Todo el mundo sabe que las imágenes JPEG son propensas a los artefactos de compresión. Es decir, cada vez que se abre una imagen (ya sea alterada o no) y se vuelve a guardar, la estructura tonal de la foto se vuelve a comprimir mediante el mismo proceso destructivo. La recompresión de archivos siempre provoca la pérdida de detalles adicionales. Cada vez que se ajusta una imagen JPEG de alguna manera, esos 256 niveles de color originales se redistribuyen y se pierden los detalles.
Los archivos JPEG ofrecen varios niveles de compresión de archivos y la edición y el guardado repetidos provocan una mayor degradación.
Pero esa es la menor de las limitaciones de JPEG.
En primer lugar, JPEG es un formato antiguo diseñado originalmente para una era pasada. En 1986 se reunió un grupo de expertos en fotografía (Joint Photographic Experts Group) con el único propósito de reducir los tamaños de archivo de imagen muy grandes:
- Para mostrar en monitores de computadora antiguos CRT (tubo de rayos catódicos), básicamente televisores antiguos sin sintonizadores de canales
- Para viajar de manera eficiente a través de la incipiente (lenta) Internet, que fue diseñada para adaptarse a los mejores estándares de transmisión de televisión
- Para comprimirlos en cuanto a tamaño y portabilidad. La primera especificación JPEG se publicó en 1992 y se ratificó nuevamente en 1994.
Ahora, más de 25 años después, ¡el mismo formato sigue en uso!
El Precio del Programa
Muchos elementos de una imagen digital se alteran con la compresión de archivos JPEG. Cierto, se guardan enormes cantidades de espacio en el disco en el proceso, pero otras partes significativas de la imagen se desechan.
En primer lugar, la señal RGB completa se convierte en un espacio de color abreviado utilizado para la televisión analógica, denominado YCbCr. Las pantallas CRT funcionan con señales de voltaje rojas, verdes y azules, pero el almacenamiento de señales RGB implica datos redundantes. Si bien se conserva la mayor parte de la información de luminancia (brillo) (canal Y), los dos canales de color (rojo y azul) tienen un alcance significativamente reducido.
Los puntos destacados recortados en el proceso JPEG todavía están presentes en el archivo RAW.
Una imagen de cámara RGB original (TIFF, PSD) contiene niveles masivos de color; muchos de los cuales el ojo humano no puede distinguir. Dado que el objetivo final de JPEG es cero grasa corporal, una vez que se define una interpretación básica de la imagen y se identifican los 256 colores, se eliminan casi todos los colores "extra", dejando un mero esqueleto de la gama de colores.
Los colores se caracterizan por su profundidad de bits; el número de pequeños pasos medidos entre todo color y sin color. Los humanos solo pueden percibir 200 niveles de cada color bajo una iluminación ideal.
El Problema
La decisión sobre qué colores se eliminan está predeterminada por una plantilla JPEG estándar, en lugar de la evaluación humana de la estructura tonal de cada imagen. JPEG restringe el color de todas las imágenes indiscriminadamente. Una plantilla sirve para todos. El exceso de información se descarta.
Básicamente, la compresión JPEG es como la pérdida de peso mediante la eliminación de partes del cuerpo en lugar de la reducción de grasa; más una amputación que una dieta. Como explicaré más adelante, la producción de un archivo JPEG es el formato final ideal, pero no el más ideal para la edición de imágenes.
JPEG hace uso de una limitación básica de la vista humana. Podemos ver la tonalidad más de lo que identificamos los colores individuales. Es por eso que solo vemos formas en condiciones de poca luz. La luminosidad básica se mantiene con los archivos JPEG, pero gran parte del color se reduce.
Las próximas transformaciones de alto nivel matemático de varias etapas en este proceso se vuelven alucinantes muy rápidamente, así que digamos que se realizan algunos cálculos de matriz de 8 × 8 píxeles muy intrincados en función de las limitaciones de la percepción visual. El verdadero vudú ilusorio óptico está trabajando para reducir aún más el "peso" de cada imagen. La vulnerabilidad en este programa de pérdida de peso masiva es que los colores JPEG son más débiles en las luces altas y pueden mostrar artefactos desagradables cuando las imágenes se vuelven a guardar. Todos esos cálculos de compresión se vuelven a realizar cuando se vuelven a guardar las imágenes JPEG.
La base de la compresión JPEG implica una formulación complicada que involucra bloques de 8 píxeles. Los valores de cada bloque se cuantifican y destilan en colores similares para eliminar las variaciones de color que el ojo humano tiene problemas para distinguir.
Los archivos JPEG suelen reducir el tamaño en un 90 % con respecto al archivo PSD o TIFF original con una pérdida perceptible en la calidad de la imagen, siempre que el archivo permanezca sin cambios en tamaño y contenido. Las imágenes que contienen áreas significativas de tonos similares (cielos, superficies de edificios, etc.) se benefician más de este formato de compresión de archivos.
Cuantificación
Este estándar JPEG no es tanto un problema de resolución de imagen como un problema de profundidad de color. No se reduce el número de píxeles, pero sí el número de colores. La apariencia "pixelada" no se debe a una cantidad reducida de píxeles, sino a una reducción de la calidad del color de esos píxeles. La pérdida visible proviene de los cambios en la matriz inicial de 8 × 8 píxeles cuando se vuelve a guardar el archivo editado.
En 1992 era impensable producir imágenes con una calidad superior a la que podían transmitir los televisores, incluida la limitación de 256 tonos y la gama de colores sRGB. En 1992, esto era material de última generación y sirvió bien a la industria durante muchos años.
Los sensores de 14 bits pueden capturar 16 000 niveles de color en cada canal RGB.
