Os limites da compressão sem perda by Ricardo Minoru

PROCESSO testes

Os limites da compressão sem perda Até que ponto é possível compactar um arquivo PDF sem danos visíveis na qualidade nas imagens os últimos dez anos, o uso de imagens digitais tornou-se cada vez mais comum, mesmo entre pessoas que não estão ligadas às artes gráficas. A popularização dos scanners de mesa e o surgimento de câmeras fotográficas digitais cada vez mais poderosas e baratas inundaram os computadores com milhares de arquivos de imagem, tradicionais devoradores de memória e espaço em disco. No entanto, mesmo para os padrões atuais de armazenamento, as fotografias ainda geram arquivos relativamente pesados. Um arquivo TIFF de uma imagem RGB em formato A4 (com 300 dpi de resolução) tem cerca de 25 MB de informação. Ou seja, 28 imagens como essa são suficientes para lotar completamente um CD-R. Por outro lado, em formato compactado JPEG, o mesmo CD-R seria suficiente para armazenar com tranqüilidade mais de 200 fotos. Mas, afinal, o uso da compactação JPEG é confiável em imagens destinadas a usos que exigem alta qualidade? Essa dúvida passou a ter uma importância especial nos últimos tempos, à medida que o formato PDF se consolida como o novo padrão de transferência de arquivos gráficos: um dos recursos que permite uma significativa redução do tamanho dos arquivos PDF (em comparação com o antigo padrão PostScript) é o uso de compactação JPEG nas imagens.

Joint Photographic Experts Group A maioria dos algoritmos de compactação de arquivos digitais têm como característica básica a preservação integral dos dados presentes no arquivo original. Esse é o caso dos algoritmos do tipo ZIP ou SIT (que podem ser usados até mesmo para compactar aplicativos) e TIFF-LZW: uma vez descompactados, cada bit dos arquivos volta exatamente para o local devido e o arquivo “expandido” é uma cópia exata do original. Aplicados em arquivos de imagem, esses algoritmos “sem perdas” (lossless) raramente conseguem reduções maiores que 2:1 . Surgido no início dos anos 90, o padrão de compressão JPEG foi desenvolvido por um grupo de especialistas em fotografia (o Joint Photographic Experts Group) especialmente para uso em imagens. Diferentemente dos anteriores, o algoritmo JPEG permite uma “perda controlada” de qualidade em benefício de uma maior taxa de compressão. Com uso do JPEG, é possível obter índices de compactação extremamente elevados (na faixa dos 20:1 ou até 40:1 em algumas fotos) mantendo uma qualidade aceitável na imagem, ao menos para visualização em monitor. www.publish.com.br | Julho/Agosto 2002

André Lopes

Ricardo Minoru

Na área gráfica, o formato JPEG é visto com reservas. O uso de compactação muito elevada costuma causar a perda detalhes e a redução do número de meios-tons nas transições, além de deixar marcas (artefatos) facilmente visíveis nas imagens impressas. De qualquer modo, costuma-se considerar aceitável o uso de imagens JPEG com “fator de qualidade” acima do nível 8 (pelo padrão do Photoshop, que oferece 13 níveis de qualidade, de 0 a 12), que resulta em compactações entre 5:1 e 10:1 dependendo da complexidade do original.

JPEG no formato PDF A discussão do uso de compactação JPEG em arquivos gráficos ganhou novo alento com a popularização do uso do formato PDF para o envio de materiais para as gráficas e birôs, em substituição aos arquivos PostScript. Uma das diversas vantagens do PDF sobre seu antecessor é o tamanho reduzido dos arquivos, um grande benefício para quem pretende enviar os trabalhos por meio da Internet. A maior parte dessa redução de tamanho, no entanto, só é conseguida quando o usuário habilita o uso da compactação JPEG nas imagens no momento de gerar o arquivo PDF. O aplicativo Acrobat Distiller, responsável pela conversão do PostScript em PDF, oferece diversas alternativas de compactação dentro das Opções de Trabalho (Job Options). Basicamente, é possível aplicar compactação do tipo ZIP (sem perda em 8 bits ou com perda em 4 bits) ou JPEG em cinco níveis de qualidade: mínima, baixa, média, alta e máxima. Há ainda a opção automática, que deixa para o Distiller a tarefa de escolher o algoritmo mais adequado.

