Le fotografie digitali sono in genere memorizzate in formato JPG, in modo che occupino meno spazio sulle schede di memoria SD, sugli hard disc, sui server in rete.
Il JPG o JPEG (Joint Photographic Experts Group) è un formato con perdita, cioè per risparmiare spazio perde qualche informazione rispetto alla foto originale. La riduzione di spazio o compressione è regolabile a seconda delle necessità. In questa pagina vengono mostrati gli effetti della compressione sulla qualità dell’immagine e la dimensione dell’immagine compressa come percentuale dell’originale.
Il formato originale non compresso si chiama BMP (Bit MaP), ogni pixel può assumere circa 16 milioni di colori diversi ed è rappresentato da 3 Byte (3 x 8 bit). Attualmente questo formato non è quasi mai usato, ma serve come riferimento quando si pensa a una immagine fatta come una grande tabella di pixel.
Una foto di definizione media nel 2022, da 12 megapixel (12.000.000 di pixel cioè 4000 px x 3000 px) occupa in formato BMP circa 36.000.000 di Byte cioè circa 36 Mega Byte (il circa è dovuto al fatto che nel file di immagine ci sono anche altre informazioni e che 1 Mega Byte = 1.048.576 Byte). Una trentina di foto riempirebbero una scheda da 1 Giga Byte (1 Giga = 1.073.741.824).
Esistono anche tecniche di compressione delle immagini meno efficaci del JPG ma senza perdita, come il formato PNG (Portable Network Graphics) che si basa sull’algoritmo Lempel-Ziv, quello dei file zip, rispetto ai BMP è richiesto un lavoro per l’esecuzione della compressione e della decompressione quando si visualizza l’immagine. Gli algoritmi del PNG e del JPG sono stati ottimizzati e il lavoro necessario è più che compensato dal vantaggio ottenuto col risparmio di dati.
 |
 |
| Per riuscire a vedere più facilmente i pixel si parte da una foto originale BMP 600 x 600px (0,3 Mega pixel), 16 milioni di colori, 1.080.054 byte. In realtà questa immagine è un file di tipo PNG (compressione senza perdita), identica alla BMP ma che pesa solo 569.757 byte, circa metà del BMP per non appesantire troppo la pagina. | Stessa foto originale BMP ulteriormente ridotta a 300 x 300px (0,09 Mega pixel), 16 milioni di colori, 270.054 byte. Anche qui il file è un PNG che pesa 137.231 byte |
 qualità 80/100 |
 |
| Foto memorizzata in formato JPG 300 x 300px con qualità 80/100, il numero dei colori è ridotto a 26797, il peso è 17.320 byte, cioè il 6,5% del BMP. | Particolare ingrandito 4 volte della foto a sinistra, non si vede quasi la differenza, si vedono meglio i singoli pixel. |
 qualità 60/100 |
 |
| Foto memorizzata in formato JPG 300 x 300px con qualità 60/100, il numero dei colori è ridotto a 26789, il peso è 10.973 byte, cioè il 4% del BMP. | Particolare ingrandito 4 volte della foto a sinistra, si vede qualche differenza rispetto all’originale nelle zone che dovrebbero avere maggiore dettaglio. |
 qualità 40/100 |
 |
| Foto memorizzata in formato JPG 300 x 300px con qualità 40/100, il numero dei colori è ridotto a 25924, il peso è 7.985 byte, cioè il 3% del BMP. | Particolare ingrandito 4 volte della foto a sinistra, le differenze aumentano e si vedono dei quadrati di 8 x 8 pixel che cercano di rappresentare il dettaglio dell’immagine originale. |
 qualità 10/100 |
 |
| Foto memorizzata in formato JPG 300 x 300px con qualità 10/100, il numero dei colori è ridotto a 11581, il peso è 2.769 byte, cioè l’1% del BMP. | Le differenze aumentano e si vedono chiaramente i quadratini che cercano di rappresentare il dettaglio con le tipiche strutture di sfumatura, righe sfumate, scacchiere… |
 qualità 4/100 |
 |
| Foto memorizzata in formato JPG 300 x 300px con qualità 4/100, il numero dei colori è ridotto a 2554, il peso è 1.396 byte, cioè lo 0,5% del BMP. | L’immagine ora è radicalmente diversa anche se vagamente riconoscibile, si vedono i quadratini con strutture più semplici delle precedenti e con un numero di colori nettamente ridotto. |
 qualità 2/100 |
 |
| Foto memorizzata in formato JPG 300 x 300px con qualità 2/100, il numero dei colori è ridotto a 1173, il peso è 1.134 byte, cioè lo 0,4% del BMP. | L’immagine ora è appena riconoscibile solo se vista da lontano, si vedono dei quadratini di colore uniforme e altri con semplici strutture sfumate. |
Nelle fotocamere la scelta della qualità dei file JPG è limitata a Fine e Standard (bassa e alta compressione). Nel software di elaborazione delle immagini la scelta è molto più ampia come si è visto nelle immagini precedenti. Una buona scelta di definizione e qualità dell’immagine permette un notevole risparmio di dati quando si condividono o allegano le foto.
L’algoritmo alla base della compressione JPG è stato studiato dal 1985 e standardizzato nel 1992. E’ una tecnica eccellente che usa la matematica (in particolare la Discrete Cosine Transform) e le caratteristiche della percezione visiva per limitare la quantità di dati che servono a memorizzare e trasmettere le immagini fotografiche (le zone con pochi dettagli sono più semplificate rispetto a quelle con particolari fini).
Dal JPG derivano altri formati usati in fotografia come l’HEIF che può contenere più immagini che permettono brevi animazioni e che migliora ulteriormente le caratteristiche di compressione del JPG. Anche i formati di memorizzazione dei video derivano dai principi base del JPG.
Il formato RAW fornito dalle fotocamere o dagli smartphone di livello medio alto è simile al BMP cioè senza perdita, comprende anche informazioni sulla fotocamera e sulle condizioni dello scatto. Contiene anche un’immagine JPG della foto a bassa risoluzione usata per l’anteprima. Dal formato RAW il fotografo può ottenere foto di alta qualità scegliendo le elaborazioni più opportune, evitando le perdite introdotte nella memorizzazione JPG. Il software interno alla fotocamera, quando produce il JPG corregge anche alcuni difetti dell’hardware, per esempio compensando alcune distorsioni caratteristiche di particolari obiettivi. Chi usa il RAW deve occuparsi anche di questo lavoro. Il formato RAW non è standardizzato per cui ogni produttore di fotocamere può introdurre le proprie caratteristiche che il fotografo con il software di elaborazione dovrà considerare.
Una buona trattazione del formato JPG si trova nella pagina di Wikipedia (EN) JPEG. La pagina di Wikipedia (IT) JPEG fornisce una trattazione più limitata.
Informazioni sul formato RAW si trovano su Wikipedia (IT) Raw (fotografia)