Pero luego, Silicon Valley desarrolló sensores y procesadores de imagen de cámara que podían manejar imágenes de más de 8 bits. Eso significó que los fabricantes digitales comenzaron a fabricar cámaras cuyas imágenes contenían el doble de nivel de color (10 bits o 1000 niveles de color).
A continuación, Adobe acomodó las imágenes de "bits profundos" en Photoshop, lo que cambió todo. Se desarrollaron espacios de color mucho más grandes para admitir esta profundidad de color recientemente ampliada. (Tenga en cuenta que la profundidad de bits es simplemente una forma de dividir el rango de una imagen en pasos mucho más pequeños entre el color cero y el color completo de un píxel).
Espacio profundo (color)
Mi amigo Bruce Fraser (el padre de la gestión del color) trabajó con Adobe para formular lo que conocemos como Adobe RGB. Más tarde se desarrolló un espacio de color más grande llamado ColorMatch RGB. Incluso más tarde, se desarrolló un espacio de color aún más grande y se denominó ProPhoto RGB. Estos tres espacios de color superan el límite de 256 niveles de JPEG.
Pero incluso si una imagen se edita en uno de estos espacios de color más grandes, cuando se guarda como JPEG, se reduce automáticamente a 8 bits (256 niveles) por canal.
La profundidad de bits es la medida de los tonos entre todo color y sin color. Las imágenes JPEG afectan la profundidad de bits de la imagen, no la resolución de la imagen, como comúnmente se cree. Cada vez que se vuelve a guardar un archivo JPEG, aumenta la pérdida de color y disminuye la claridad de la imagen.
JPEG de cámara
Los archivos JPEG guardados en la cámara están "formados" por la configuración de la cámara cuando se captura la imagen. El algoritmo aplicado a los datos de imagen recopilados por el sensor de imagen refleja el modelo de color (sRGB, Adobe RGB y ProPhoto RGB), las preferencias de nitidez, etc.
Una palabra sobre la compresión. La compresión probablemente no sea un término tan preciso como podría ser para describir las limitaciones de JPEG. La compresión suena como lo que hace tu tía Martha cuando usa una faja para comprimirse en un “recipiente” más pequeño, pero eso es algo totalmente diferente. Cuando se descomprime, toda la tía Martha sigue ahí.
JPEG usa compresión con "pérdida", lo que realmente significa que algunas partes se descartaron (o cortaron) para siempre. La tía Martha solo desea que su faja la ayude a "perder" algo permanentemente.
Piense en la compresión de imágenes más como una abreviatura. Cuando se guarda un archivo JPEG en el disco, los datos capturados por el sensor de imagen de la cámara se comprimen en un molde general, dictado por la configuración de color de la cámara cuando se toma la fotografía.
Foto Terminada
Este proceso de JPEG desempeña efectivamente el papel prematuro del fotoacabado, eliminando su propia interpretación de la escena. Lo que comenzó como una imagen de 4000-16 000 niveles por color se reduce a una imagen de 256 niveles con solo un esqueleto de color, lo que deja muy poco espacio para los ajustes de tono (o color).
La plantilla JPEG recortó los tonos oscuros y claros, pero los recuperó del archivo RAW.
Las limitaciones de JPEG de 256 niveles a menudo recortan los tonos más brillantes a blanco y los tonos más oscuros a negro prematuramente (escala de grises superior arriba). Las imágenes RAW permiten al usuario recuperar detalles que parecen perdidos (escala de grises inferior).
Si la configuración de la cámara no se configuró perfectamente para capturar el brillo (profundidad de bits) y el contraste (rango tonal) de la escena existente, la foto renderizada en JPEG deja poco espacio para la recuperación.
Al final, cada imagen se reducirá a un archivo de 256 niveles antes de que se comparta públicamente o se produzca como una copia impresa. Esa es la naturaleza de la fotografía. Hay muy pocos dispositivos de impresión que puedan reproducir más de 256 niveles de color, e incluso si pudieran, el ojo humano no podría ver esos colores adicionales de todos modos.
Mientras que las cámaras digitales pueden capturar hasta billones de colores, la vista humana reconoce menos de 200 colores individuales rojos, verdes y azules.
¿Suficiencia de JPEG?
Entonces, si no podemos ver más de 200 niveles diferentes de cada color (y JPEG proporciona 256), ¿por qué necesitamos los miles de millones capturados como archivos RAW? Respuesta simple... esos niveles excesivos brindan un amplio margen para empujar los niveles de color y la saturación a los 256 tonos visualmente más ideales para que las impresoras impriman y los humanos observen. Se trata de optimizar los detalles.
El rango dinámico de la escena de la playa superó la "plantilla" JPEG y los detalles de las luces parecían haberse perdido (izquierda) pero se mantuvieron en el archivo RAW (derecha).
Conclusión
Entonces, ¿qué podemos sacar de esto?
Primero, JPEG es el más básico de los formatos de archivo de fotos y solo es ideal (como archivo de cámara) cuando TODOS los factores de iluminación previos a la captura coinciden con la configuración actual de la cámara. En segundo lugar, siempre es mejor configurar su cámara para grabar archivos JPEG y RAW de alto nivel como una póliza de seguro. Y tercero, los datos de imagen completos guardados como un archivo RAW permiten que el JPEG final tenga la forma (lo más parecida posible) a lo que su mente percibió cuando hizo clic en el botón del obturador.
JPEG es el formato de archivo digital con el que desea terminar, pero no siempre es el que desea comenzar. Hay un factor de desperdicio involucrado en cada proceso de fabricación, y la imagen digital no es una excepción. Es mejor tener demasiado que muy poco. Comience siempre con más de lo que necesita.
Intente perder peso, pero hágalo según su horario.