Ubah JPGs menjadi AIs

Format gambar JPEG (Joint Photographic Experts Group), yang umumnya dikenal sebagai JPG, adalah metode kompresi lossy yang banyak digunakan untuk gambar digital, khususnya untuk gambar yang dihasilkan oleh fotografi digital. Tingkat kompresi dapat disesuaikan, sehingga memungkinkan pertukaran yang dapat dipilih antara ukuran penyimpanan dan kualitas gambar. JPEG biasanya mencapai kompresi 10:1 dengan sedikit kehilangan kualitas gambar yang terlihat.

Kompresi JPEG digunakan dalam sejumlah format file gambar. JPEG/Exif adalah format gambar paling umum yang digunakan oleh kamera digital dan perangkat pengambilan gambar fotografi lainnya; bersama dengan JPEG/JFIF, ini adalah format paling umum untuk menyimpan dan mengirimkan gambar fotografi di World Wide Web. Variasi format ini sering kali tidak dibedakan, dan hanya disebut JPEG.

Format JPEG mencakup berbagai standar, termasuk JPEG/Exif, JPEG/JFIF, dan JPEG 2000, yang merupakan standar baru yang menawarkan efisiensi kompresi yang lebih baik dengan kompleksitas komputasi yang lebih tinggi. Standar JPEG rumit, dengan berbagai bagian dan profil, tetapi standar JPEG yang paling umum digunakan adalah JPEG dasar, yang merupakan yang dimaksud kebanyakan orang ketika mereka menyebutkan gambar 'JPEG'.

Algoritma kompresi JPEG pada intinya adalah teknik kompresi berbasis transformasi kosinus diskrit (DCT). DCT adalah transformasi terkait Fourier yang mirip dengan transformasi Fourier diskrit (DFT), tetapi hanya menggunakan fungsi kosinus. DCT digunakan karena memiliki sifat memusatkan sebagian besar sinyal di wilayah frekuensi rendah spektrum, yang berkorelasi baik dengan sifat gambar alami.

Proses kompresi JPEG melibatkan beberapa langkah. Awalnya, gambar diubah dari ruang warna aslinya (biasanya RGB) ke ruang warna berbeda yang dikenal sebagai YCbCr. Ruang warna YCbCr memisahkan gambar menjadi komponen luminansi (Y), yang mewakili tingkat kecerahan, dan dua komponen krominansi (Cb dan Cr), yang mewakili informasi warna. Pemisahan ini bermanfaat karena mata manusia lebih sensitif terhadap variasi kecerahan daripada warna, sehingga memungkinkan kompresi komponen krominansi yang lebih agresif tanpa mempengaruhi kualitas gambar yang dirasakan secara signifikan.

Setelah konversi ruang warna, gambar dibagi menjadi beberapa blok, biasanya berukuran 8x8 piksel. Setiap blok kemudian diproses secara terpisah. Untuk setiap blok, DCT diterapkan, yang mengubah data domain spasial menjadi data domain frekuensi. Langkah ini sangat penting karena membuat data gambar lebih mudah dikompresi, karena gambar alami cenderung memiliki komponen frekuensi rendah yang lebih signifikan daripada komponen frekuensi tinggi.

Setelah DCT diterapkan, koefisien yang dihasilkan dikuantisasi. Kuantisasi adalah proses memetakan sekumpulan besar nilai input ke sekumpulan yang lebih kecil, yang secara efektif mengurangi jumlah bit yang diperlukan untuk menyimpannya. Ini adalah sumber utama kerugian dalam kompresi JPEG. Langkah kuantisasi dikendalikan oleh tabel kuantisasi, yang menentukan seberapa banyak kompresi yang diterapkan pada setiap koefisien DCT. Dengan menyesuaikan tabel kuantisasi, pengguna dapat memperdagangkan antara kualitas gambar dan ukuran file.

Setelah kuantisasi, koefisien dilinearisasi dengan pemindaian zig-zag, yang mengurutkannya dengan meningkatkan frekuensi. Langkah ini penting karena mengelompokkan bersama koefisien frekuensi rendah yang lebih mungkin signifikan, dan koefisien frekuensi tinggi yang lebih mungkin menjadi nol atau mendekati nol setelah kuantisasi. Pengurutan ini memfasilitasi langkah berikutnya, yaitu pengkodean entropi.