O uso de cada uma dessas opções altera dramaticamente o índice de compactação do PDF em relação ao PostScript. No entanto, resta Julho/Agosto 2002 | www.publish.com.br

Vitor Vicentini

uma dúvida: qual a opção mais adequada para a geração de impressos, gerando o menor arquivo possível sem que apareçam nas imagens sinais ou marcas da compactação?

Recomendações do mercado Ao pesquisar a bibliografia especializada e os manuais de geração de PDF das maiores gráficas do mercado, descobre-se que está bastante longe de haver um consenso em relação a essa escolha. Apenas para citar algumas referências: ■ A própria Adobe recomenda que, para uso gráfico profissional, que as opções de compressão devem ser deixadas em modo “Automático” com padrão de qualidade máximo. ■ O manual de geração de PDF da Seybold afirma que a opção JPEG com padrão de qualidade médio é suficiente. ■ A Associação de Agências de Publicidade norte-americanas (DDAP) e a gráfica multinacional Donnelley recomendam o uso de compressão ZIP de 8 bits (sem perda). ■ A gráfica multinacional Quebecor recomenda compressão JPEG máximo. Diante de recomendações tão diversas, a Publish decidiu fazer um teste prático com uso de diferentes alternativas de compactação, submetendo os resultados finais à avaliação de especialistas. Nossa intenção era avaliar dois aspectos: 1 - Quais os índices de compactação obtidos com uso de cada um dos algoritmos; 2 - A partir de que ponto as perdas de qualidade passam a ser perceptíveis em uma análise acurada.

PDF/JPEG Alto

PDF/JPEG Médio

O test-form e os arquivos Para servir de base para o teste, a equipe da Publish montou um formulário de teste (testform) em formato A3 (42 x 29,7 cm) contendo seis imagens: ■ Três fotografias coloridas, escolhidas em função da presença de diversas cores críticas (tons de pele, alimentos e folhas) e de um alto índice de detalhes. ■ Uma fotografia preto-e-branco com grande variação de tons claros e escuros e bom nível de detalhes. ■ Um conjunto de espirais de cor CMYK, no qual estão representados todos os 256 meiostons teoricamente possíveis de serem reproduzidos em um arquivo PostScript. ■ Uma escala de cores CMYK + preto composto com as gradações de máximas e mínimas e as cores sólidas sobrepostas (C+M, C+Y, Y+M e C+M+Y).

PDF/JPEG Alto

PDF/JPEG Médio

PROCESSO testes

As quatro fotografias originaram-se de cromos profissionais em formato médio (gentilmente cedidos pelo banco de imagens Stock Photos) e foram digitalizadas no scanner de cilindro Hell Cromagraph da Prata da Casa - Estúdio de Finalização, com resolução acertada para 300 dpi nos formatos finais de saída. A separação de cores e aplicação de Unsharp Mask foram feita nos padrões normais da Prata da Casa e não foram modificadas posteriormente. O formulário foi montado em equipamento Macintosh, com o aplicativo QuarkXPress 4.1, a partir do qual foi gerado um arquivo PostScript de nível 3 (utilizando-se driver Adobe PS e o PPD do Distiller). O arquivo PS foi convertido para PDF por meio do Acrobat Distiller 5.05, utilizando-se nas opções de compressão do Job Options quatro alternativas diferentes: ZIP 8 bits, JPEG Máximo, JPEG Alto e JPEG Médio. Os ajustes de “dowsampling” (alteração da resolução), assim como as demais opções do Job Options foram deixados no padrão recomendado pela ABTG para geração de PDF/ X-1a. Deste modo, resultaram cinco arquivos a serem comparados: OPÇÃO DE COMPRESSÃO

