كيف تكون WEBP أصغر من JPG؟

الصورة نفسها ببايتات أقل: كيف؟

عندما تحفظ صورة فوتوغرافية بصيغتي JPG وWEBP، ترى على الشاشة الصورة نفسها في أغلب الأحيان، لكن ملف WEBP يكون أصغر بفارق واضح في العادة. وهذا ليس سحراً؛ بل حصيلة تقنيات ضغط تطورت على مدى ما يزيد على عشرين عاماً.

في هذا المقال نشرح من أين تستمد WEBP هذه الميزة، وأي القرارات التصميمية في JPG جعلتها تتخلف، وما معنى ذلك عملياً.

أولاً، كيف تعمل JPG؟

صُمّمت JPG في مطلع تسعينيات القرن الماضي، وتبنّت منهجاً بسيطاً نسبياً يناسب قدرة المعالجات في تلك الحقبة.

تُفصل الصورة أولاً إلى مركّبتي السطوع واللون. وبما أن العين البشرية أشد حساسية لتغيرات السطوع منها لتغيرات اللون، تُخزَّن معلومات اللون عادةً بنصف الدقة — ويسمّى هذا الاعتيان الفرعي اللوني، وهنا يقع أول فقد للمعلومات.

ثم تُقسَّم الصورة إلى كتل ثابتة بمقاس 8x8 بكسل. وتُحلَّل كل كتلة إلى مركّبات ترددية: فالانتقالات اللونية البطيئة داخل الكتلة تُمثَّل ترددات منخفضة، والحواف الحادة ترددات مرتفعة. وفي مرحلة الضغط تُقرَّب المركّبات عالية التردد تقريباً شديداً، لأن العين أقل ما تلحظها.

ولهذا المنهج حدّان أساسيان. الأول أن حجم الكتلة ثابت — فالسماء الصافية والنسيج المعقد لورقة شجر يُحشران في القالب 8x8 نفسه. والثاني أن كل كتلة تُرمَّز وحدها مستقلةً عن جاراتها.

ما الذي تفعله WEBP على نحو مختلف؟

ظهرت WEBP بتكييف تقنيات طُوّرت في مجال ضغط الفيديو لتلائم الصورة الساكنة. وأبرز ما جاءت به:

تنبؤ الكتل. حين ترمّز WEBP كتلةً ما، تنظر إلى جاراتها وتحاول التنبؤ بمحتواها. فإذا وُجدت في منطقة سماء كتلة تشبه كثيراً الكتلة التي فوقها، أمكن لـ WEBP أن تقول "تشبه الكتلة العلوية بهذا الفارق" بدلاً من ترميز الكتلة كلها من جديد. وحفظ هذا الفارق وحده يشغل حيزاً أقل بكثير من حفظ الكتلة بأسرها. ولا وجود لآلية كهذه في JPG؛ إذ تُرمَّز كل كتلة من الصفر.

حجم الكتلة المتغير. تستطيع WEBP استخدام كتل بأحجام مختلفة في مناطق مختلفة من الصورة. فتستخدم كتلاً كبيرة في المساحات المستوية المتجانسة فتغطي مساحة واسعة ببيانات قليلة؛ وتنزل إلى كتل صغيرة في المناطق المعقدة الغنية بالتفاصيل فتحافظ على الدقة. أما البنية الثابتة 8x8 في JPG فلا تتيح هذه المرونة.

ترميز إنتروبيا أكفأ. في المرحلة الأخيرة من الضغط تُحزَّم الأرقام الناتجة مرة أخرى على نحو عديم الفقد. وتستخدم WEBP في هذه المرحلة أسلوباً أكثر تطوراً مما تستخدمه JPG، فتكسب حيزاً إضافياً من البيانات نفسها.

واجتماع هذه التقنيات الثلاث يعني بايتات أقل عند مستوى الجودة المرئية نفسه.

لماذا يتفاوت المكسب من صورة إلى أخرى؟

ميزة WEBP مرهونة بالمحتوى، وإدراك ذلك مهم لضبط التوقعات على نحو صحيح.

فتنبؤ الكتل يعمل بكفاءة عالية في الصور الغنية بالبنى المتكررة القابلة للتنبؤ. ولذلك يكون المكسب مرتفعاً في الصور المحتوية على مساحات كالسماء الواسعة، أو أرضية استوديو مستوية، أو جدار متجانس.

وفي المقابل، في الصور الكثيفة غير المنتظمة النسيج التي يبدو فيها كل بكسل مستقلاً عن جاره — كتلة شجرة كثيفة الأوراق مثلاً، أو لقطة مشوّشة التُقطت بحساسية ISO عالية — تقلّ فائدة آلية التنبؤ وينخفض المكسب.

أما في الصور بالغة الصغر فيدخل عامل آخر: إذ تشكّل معلومات الترويسة الثابتة في كل ملف نسبة كبيرة نسبياً من الحجم الكلي، وقد تحجب ميزة الصيغة.

الشفافية والحركة: ليس الحجم وحده

لا تقتصر أفضلية WEBP على JPG على الحجم. فصيغة WEBP تدعم قناة ألفا، أي إنها تستطيع تخزين صور بخلفيات شفافة — وهو أمر مستحيل تماماً في JPG. كما تعمل WEBP في الوضعين ذي الفقد وعديم الفقد؛ بينما JPG ذات فقد لا غير.

وهذا يجعل WEBP صيغة واحدة قادرة على حل المشكلات التي تحلّها PNG وJPG كلٌّ على حدة. فبإمكانك استخدام WEBP اللاضائعة لشعار شفاف، وWEBP ذات الفقد لصورة فوتوغرافية.

وتدعم WEBP الحركة أيضاً، وهي في هذا المجال أكفأ بكثير من GIF؛ إذ تقدّم ألواناً كاملة وترميزاً حديثاً في مقابل حد الـ 256 لوناً والضغط البدائي في GIF.

ما العمل عملياً

تحويل أرشيف JPG الذي بين يديك إلى WEBP يحقق مكسباً معتبراً، لكن ثمة حداً: فبما أن مصدرك ذو فقد أصلاً، لن تبلغ كامل الإمكانات النظرية لـ WEBP. وإذا كان لديك وصول إلى الملفات الخام الأصلية، فإنتاج WEBP منها مباشرةً يعطي نتيجة أفضل.

ولا تختر إعداد الجودة عشوائياً عند التحويل. جرّب على بضع صور تمثيلية، وافحص النتيجة بالحجم الحقيقي، ثم اعتمد أشد الإعدادات الذي لا تلحظ فرقه بالعين. ويمكنك استخدام أداة التحويل من JPG إلى WEBP لتحويل ملفاتك.

الخلاصة

تأتي ميزة الحجم في WEBP من قدرتها على التنبؤ انطلاقاً من الكتل المجاورة، ومن تغيير حجم الكتلة بحسب المحتوى، ومن استخدامها مرحلة ترميز نهائية أكفأ. وهذا المكسب حقيقي لكنه ليس نسبة ثابتة — إذ يتغير بحسب المحتوى والحجم وإعداد الجودة. وإلى جانب الحجم، فإن دعم الشفافية والوضع اللاضائع يجعل WEBP صيغة أكثر مرونة من JPG.