Pengkodean entropi adalah metode kompresi lossless yang diterapkan pada koefisien DCT yang dikuantisasi. Bentuk pengkodean entropi yang paling umum digunakan dalam JPEG adalah pengkodean Huffman, meskipun pengkodean aritmatika juga didukung oleh standar. Pengkodean Huffman bekerja dengan menetapkan kode yang lebih pendek ke elemen yang lebih sering dan kode yang lebih panjang ke elemen yang lebih jarang. Karena gambar alami cenderung memiliki banyak koefisien nol atau mendekati nol setelah kuantisasi, terutama di wilayah frekuensi tinggi, pengkodean Huffman dapat secara signifikan mengurangi ukuran data terkompresi.

Langkah terakhir dalam proses kompresi JPEG adalah menyimpan data terkompresi dalam format file. Format yang paling umum adalah JPEG File Interchange Format (JFIF), yang mendefinisikan cara merepresentasikan data terkompresi dan metadata terkait, seperti tabel kuantisasi dan tabel kode Huffman, dalam file yang dapat didekode oleh berbagai perangkat lunak. Format umum lainnya adalah format file gambar yang dapat ditukar (Exif), yang digunakan oleh kamera digital dan menyertakan metadata seperti pengaturan kamera dan informasi pemandangan.

File JPEG juga menyertakan penanda, yang merupakan urutan kode yang menentukan parameter atau tindakan tertentu dalam file. Penanda ini dapat menunjukkan awal gambar, akhir gambar, menentukan tabel kuantisasi, menentukan tabel kode Huffman, dan banyak lagi. Penanda sangat penting untuk pengodean gambar JPEG yang tepat, karena menyediakan informasi yang diperlukan untuk merekonstruksi gambar dari data terkompresi.

Salah satu fitur utama JPEG adalah dukungannya untuk pengkodean progresif. Dalam JPEG progresif, gambar dikodekan dalam beberapa lintasan, masing-masing meningkatkan kualitas gambar. Hal ini memungkinkan versi gambar berkualitas rendah untuk ditampilkan saat file masih diunduh, yang dapat sangat berguna untuk gambar web. File JPEG progresif umumnya lebih besar dari file JPEG dasar, tetapi perbedaan kualitas selama pemuatan dapat meningkatkan pengalaman pengguna.

Meskipun banyak digunakan, JPEG memiliki beberapa keterbatasan. Sifat lossy dari kompresi dapat menyebabkan artefak seperti pemblokiran, di mana gambar mungkin menunjukkan kotak yang terlihat, dan 'dering', di mana tepi mungkin disertai dengan osilasi palsu. Artefak ini lebih terlihat pada tingkat kompresi yang lebih tinggi. Selain itu, JPEG tidak cocok untuk gambar dengan tepi tajam atau teks kontras tinggi, karena algoritma kompresi dapat mengaburkan tepi dan mengurangi keterbacaan.

Untuk mengatasi beberapa keterbatasan standar JPEG asli, JPEG 2000 dikembangkan. JPEG 2000 menawarkan beberapa peningkatan dibandingkan JPEG dasar, termasuk efisiensi kompresi yang lebih baik, dukungan untuk kompresi lossless, dan kemampuan untuk menangani berbagai jenis gambar secara efektif. Namun, JPEG 2000 belum banyak diadopsi dibandingkan dengan standar JPEG asli, sebagian besar karena meningkatnya kompleksitas komputasi dan kurangnya dukungan di beberapa perangkat lunak dan browser web.

Sebagai kesimpulan, format gambar JPEG adalah metode yang kompleks namun efisien untuk mengompresi gambar fotografi. Adopsi yang meluas disebabkan oleh fleksibilitasnya dalam menyeimbangkan kualitas gambar dengan ukuran file, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi, dari grafik web hingga fotografi profesional. Meskipun memiliki kekurangan, seperti kerentanan terhadap artefak kompresi, kemudahan penggunaan dan dukungannya di berbagai perangkat dan perangkat lunak menjadikannya salah satu format gambar paling populer yang digunakan saat ini.

APNG (Animated Portable Network Graphics) adalah format file yang memperluas kemampuan format PNG (Portable Network Graphics) yang banyak digunakan untuk mendukung animasi. Format ini dibuat untuk menyediakan alternatif yang lebih efisien dan mudah diakses untuk GIF (Graphics Interchange Format) dalam menyajikan gambar animasi di web. APNG mempertahankan fitur kompresi lossless dan transparansi yang sama dari PNG sekaligus memperkenalkan kemampuan untuk menyimpan beberapa frame, yang memungkinkan pembuatan animasi yang halus dan berkualitas tinggi.

Format APNG dibangun di atas struktur PNG yang sudah ada dengan memperkenalkan tipe chunk baru yang dirancang khusus untuk animasi. Chunk utama yang digunakan dalam APNG adalah chunk `acTL` (Animation Control) dan chunk `fcTL` (Frame Control). Chunk `acTL` ditempatkan di awal file dan berisi informasi tentang animasi secara keseluruhan, seperti jumlah frame dan berapa kali animasi harus diputar. Chunk `fcTL` mendahului setiap frame dan menyediakan detail khusus frame, termasuk dimensi frame, posisi, dan waktu tunda.

