¿Qué es un JPEG? Todo lo que necesitas saber.

JPEG es, con mucho, el formato de imagen más popular para fotografías e imágenes digitales en el mundo. Una abrumadora mayoría de fotos se almacenan y comparten en este formato, típicamente con una extensión de archivo .jpg o .jpeg, debido a que era una necesidad de los primeros días de internet para mantener los tamaños de archivo más pequeños y permitir velocidades de transferencia más rápidas. Un JPEG utiliza lo que se conoce como compresión con pérdida, lo que significa que se pierde cierta información al convertirlo desde un formato de imagen de mayor fidelidad, como RAW, DNG o TIFF. La compresión fue diseñada de manera inteligente teniendo en cuenta cómo percibe el ojo humano una imagen y trata de minimizar la diferencia visible incluso cuando se pierde información, lo que hizo que fuera un formato tan potente y omnipresente.

Tabla de contenido

• ¿Cómo comprime JPEG una foto?
• ¿Por qué JPEG es tan popular?
• ¿Cuánto espacio guarda JPEG?
• Las desventajas de usar JPEG
• Alternativas a JPEG: JPEG 2000, HEIC y WebP
• Las muchas extensiones de archivo de JPEG: no solo .jpg
• ¿Quién hizo JPEG y por qué?
• Conclusión

¿Cómo comprime JPEG una foto?

JPEG utiliza una técnica de transformada discreta del coseno para comprimir fotografías. Este mismo método de compresión se utiliza en muchos tipos diferentes de medios, incluyendo imágenes digitales, video y audio. Dado que la luz y el sonido existen en la naturaleza como ondas, tiene sentido que el uso de la codificación de frecuencia sea la mejor manera de procesar este tipo de datos.

La compresión JPEG favorece las frecuencias que son más importantes para los ojos humanos. Dado que el ojo es menos sensible a las variaciones de alta frecuencia, esas áreas retienen representaciones menos precisas y se utiliza un bloque de píxeles de 8 por 8 para segmentar una imagen en regiones con colores y brillo similares.

La información a veces puede comprimirse sin pérdida, como cuando se utiliza el popular formato ZIP para enviar paquetes de archivos archivados a través de Internet. Esto puede reducir enormemente el tamaño de documentos y otros archivos dispersos que tienen una gran cantidad de datos redundantes. Por otro lado, las fotografías suelen estar densamente llenas de información única que es difícil de descomponer en componentes repetitivos para compresión sin pérdida.

Por eso es necesario utilizar la compresión con pérdida para lograr archivos mucho más pequeños. Si bien no se pueden tolerar cambios al descomprimir una aplicación o documento, los cambios visuales en una imagen podrían tener una diferencia perceptible. Esta es la idea detrás del formato JPEG, reducir el tamaño del archivo con un impacto mínimo en la calidad de la imagen cuando se utiliza para compartir fotografías para su visualización.

¿Por qué JPEG es tan popular?

Internet tenía una velocidad increíblemente lenta según los estándares modernos. Las imágenes se medían en kilobytes, no en megabytes. Los primeros módems dial-up utilizados para Internet tenían una velocidad de datos de 56 kilobits por segundo. Esto significa que una fotografía JPEG de 10 megabytes requeriría al menos 23 minutos para completar su descarga. Claramente, las dimensiones de las imágenes estaban muy limitadas para minimizar el tamaño del archivo y evitar varios minutos de espera para que una página mostrara su contenido. Muchas páginas web se basaban casi por completo en texto.

Las velocidades de Internet han aumentado considerablemente pero también lo han hecho la resolución de las imágenes y la cantidad de código necesaria para mostrar un sitio web moderno. A esto se suma el hecho de que el formato JPEG está profundamente integrado en los estándares de Internet y es fácil entender por qué aún es el formato predominante décadas después. Hay alternativas y en un futuro próximo, JPEG podría comenzar a ser reemplazado por un formato más eficiente.

¿Cuánto espacio guarda JPEG?

