Formatos II
Formatos para la web: GIF, JPEG y PNG
Los formatos de mapa de bits más habituales para la web son GIF, PNG y JPEG. Cada uno
tiene características distintas que lo hacen más adecuado para un tipo de gráfico.
GIF (Graphics Interchange Format) es un formato desarrollado en 1987 por Compuserve
Inc. para el intercambio de gráficos en Internet. Desde entonces, es uno de los formatos
más usados para los gráficos en la web. GIF codifica los gráficos hasta 8 bits por lo que
admite paletas de 256 colores o menos. Es adecuado para gráficos con colores planos
y/o líneas finas.
En 1989 Compuserve sacó una nueva versión llamada GIF89a que incorpora la
posibilidad de designar uno o varios colores de la paleta como transparente, conocido
como transparencia de índice. Ello es útil cuando se quiere tener un gráfico silueteado
sobre el fondo de una página web.
Otra variante es el GIF animado que se compone de una secuencia de diferentes
fotogramas en formato GIF. La sucesión de estos hará que veamos una secuencia
animada. Para realizar este tipo de GIF se puede recurrir a programas creados con este
fin, o a otros que incorporan un módulo de animación GIF como Fireworks. El formato
GIF usa un LZW como algoritmo de compresión (sin pérdida de calidad).
El GIF incorpora junto a la imagen la paleta de colores que se ha usado. Es una paleta
indexada, lo que significa que cada color tiene asignado un número mediante el cual se
indica en la imagen el color con el que se representará cada píxel. Si una imagen tiene
muchas variedades de un color es posible incorporar una paleta con todas ellas al precio
de reducir el resto de colores. Podríamos, por ejemplo, definir una paleta con 256
tonalidades de rojo; pero la imagen sólo podría usar esas tonalidades y no otros colores.
Los GIF, excepto la variante animada, permiten ser almacenados como entrelazados.
Esta opción es útil para la web, ya que permite que una imagen se vaya viendo a medida
que se descarga, de esta manera nos podemos hacer una idea de la imagen que
aparecerá en ese lugar.
Como respuesta a las restricciones en el uso del algoritmo de compresión LZW (polémica
que se trata más adelante) la comunidad de software libre emprendió el desarrollo de
un formato gráfico para la web que sustituyera a GIF. El resultado es un formato mucho
mejor y con nuevas características: PNG (Portable Network Graphics).
Existen 3 versiones en función del número de bits usados para la codificación del
gráfico: PNG8, PNG24 y PNG32. Es un formato adecuado tanto para colores planos
como fotografías de tono continuo. Admite el modo indexado incorporando una paleta
de colores (PNG8) y también el modo RGB (PNG24 y PNG32) generando variedad de
colores a partir de sus tres componentes (rojo, verde y azul) almacenados en canales.
También admite carga entrelazada basada en el método Adam7 (más rápido que el de
GIF). En la versión PNG8 admite transparencia de índice, en la versión PNG 24 no admite
transparencia, pero en la versión PNG32 puede guardarse un canal Alfa por lo que
permite diferentes niveles de transparencia o una silueta con los contornos suavizados
respecto al fondo. Tiene un sistema de compresión libre sin pérdida de calidad conocido
como Deflate/Inflate, derivado del LZ77, que es de la misma «familia» que el LZW.
Otro formato a considerar es el JPEG (Joint Photographic Experts Group), que adquiere
el nombre de un comité creado para buscar un algoritmo eficaz para compresión
de imágenes fotográficas o de tono continuo; tanto de escala de grises como en color.
El sistema de compresión de JPEG obtiene una ratio de compresión mayor que LZW o el
que usa PNG, aunque implica pérdida de datos. A mayor compresión, menor peso,
mayor pérdida y menor calidad. Existen diferentes formas de especificar las diferentes
calidades, siendo la más común la que especifica 13 niveles, del 0 al 12, siendo 12 la de
mayor calidad y 0 la de menor.
Las imágenes JPEG admiten carga progresiva, parecida a la carga entrelazada. Este tipo
de carga permite que cuando empiezan a llegar los datos de la imagen del servidor se
dibuje una versión de baja definición (con aspecto muy pixelado) y conforme se va
descargando la imagen se van haciendo barridos progresivos que aumentan su
resolución hasta llegar a la versión final.
Este formato codifica el color en RGB y no permite trabajar con paletas indexadas. No
soporta ningún tipo de transparencia. Es un buen formato para representar
degradados, pero no contornos finos, detalles o áreas de color plano. Por lo que resulta
adecuado para imágenes fotográficas, para lo que fue creado, pero no para imágenes
con líneas o textos. Aunque hay estrategias de compresión que resuelven este problema
que serán tratadas en secciones posteriores.
Sistemas de compresión
Los sistemas de compresión reducen la memoria que ocupa un
archivo. Comprimir puede ser necesario para que ocupe menos espacio al almacenarlo
en el disco pero se hace imprescindible cuando este archivo debe transferirse o
publicarse en Internet. A menor tamaño de archivo, mayor rapidez en la transferencia
de los datos. Una vez se tienen los datos el archivo se descomprime y se muestra.
La descompresión también representa una pérdida de tiempo, pero en general, para los
sistemas de compresión/descompresión y las capacidades de procesamiento de los
dispositivos electrónicos actuales, el tiempo perdido en la descompresión es menor al
ganado por la bajada en el tamaño del archivo.
De algún modo lo que hacen los sistemas de compresión es eliminar redundancia y
«resumir» la información a almacenar. Esto puede hacerse de dos formas:
• Con pérdida de datos: equiparar información parecida a un solo valor (por
ejemplo, varios tonos de azul a un solo azul). Se resume la información,
perdiendo detalles. La información destruida no se recupera en la
descompresión. Este tipo de compresión es la usada, por ejemplo, en el formato
JPEG.
• Sin pérdida de datos: se buscan formas de optimizar el registro de los datos
eliminando la información redundante y simplificando la forma de expresarla.
Toda la información «reducida» se vuelve a recuperar en la descompresión. Este
tipo de compresión es la usada, por ejemplo, en los formatos TIFF, GIF o PNG.
LZW (Lempel-Ziv-Welch) es el algoritmo que usa el formato GIF y, opcionalmente, el
formato TIFF para comprimir los gráficos (también la utiliza pdf). Se trata de un sistema
de compresión sin pérdida de datos. A grandes rasgos se puede decir que dicho
algoritmo realiza una codificación de secuencias consecutivas de valores de color,
reduciendo al máximo la redundancia en la repetición de secuencia.
El sistema de compresión Deflate/Inflate que usa PNG es un derivado de LZ77 (el
algoritmo usado en zip, gzip, pkzip, etc.). El sistema sería similar al que hemos descrito
en la ilustración del apartado anterior pero optimizado, pues introduce varios filtros que
preprocesan la información de color para lograr una codificación más eficiente. Es
también un sistema de compresión sin pérdidas.
El sistema usado por JPEG es muy bueno comprimiendo imágenes fotográficas, pero no
con imágenes de colores planos o con líneas finas muy contrastadas. Básicamente, lo
que hace este algoritmo es guardar la imagen separando la información de brillo de los
matices de color y elimina las diferencias de color sutiles que no podemos apreciar, por
eso es un formato de compresión que genera un proceso de pérdidas. Por muy poco que
queramos comprimir, siempre se pierde información. Como ya se ha dicho, se puede
controlar el nivel de compresión, y cuanto mayor sea la compresión aplicada, menor
será la calidad de la imagen y el volumen del archivo.