Wie Kompression Dateien kleiner macht — Informatik, 14–17 Jahre
Kompression entfernt wiederholte oder weniger wichtige Informationen, damit eine Datei weniger Bits braucht. Verlustfreie Kompression behält das Original genau bei; verlustbehaftete Kompression tauscht etwas Detail gegen eine viel kleinere Datei.
Dasselbe kürzer ausdrücken
Kompression sucht eine kürzere Beschreibung der Daten. Wenn ein Text „ha“ oft wiederholt, kann ein Code das Muster und seine Anzahl speichern statt jede Kopie. Bei Ton oder Bildern kann ein verlustbehaftetes Verfahren außerdem kaum bemerkbare Details entfernen. Der Decoder baut eine nutzbare Datei wieder auf.
Warum komprimieren?
Dateien wurden mit Fotos, Musik und Videos viel größer, während Speicher und Internetverbindungen begrenzt oder teuer blieben. Kompression spart Platz auf dem Datenträger und Zeit beim Senden. Die Schwierigkeit ist, so viel Detail zu entfernen, dass das Ergebnis noch akzeptabel bleibt.
Ein einfaches Beispiel für Wiederholungen
Nimm die Zeichenkette AAAABBBCCDAA mit 12 Zeichen. Statt jedes Zeichen zu speichern, schreibt man 4A3B2C1D2A: die Zahl vor dem wiederholten Zeichen. Das sind ohne die Ziffernzählung 10 Symbole, also nur eine kleine Ersparnis; bei 100 As wäre sie viel größer.
Kleiner ist nicht immer besser
Eine kleinere Datei kann schlechter klingen oder aussehen, weil verlustbehaftete Kompression Informationen entfernt hat. Es ist verständlich anzunehmen, eine Datei mit gleichem Namen sei unverändert, besonders wenn der Unterschied zunächst schwer zu sehen ist. Verlustfreie Kompression spart nur dort, wo sie Muster findet.
Kompression im Alltag
JPEG-Fotos, MP3- oder AAC-Ton, Streaming-Videos und ZIP-Archive verwenden Kompression, treffen aber unterschiedliche Entscheidungen darüber, was bleibt. Eine Nachrichten-App kann ein Bild verkleinern, damit es schnell gesendet wird; ein Wissenschaftler wählt vielleicht ein verlustfreies Format für genaue Messwerte. Die Methode hängt vom Zweck ab.
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