La cantidad de espacio ahorrado al utilizar imágenes comprimidas en formato JPEG en lugar de archivos RAW o TIFF es enorme, especialmente considerando la velocidad con la que se están cargando imágenes en internet. Cualquier reducción en el tamaño de archivo y el ancho de banda para una sola fotografía puede multiplicarse por cientos de millones, ya que esa es la cantidad de imágenes que se comparten en las redes sociales diariamente. Incluso en el uso personal, el formato JPEG puede reducir la cantidad de almacenamiento utilizado en un 90%.

Para una sola fotografía de 10 megabytes, se pueden ahorrar 9 megabytes de espacio de almacenamiento, la carga será más rápida y eficiente, y lo más importante, cada descarga se beneficiará de esta reducción en el consumo de energía y ancho de banda. Una imagen popular que se vea un millón de veces ahorrará colectivamente 9 terabytes de ancho de banda. Es fácil ver cómo esto se suma rápidamente y tiene un gran impacto en Internet.

Las desventajas de usar JPEG

El propósito de una imagen JPEG es críticamente importante para determinar si es un formato apropiado para usar o no. Dado que el JPEG está optimizado para guardar fotografías, tiende a comprimir datos de alta frecuencia de manera más intensa. En la naturaleza, un borde tiende a difuminarse en otro y eso también ocurre en fotografías de estructuras creadas por el hombre. La luz se refleja, rebota y se difunde hasta tal punto que se producen gradaciones, suavizando los bordes.

En comparación, las imágenes generadas por computadora pueden ser antinaturalmente nítidas con una gran cantidad de detalles finos. Una página de texto es un ejemplo perfecto. Usar compresión JPEG en capturas de pantalla sería una mala idea, ya que no sería capaz de comprimir bien los datos sin agregar una gran cantidad de artefactos.

Mientras se ve una fotografía almacenada como JPEG puede ser una experiencia ideal, editar el mismo archivo de imagen podría resultar en artefactos perceptibles que no estaban presentes en la fotografía original. Peor aún, si una imagen JPEG es editada y guardada nuevamente en formato JPEG, los artefactos de compresión seguirán acumulándose con imágenes pixeladas y ruido en forma de bloques volviéndose abrumadoramente obvios.

Esta pérdida de calidad de imagen cada vez que la imagen JPEG es recomprimida es algo conocido como pérdida de generación digital. Así es como se ve cuando un JPEG es rotado y guardado con pérdidas 0, 100, 200, 500, 900 y 2000 veces:

Para minimizar los problemas de pérdida de generación, idealmente las imágenes deberían ser editadas sin pérdidas antes de que se utilice la compresión JPEG en el paso final para exportar un archivo listo para la web.

Finalmente, las imágenes JPEG no admiten transparencia. Si bien esto no es relevante para una fotografía estándar, es una adición útil al componer fotos, y poder almacenar una foto con una máscara o canal alfa de alta calidad es muy útil.

Alternativas a JPEG: JPEG 2000, HEIC y WebP

JPEG es el formato de imagen líder en internet y prácticamente todos los dispositivos modernos admiten guardar y ver imágenes con esta codificación. Su eficiencia fue superada hace varios años, pero es difícil para cualquier nuevo formato obtener suficiente apoyo para ser adoptado ampliamente como JPEG. Eso está cambiando lentamente y podría no tardar mucho antes de que se considere que JPEG es un formato a evitar.

Cada formato alternativo discutido en esta sección ofrece una mejor compresión a una calidad igual o superior en comparación con JPEG y permite incluir transparencia como parte de la imagen. En todos los casos, el único inconveniente para su uso es el soporte generalizado.

WebP se ha convertido en un serio competidor para el dominio de JPEG. Aunque el formato puede sonar desconocido, WebP fue lanzado por Google como un formato de código abierto en 2010. Proporcionando una alternativa y una mejora sobre las imágenes JPEG, GIF y PNG, WebP es el formato de imagen todo-en-uno que parece probable que suplante a JPEG algún día como la primera opción para internet y posiblemente incluso para otros usos. Una fotografía se puede almacenar en formato WebP utilizando compresión con pérdida o sin pérdida.