Salah satu keuntungan utama APNG adalah kompatibilitas mundurnya dengan penampil PNG standar. File APNG dimulai dengan tanda tangan dan chunk penting yang sama seperti file PNG biasa, yang memungkinkannya ditampilkan sebagai gambar statis di aplikasi yang tidak mendukung APNG. Ini memastikan bahwa pengguna dengan browser atau penampil gambar yang lebih lama masih dapat melihat frame pertama animasi, menjaga kompatibilitas di berbagai platform.

Proses animasi dalam APNG didasarkan pada serangkaian frame, yang masing-masing diwakili oleh gambar terpisah. Frame pertama biasanya merupakan gambar yang dirender penuh, sementara frame berikutnya dapat berupa frame penuh atau frame parsial yang hanya berisi perubahan dari frame sebelumnya. Pendekatan ini memungkinkan penyimpanan yang lebih efisien dan waktu pemuatan yang lebih cepat, karena piksel yang tidak berubah tidak perlu digambar ulang untuk setiap frame.

Untuk membuat file APNG, alat pengedit gambar atau perangkat lunak khusus digunakan untuk menyusun frame individual dan menghasilkan chunk yang diperlukan. Frame biasanya diekspor sebagai file PNG terpisah dan kemudian digabungkan menjadi satu file APNG menggunakan encoder APNG. Encoder menganalisis frame, menentukan metode pengkodean optimal (frame penuh atau frame parsial), dan menghasilkan chunk `acTL` dan `fcTL` untuk mengontrol pemutaran animasi.

Ketika file APNG dimuat di penampil yang kompatibel, penampil membaca chunk `acTL` untuk menentukan properti animasi dan kemudian memproses frame secara berurutan. Chunk `fcTL` yang terkait dengan setiap frame menyediakan informasi yang diperlukan untuk merender frame dengan benar, termasuk durasinya dan penempatannya di dalam kanvas. Penampil menampilkan frame dalam urutan yang ditentukan, menggunakan waktu tunda untuk mengontrol kecepatan animasi dan perilaku perulangan.

APNG menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan animasi GIF tradisional. Ini mendukung warna 24-bit dan transparansi 8-bit, yang memungkinkan grafis yang lebih hidup dan detail dibandingkan dengan palet warna 256 GIF yang terbatas. APNG juga memberikan kompresi yang lebih baik, menghasilkan ukuran file yang lebih kecil untuk kualitas gambar yang setara. Selain itu, APNG memungkinkan kecepatan frame yang bervariasi, yang memungkinkan kontrol yang lebih besar atas waktu dan kelancaran animasi.

Namun, APNG memang memiliki beberapa keterbatasan. Meskipun didukung oleh browser web utama seperti Firefox, Chrome, dan Safari, APNG tidak diadopsi secara luas seperti GIF. Beberapa browser dan penampil gambar yang lebih lama mungkin tidak memiliki dukungan bawaan untuk APNG, yang mengharuskan pengguna untuk menginstal ekstensi atau menggunakan perangkat lunak alternatif untuk melihat animasi. Selain itu, membuat file APNG bisa lebih rumit dibandingkan dengan GIF, karena melibatkan pengerjaan beberapa frame dan memahami struktur chunk tertentu.

Terlepas dari keterbatasan ini, APNG telah mendapatkan popularitas dalam beberapa tahun terakhir karena kualitas gambarnya yang unggul, ukuran file yang lebih kecil, dan dukungan yang meningkat dari browser web dan alat pengedit gambar. Ini telah menjadi pilihan yang disukai untuk menyajikan animasi berkualitas tinggi di situs web, terutama untuk animasi pendek dan berulang yang membutuhkan transparansi dan pemutaran yang mulus.

Kesimpulannya, APNG adalah format file yang kuat dan serbaguna yang memperluas kemampuan PNG untuk mendukung animasi. Dengan memanfaatkan struktur PNG yang sudah ada dan memperkenalkan chunk baru untuk kontrol animasi, APNG menawarkan alternatif yang lebih efisien dan menarik secara visual untuk GIF. Meskipun mungkin tidak didukung secara luas seperti GIF, adopsi APNG yang berkembang oleh browser web dan meningkatnya permintaan akan animasi berkualitas tinggi menjadikannya alat yang berharga bagi desainer dan pengembang yang ingin membuat konten yang menarik dan interaktif di web.