TAMANHO

% EM RELAÇÃO AO ARQUIVO ORIGINAL

Arquivo original

44 MB

100%

PDF/ ZIP 8 bits

42 MB

95%

PDF/ JPEG Máximo

11 MB

26%

PDF/ JPEG Alto

6 MB

12%

PDF/ JPEG Médio

3 MB

Metodologia de avaliação Os cinco arquivos foram enviados para a Takano Editora e Gráfica, onde foram interpretados em RIP Prinergy, dando origem a cinco jogos de fotolitos. Foi solicitada lineatura de 175 lpi (70 lpc) com as seguintes inclinações de retícula C 75º, M 45º, Y 0º, K 15º. Os filmes formam utilizados para produzir cinco provas de cor convencionais (analógicas ou de contato) do tipo Cromalin. Tanto os fotolitos como as provas de cor não traziam identificação do arquivo do qual se originavam, apenas um código numérico de identificação. Apenas os organizadores possuíam a lista que vinculava códigos e arquivos. A conferência das provas ficou a cargo dos técnicos e consultores participantes da comissão de estudos de pré-impressão da ONS 27/ABTG (veja lista a seguir) e foi realizada nas instalações da Print Media Academy da Heidelberg, em mesas com iluminação adequada. Foi permitido o uso de lupas e conta-fios. Inicialmente, foi informado aos técnicos do que se tratava o teste e quais as especificações dos cinco arquivo em comparação. A seguir, entregamos apenas as provas de cor sem identificação. Com base nessa avaliação inicial, os técnicos deveriam ordenar as provas conforme um critério decrescente de qualidade. Na segunda etapa, foram entregues aos técnicos os jogos de fotolito referentes a cada prova, levando-os a uma nova análise dos resultados “cor a cor” em mesa de luz transparente e eventuais mudanças na ordenação das provas. Por fim, os resultados foram confrontados com provas do tipo Cromalin digital, produzidas pela DuPont a partir dos arquivos originais. Essa comparação adicional não alterou os resultados obtidos anteriormente.

Resultados PDF/JPEG Alto

PDF/JPEG Médio

PDF/JPEG Alto

PDF/JPEG Médio

PDF/JPEG Alto

PDF/JPEG Médio

Os resultados do teste nos permitem as seguintes conclusões: 1 - Não há diferença perceptível nos resultados obtidos com uso dos três arquivos maiores – PostScript, PDF/ZIP bits e PDF/ JPEG Máximo. Mesmo em uma análise criteriosa de provas de cor e fotolitos, os técnicos não foram capazes de encontrar diferenças capazes de permitir uma ordenação qualitativa consistente. www.publish.com.br | Julho/Agosto 2002

Julho/Agosto 2002 | www.publish.com.br

PROCESSO testes

2 - Nos dois arquivos menores – PDF/JPEG Alto e PDF/JPEG Médio – já existem pequenas perdas de qualidade que fizeram com que os técnicos os colocassem sistematicamente em posição inferior à dos outros três, em especial após avaliarem os fotolitos. No entanto, comparando apenas esses dois arquivos, não há vantagem nítida do JPEG Alto sobre o JPEG Médio.

Recomendações

Preparação dos materiais e coordenação do teste: ■ André Borges Lopes ■ Ricardo Minoru Horie ■ Vitor Vicentini Avaliação dos resultados: André Luiz Teixeira Gama Gráficos e Editores ■ Antônio Guedes Editora Abril ■ Bruno Cialone Screen Consultoria e Treinamento ■ Bruno Mortara Prata da Casa Estúdio de Finalização ■

André Lopes

Diante disso, as recomendações da Publish para compactação de arquivos PDF são as seguintes: ■ Caso seu arquivo tenha que atender a exigências extremamente altas de qualidade, a melhor opção é indiscutivelmente JPEG Máximo. Esse algoritmo permite índices bastante razoáveis de compactação (cerca de 4:1 no nosso teste) sem nenhuma alteração visível na qualidade das imagens. ■ Nos trabalhos que não exijam requisitos tão estritos de qualidade ou que precisem ser enviados pela Internet uma excelente opção é JPEG Médio. Esse algoritmo causa uma perda muito sutil de qualidade nas imagens, mas oferece em troca um fator de compactação absolutamente sensacional (cerca de 17:1 no nosso teste).

Equipe de avaliação

Empresas colaboradoras Stock Photos www.stockphotos.com.br

André Borges Lopes (andrelopes@bytestypes.com.br) é produtor gráfico, consultor em artes gráficas pela Bytes & Types e instrutor na Graph Work. Ricardo Minoru (ricardo.minoru@idg.com.br) é consultor e editor executivo da Revista Publish. Vitor Vicentini (prepress@pobox.com) é editor de arte e consultor em editoração eletrônica.

Prata da Casa www.pratadacasa.com.br

Takano www.takano.com.br

Print Media Academy www.heidelberg.com.br

DuPont www.dupont.com.br