Optimización de ficheros gráficos

Cómo reducir el tamaño en bytes de un archivo gráfico. Ejemplos de técnicas utilizadas para optimizar el peso de las imágenes.


Generalmente, los ficheros de imágenes de mapa de bits necesitan almacenar mucha información gráfica, lo que hace que su peso final en bytes sea excesivo, tanto para su impresión (si la imagen es muy grande puede durar mucho el proceso de impresión) como para su transferencia por Internet, medio en el que el ancho de banda está muy limitado.

Con objeto de minimizar el peso de los ficheros gráficos se han desarrollado diferentes técnicas de optimización basadas en dos principios diferentes:



Reducción de colores (dithering)

El principio del dithering se basa en la reducción del número de colores usado en una imagen, al considerar que en la mayoría de los casos se utiliza demasiada información gráfica en un fichero, información que se puede eliminar sin pérdidas notables en la calidad final de la imagen.



Si una determinada imagen utiliza sólo 40 colores, para reducir el tamaño de su archivo bastaría con definir los 40 colores utilizando una paleta de color, guardando luego los puntos de la imagen con una profundidad de 8 bits.

Por otra parte, una imagen que utilice 256 colores puede tener una calidad aceptable en relación a la misma imagen con 16,8 millones de colores, siendo, su tamaño tres veces más pequeño. Para obtener un color no presente en la paleta de 256 colores de la imagen siempre es posible mezclar los que sí están, consiguiendo en la mayoría de los casos una buena aproximación al necesitado.



La técnica del dithering va a ser la encargada de calcular la proporción con que se deben mezclar los colores de la paleta para obtener otros.

Para obtener una determinada tonalidad de color se utilizan varios puntos que tienen un color muy próximo al que se desea conseguir. Cuando se observar la imagen desde una cierta distancia, el color de los puntos adyacentes se mezcla, dando lugar a la ilusión de nuevas tonalidades de color.

Este sistema de optimización por reducción de colores es utilizado por ejemplo en el formato GIF.

Reducción de datos (compresión)

La compresión es una técnica que permite reducir el tamaño de un fichero mediante procesos matemáticos, facilitando así la transferencia de los mismos por red o su almacenamiento en cualquier otro soporte.

Todas las técnicas de compresión reducen la cadena de código binario de una imagen sin comprimir a una forma abreviada matemática basada en complejos algoritmos, apoyándose en la teoría de que en una imagen existe información repetida que en realidad sólo se debe guardar una vez.



Los algoritmos matemáticos que el ordenador emplea para generar la compresión son muy variados y los hay realmente complejos. Algunos valen para todo tipo de imágenes y otros son eficaces solamente con un tipo de ellas.

Existen dos tipos básicos de algoritmos de compresión, los que actúan sin pérdidas y los que comprimen con pérdidas.

Los sistemas sin pérdida abrevian el código binario sin desechar información, por lo que los datos de salida de la decodificación son idénticos bit a bit a los de la fuente original. Los factores de compresión conseguidos son pequeños, menores de 10:1 en el mejor de los casos, no pudiéndose garantizar un factor de compresión determinado, ya que depende de la cantidad de redundancia de la información original . Estos sistemas se suelen usar en el escaneado bitonal de material de texto.

Los sistemas con pérdida utilizan diferentes formas de compensar o desechar la información menos importante de una imagen basándose en la percepción visual humana, consiguiendo a veces resultados casi idénticos al original con un peso mucho menor. La calidad de la imagen no sólo depende del factor de compresión, sino también del algoritmo empleado. Los factores de compresión son altos, de 40:1 a 100:1

Se suelen utilizar con imágenes tonales, particularmente con imágenes de tono continuo, en las que la simple abreviatura de información que proporcionan los sistemas sin pérdida no tienen como resultado un ahorro de archivo apreciable.

Existe una variación de los sistemas de compresión, los sistemas emergentes, que ofrecen la capacidad de proporcionar imágenes de resolución múltiple desde un solo archivo, con la consiguiente flexibilidad en la entrega y presentación de las imágenes a los usuarios finales.