Lossy vs Lossless: entenda as diferenças entre compressão com e sem perdas

Você já se perguntou por que uma imagem JPEG é menor que uma PNG? Ou por que uma música em MP3 não soa exatamente como uma música em CD? Bem, a resposta a essas curiosidades tem a ver com o tipo de compressão utilizada na hora de enviar esses arquivos.

Seja uma imagem que você envia pelo WhatsApp, um filme que você assiste na Netflix ou uma música que ouve no Spotify, todos os arquivos que trafegam na internet passam por algum tipo de compressão. Atualmente, a compressão de dados é uma necessidade. Caso contrário, nós precisaríamos ter uma largura de banda absurda para acessarmos sites de streaming de vídeo, por exemplo.

Leia também
O que é áudio lossless?
O que são codecs e como funcionam?

A questão não é mais se devemos comprimir, mas como e quando. Entre os termos técnicos que permeiam este campo, dois se destacam: compressão Lossy e Lossless. Neste artigo, vamos explorar as diferenças entre cada uma dessas técnicas, como funcionam e quando cada uma delas é preferível.

O que é compressão de arquivos?

Antes de entrarmos nos detalhes, vamos explicar o que é uma compressão de arquivos. Arquivos digitais, tais como imagens, vídeos e músicas, podem ser comprimidos, ou seja, compactados para que seu tamanho original seja diminuído.

Por exemplo, imagine que uma música de um CD tenha um tamanho de 60 MB. Ao fazer a compressão da mesma, ela pode chegar a ter apenas 3 MB. Isso é possível graças às diversas técnicas de compressão de dados. Tais técnicas não alteram apenas o tamanho do arquivo, mas podem mudar também a extensão, profundidade de bits, dimensões, resolução, dentre outros atributos importantes.

Quando você comprime um arquivo, fica muito mais fácil enviá-lo pela internet. Vou ilustrar isso através de uma situação corriqueira: o envio de imagens pelo WhatsApp. Quando você tira uma foto com o seu celular, a imagem gerada é de alta qualidade. No entanto, quando você envia essa mesma imagem para um contato no WhatsApp, o aplicativo realiza um processo de compressão. Ele diminui o tamanho do arquivo e só então envia para a pessoa.

Esse mesmo processo se repete em toda e qualquer plataforma online. Quando você sobe um vídeo para o YouTube, a plataforma aplica diversas técnicas de compressão. Ao ouvir música no Spotify, você está ouvindo faixas que passaram por um processo de compressão. Já deu para entender a importância da compressão de arquivos, não é mesmo? Agora vamos entender as diferenças entre compressão Lossy e Lossless.

Compressão Lossy

A compressão Lossy, também chamada de compressão com perdas, é um método de redução de dados que sacrifica parte da informação original para alcançar tamanhos de arquivo significativamente menores.

Ao contrário da compressão sem perdas, que preserva todos os dados originais, a compressão Lossy elimina detalhes que são considerados menos importantes para a percepção humana.

A compressão Lossy opera através de algoritmos que identificam e descartam informações redundantes ou menos perceptíveis. Por exemplo, em uma imagem, pequenas variações de cor que são difíceis de distinguir a olho nu podem ser agrupadas em uma única cor. Em áudio, frequências que estão fora do alcance da audição humana podem ser removidas. Essas simplificações resultam em arquivos menores, mas com uma perda irreversível de alguns detalhes.

Um dos algoritmos mais conhecidos de compressão Lossy é a Discrete Cosine Transform (DCT), utilizada em formatos como JPEG. A DCT expressa uma sequência finita de pontos de dados como uma soma de funções cosseno de diferentes frequências, retendo as frequências de interesse e rejeitando outras.

A compressão Lossy é amplamente utilizada em arquivos multimídia, onde pequenas perdas de qualidade são geralmente aceitáveis. Exemplos comuns incluem:

• Imagens JPEG: Compressão de fotos e imagens, mantendo um equilíbrio entre qualidade e tamanho do arquivo.
• MP3, MP4 e MKV: Formatos de áudio e vídeo que utilizam compressão Lossy para reduzir o tamanho do arquivo sem degradar significativamente a experiência do usuário.

Compressão Lossless

A compressão Lossless, ou compressão sem perdas, é um método de redução de dados que preserva a integridade completa da informação original.

Ao contrário da compressão Lossy, que elimina detalhes para alcançar tamanhos de arquivo menores, a compressão Lossless garante que todos os dados possam ser perfeitamente reconstruídos a partir do arquivo comprimido.

A compressão Lossless opera identificando e eliminando redundâncias nos dados, sem descartar qualquer informação. Por exemplo, em um texto, uma sequência repetida de caracteres pode ser substituída por uma representação mais curta. Algoritmos como o Huffman Coding são comuns nesse tipo de compressão, onde símbolos são codificados com base em sua frequência de ocorrência.

A essência da compressão Lossless é a transformação dos dados em uma forma mais eficiente, sem alterar o conteúdo. Quando o arquivo é descomprimido, ele retorna exatamente ao seu estado original.

A compressão Lossless é preferida em situações onde a precisão dos dados é crítica. Alguns exemplos incluem:

• Arquivos ZIP: Utilizados para compactar documentos e arquivos sem perda de informações.
• Imagens PNG: Preservam a qualidade total da imagem, sendo ideais para gráficos e ilustrações.
• Áudio FLAC: Formato de áudio sem perdas, utilizado por entusiastas da música para preservar a qualidade original do som.

Vantagens e desvantagens de cada tipo de compressão

A escolha entre compressão Lossy e Lossless não é uma decisão binária. Mas depende de uma avaliação cuidadosa das necessidades e restrições específicas de cada aplicação.

A principal vantagem da compressão Lossy reside em sua capacidade de reduzir significativamente o tamanho do arquivo. Isso torna essa forma de compressão atraente para aplicações na web, onde a velocidade de carregamento é crucial, e para dispositivos com espaço de armazenamento limitado.

Por exemplo, ao acessar o Hardware.com.br, você espera que o site e os artigos carreguem o mais rápido possível. Para isso, toda imagem que a gente usa nas matérias também passa por um processo de compressão bem rígido. Isso garante que elas sejam carregadas em seu computador no menor tempo possível.

No entanto, essa redução de tamanho vem com um custo: a perda de qualidade. Dependendo do grau de compressão, essa perda pode ser facilmente notável. Em alguns casos, olhares mais desatentos nem vão perceber a redução de qualidade. Além disso, a compressão Lossy é irreversível, o que significa que os dados descartados não podem ser recuperados.

Por outro lado, a compressão Lossless é a escolha preferida quando a integridade dos dados é primordial. Seja em arquivos médicos, documentos legais ou gráficos detalhados, a capacidade de reconstruir os dados exatamente como eram originalmente é vital.

A compressão Lossless também é preferida em processos de edição, onde a qualidade não pode ser comprometida. No entanto, essa preservação da qualidade vem com seu próprio conjunto de desafios. Os arquivos comprimidos sem perdas tendem a ser maiores e podem exigir mais tempo para comprimir e descomprimir.

Ou seja, a escolha entre compressão Lossy e Lossless depende de um equilíbrio entre qualidade e eficiência. A compressão Lossy é adequada para situações onde pequenas perdas de qualidade são aceitáveis em troca de tamanhos de arquivo menores e carregamento mais rápido. A compressão Lossless, por sua vez, é ideal quando a qualidade e a integridade dos dados são de suma importância, mesmo que isso signifique arquivos maiores e processamento mais demorado.