JPEG 2000 es un estándar JPEG más nuevo que se completó en el año 2000, como indica su nombre. Utiliza un método de compresión de ondaleta que es más versátil y puede contener múltiples resoluciones y relaciones de señal a ruido variables. Esta variabilidad hace que descodificar una imagen en este formato sea más complejo y no se ha adoptado ampliamente como formato de fotografía. Su uso principal, hasta ahora, ha sido en un formato de video comprimido conocido como Motion JPEG.

Apple hizo que HEIC fuera el formato de foto principal para el iPhone en 2017 con el lanzamiento de iOS 11 y todos los dispositivos Apple con software actualizado pueden guardar y ver imágenes en este formato. El formato fue desarrollado por el comité de estándares MPEG y no es exclusivo de Apple, aunque el fabricante de iPhone es en gran medida responsable de su éxito. Ofrece una mayor calidad mientras ocupa menos espacio. Si bien es posible utilizar HEIC en Windows y Android, no es tan común. Para los fotógrafos que utilizan un iPhone, iPad y/o una computadora Mac de Apple, no es necesario hacer nada especial para usar HEIC, por lo que es una opción fácil como alternativa al JPEG.

Las muchas extensiones de archivo de JPEG: no solo .jpg

Los archivos JPEG generalmente tienen una extensión de archivo .jpg, sin embargo, .jpeg no es inusual. Otras extensiones incluyen .jpe, .jif, .jfif y .jfi. Todas son exactamente iguales y por lo general está bien cambiar la extensión del archivo. Sin embargo, dado que .jpg y .jpeg son las más populares, probablemente sea mejor usar esa terminación para evitar problemas de compatibilidad con aplicaciones que no reconocen extensiones menos utilizadas.

Las imágenes JPEG también pueden estar contenidas en otros tipos de archivos, como documentos PDF y Word. Cuando un JPEG se carga en una aplicación de edición de imágenes, se decodifica para su uso. Guardarlo como otro formato normalmente elimina la codificación JPEG y la imagen se volverá a comprimir o se dejará sin comprimir, según el formato en el que se guarde. Esto no elimina automáticamente los artefactos creados por la compresión JPEG ni restaura los datos de imagen que ya se hayan perdido.

¿Quién hizo JPEG y por qué?

‘JPEG fue finalizado como estándar de imagen digital por el Grupo Conjunto de Expertos en Fotografía en 1992. Este comité conjunto forma parte de organizaciones internacionales más grandes, ISO/IEC y ITU-T. El trabajo de estandarización de gráficos de calidad fotográfica comenzó en 1983 y se centró rápidamente en JPEG como un buen candidato. El algoritmo de compresión DCT en el núcleo de JPEG y muchos otros formatos de medios fue desarrollado por Nasir Ahmed, un ingeniero eléctrico y científico de la computación.’

El estándar de imagen digital JPEG fue creado para su uso en computadoras antiguas que eran principalmente basadas en texto en ese momento, y las imágenes tenían una cantidad muy limitada de colores y baja resolución. JPEG comenzó a cambiar eso y su crecimiento fue perfectamente sincronizado para ayudar con otra nueva tecnología que explotó a fines de la década de 1980. El beneficio de la compresión de imágenes JPEG para llevar fotos a Internet es inimaginable y también es de gran ayuda para la fotografía en general a pesar de sus defectos.

Conclusión

El formato JPEG es maravilloso y terrible al mismo tiempo, y qué lado prevalezca está en gran medida en manos del usuario. Si se utiliza de manera inteligente, el JPEG puede evitar el desperdicio de recursos, tanto el espacio de almacenamiento como el ancho de banda se benefician enormemente del uso de imágenes comprimidas. Sin embargo, si no se tiene cuidado y se abusa del formato, las fotografías resultantes perderán su integridad. Los retoques cuidadosos realizados a nivel de píxeles pueden eliminar los artefactos de JPEG y la inteligencia artificial puede ayudar en el proceso, sin embargo, el mejor uso del JPEG es para archivar y compartir en Internet.

Las fotografías originales se deben almacenar en un formato de alta fidelidad y, para imágenes importantes, se debe considerar un formato sin comprimir ya que permite la mayor libertad para utilizar esas fotos de diferentes formas en el futuro.

Créditos de imagen: Ilustración de encabezado por Videoplasty.com y con licencia bajo CC-BY-SA 4.0.