JPEG格式答疑以及压缩比率选择

JPEG是最常见的图像储存格式之一,它其实是一种经过压缩的格式,所以在不少图像处理软件中,当储存JPEG格式档案时都会有些关于压缩级别的选项让用户调校。如果大家还不清楚那些选项代表什么,看看是怎么回事吧~

压缩而且失真的格式

拍摄一张RAW照片,大约是每100万像素1MB数据量,但是JPEG档案的大小就远远低于这个水平,一般情况下,JPEG照片的大小只有RAW档案的一半至三分一。之所以会有这个分别,就是因为JPEG是经过压缩的档案,可以节省更多的空间。

那JPEG的压缩原理是什么呢?大家都知道计算机档案其实是大量代码串连而成,即使是图像也不例外。最理想的储存方式是照片中每一点都有独立的代码去表达,但这样的文件就会非常大。所以JPEG其实就是把一些不必要的代码省略或者把代码的长度缩短,这样在计算机中所须的储存空间就会减少。大家可能会认为,照片中每一点都有数据,没有缩减的空间。其实在JPEG的压缩过程中,有很多数据会被省去,出现画质下降,照片失真的现象。

Photoshop储存选项

虽然JPEG是失真的档案,但是只要压缩不是太多,以我们的眼睛是难以分辨出来的。所以大家在计算机中储存JPEG档案时,要小心选择压缩的程度。在Photoshop之中,当大家把照片储存为JPEG格式时,Photoshop提供的选项主要有2个,分别是「图像选项」及「格式选项」。前者较易理解,就是JPEG的压缩程度,以Photoshop为例,分为0至12个质量的等级,0级为压缩最多,12级为压缩最少,照片压缩得愈少,档案的资料失去愈少,影像质素就当然愈好。

而「格式选项」则较为深奥了,在这个选项中以「基线标准」及「基线已优化」最为常用,它们的分别在于压缩影像时的计数方式不同。在储存JPEG时,计算机会根据一个数据转换表,把特定的数据转换成较为节省储存空间的代码,而「基线标准」及「基线已优化」选项的分别就在于那个数据转换表不同。在相同的质量设定底下,以「基线已优化」选项储存的JPEG档案通常都较以「基线标准」选项储存的JPEG档案节省大约5-10%的空间。

颜色愈多照片愈大

除了压缩程度之外,照片的颜色亦会影响JPEG档案大小,因为照片中相同颜色的点愈多,压缩时就愈能够把把这些点归纳,以更短的代码表达更多的数据,相反,如果照片颜色丰富,每种颜色都要独立代码表示,所需的储存空间就自然更多。为了更好表达以上的概念,我们进行了一系列的示范。

我们以相同的光圈、快门、ISO感光度设定,拍下两张照片,分别是拍下5支不同颜色的笔(照片颜色较多),以及拍下5支相同颜色的笔的照片(照片颜色较少),以RAW档记录。然后我们再分别为两张照片另储新档,各自储存为「基线标准」及「基线已优化」的JPEG(Image Options设定为12),最后得出4个档案。

颜色较多照片的「基线标准」JPEG大小约为5,757KB,颜色较少照片的「基线标准」JPEG大小约为5,414KB,颜色较多照片的「基线已优化」JPEG大小约为5,402KB,而颜色较少照片的「基线已优化」JPEG大小约为5,204KB。相同Format Options设定下,较多颜色照片的大小会比颜色较少的照片细。

如果把照片都转为黑白,得出2个「基线标准」档案和2个「基线已优化」档案,结果显示照片之间的大小差异变小,证明颜色对JPEG档案大小确实会有影响。我们还可以发现,由于没有了颜色,原本颜色较少照片的黑白JPEG的档案大小反而会较原本颜色较多照片的黑白JPEG大。

照片愈亮愈大

除此之外,照片光暗亦会影响JPEG档案的大小,愈光的照片,档案就愈大,这亦是与表达影像的代码有关。我们以RAW格式拍摄3张不同曝光的照片,以Phoroshop转为JPEG档案,可以发现+1 EV的照片比0 EV照片大,而0 EV照片亦比-1 EV的照片大。

一般用家用低压缩

了解到JPEG的压缩知识,回到实际应用上,到底在储存JPEG时应该如何选择呢?对于一般的摄影人来说,当然希望以画质为优先考虑,照片档案保留愈多数据愈好,所以建议用最好的质量 (Image Options设定为12)储存照片,而且以「基线标准」的Format Options为佳。即使是日后需要再次调整照片,档案中也留有较多的资料,处理时的弹性较高。而且现在的硬盘价值不高,1TB也只需要数百元,对于储存空间的压力不大。

当然,不同人也许有不同的考虑,如果照片的数量真的极为庞大,例如是某间企业的影像备份档案,只作记录用途,照片质素未必需要最好,可能以「基线已优化」以及稍低的Image Options设定储存会更适合。

上方为原照片,下方为放大后的细节图。

软件标准不一

照片质量的选项在不同软件中有不同的做法,例如有些软件就以1至100表示照片质量,而且以Photoshop的12级质量,与另一软件的100级质量相比,大家都是各自软件中压缩得最少的选项,但实际上两张照片的压缩程度都未必一样。

JPEG2000

这亦是一种压缩的影像档案,它的副档名为「.jp2」,通常被认为是用来取代JPEG。它的主要优点是在压缩得较多的情况下,影像质素要比相同压缩程度的JPEG好。JPEG2000其实在2000年出现,发展至今天,不少影像处理软件都支援JPEG2000,但是并没有流行起来,大众用家仍然喜爱使用JPEG。

重复储存愈来愈差?

在网上有说如果一张JPEG多次重复储存的话,即使不作任何修改,照片都会被重新压缩,会对照片的数据造成流失,所以任何时候要储存照片都要找回RAW档案或者最初拍下来的那张JPEG,这是否属实呢?于是我们进行了一个小测试,把一张测试照片以「基线标准」及Image Options「8」的设定另储为一张新的JPEG照片(称为copy1.jpg)。这张照片的档案大小明显是会比原相细,因为以Image Options 8储存时有大量数据被压缩。我们又以copy1.jpg再另存新的JPEG档(称为copy2.jpg),同样采用「基线标准」及Image Options「8」的设定,疑问就在于这次储存档案是否会把照片再度压缩为更小的档案呢?

原照片

copy1

copy 2

比较copy1和copy2,我们以肉眼几乎看不出两张照片有任何分别,而且两者的档案大小亦相差不远。可见如果没有作出任何修改,以Photoshop再次储存档案时,并不会大幅度影响档案。为了确定测试无误,我们还以相同方式制作copy3.jpg至copy10.jpg,结果亦是一样,我们把档案大小列于表格上供大家参考。

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编 辑 | 韩 雪

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