamos outro exemplo para ver como eles podem funcionar em harmonia.
Diga que você acabou de desenterrou sua coleção de CDs antigos e deseja digitalizá-la para que você tenha todas as suas músicas em seu computador. Quando você copia seus CDs, faz sentido usar um formato como o FLAC, que não tem perdas. Isso permite que você tenha uma cópia master em seu computador tão boa quanto o CD original.
Mais tarde, talvez você queira colocar um pouco de música em seu telefone ou em um reprodutor de MP3 antigo para ouvir em qualquer lugar. Você provavelmente não se importa que sua música seja de qualidade perfeita para isso, então você pode converter os arquivos FLAC para MP3 . Isso fornece um arquivo de áudio que ainda pode ser ouvido perfeitamente, mas não ocupa muito espaço no seu dispositivo móvel. A qualidade do MP3 convertido do FLAC será tão boa como se você tivesse criado um MP3 compactado direto do CD original. Você também pode comprimir um vídeo diretamente no seu iPhone .
O tipo de dados representado em um arquivo também pode ditar qual tipo de compactação é melhor. Como as imagens PNG usam compactação sem perdas, elas oferecem tamanhos de arquivo pequenos para imagens com muito espaço uniforme, como capturas de tela de computador. No entanto, você notará que os PNGs ocupam muito mais espaço quando representam a confusão de cores em fotos do mundo real.
Preocupações durante a compactação de arquivos
Como vimos, converter formatos sem perdas em com perdas é bom, assim como converter um formato sem perdas em outro. No entanto, você nunca deve converter um formato com perdas em sem perdas e deve tomar cuidado ao converter um formato com perdas em outro.
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Converter formatos com perdas em sem perdas é simplesmente uma perda de espaço. Lembre-se de que os formatos com perdas descartam os dados; é impossível recuperar esses dados.
Digamos que você tenha um arquivo MP3 de 3 MB. Converter isso para FLAC pode resultar em um arquivo de 30 MB, mas esses 30 MB contêm os sons exatos que o MP3, muito menor, tinha. A conversão de volta para um formato sem perdas não 'recupera' as informações que a compressão do MP3 eliminou.
Finalmente, como mencionado anteriormente, converter um formato com perdas em outro (ou salvar repetidamente no mesmo formato) degradará ainda mais a qualidade. Cada vez que você aplica a compressão com perdas, você perde mais detalhes. Isso se torna cada vez mais perceptível até que o arquivo esteja essencialmente destruído.
Como funciona a compactação? Agora você sabe
Analisamos as compactações com e sem perdas para ver como elas funcionam. Agora você sabe como é possível armazenar um arquivo em um tamanho menor do que seu formato original e como escolher o melhor método para suas necessidades.
Obviamente, os algoritmos que decidem quais dados são descartados em métodos com perdas e como armazenar melhor os dados redundantes na compactação sem perdas são muito mais complicados do que explicamos aqui. Há muito mais a descobrir sobre este tópico se você estiver interessado.
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Ben é editor adjunto e gerente de integração da MakeUseOf. Ele deixou seu emprego de TI para escrever em tempo integral em 2016 e nunca olhou para trás. Ele vem cobrindo tutoriais de tecnologia, recomendações de videogames e muito mais como escritor profissional por mais de sete anos.
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