a archivační programy Jak funguje komprese binárních, textových a grafických dat. Uživatelský popis programů: WinRAR WinZIP ARJ JAR ACE

D a v i d

M o r k e s

a archivační

programy Jak funguje komprese binárních, textových a grafických dat. Uživatelský popis programů:

●

WinRAR

●

WinZIP

●

ARJ

●

JAR

●

ACE

Komprimační a archivační programy David Morkes

© Computer Press® Brno 1998

D a v i d

M o r k e s

Komprimační a archivační

programy Jak funguje komprese binárních, textových a grafických dat. Uživatelský popis programů: ●

WinRAR

●

WinZIP

●

ARJ

●

JAR

●

ACE

Komprimační a archivační programy David Morkes Copyright © 1998 Computer Press®. Vydání první. Všechna práva vyhrazena. Vydavatelství a nakladatelství Computer Press®, Hornocholupická 22, 143 00 Praha 4, http://www.cpress.cz ISBN 80-7226-089-8 Prodejní kód: K0198 Jazyková korektura: Martina Mojzesová, Josef Novák Sazba: Wlashack Vnitřní úprava: Wlashack Obálka: Lubomír Mojzes Komentář na zadní straně obálky: Jiří Hlavenka ([email protected]) Vedoucí knižní a technické redakce: Ivo Magera ([email protected]) Vedoucí knižní produkce: Kateřina Vobecká ([email protected]) Tisk: MIKADA Adamov Žádná část této publikace nesmí být publikována a šířena žádným způsobem a v žádné podobě bez výslovného svolení vydavatele.

http://vltava.cpress.cz

Kompletní nabídka počítačové literatury za bezkonkurenční ceny

Vaše dotazy, vzkazy, náměty, připomínky ke knižní produkci Computer Press přijímá 24 hodin denně naše horká linka: [email protected]

Veškeré dotazy týkající se distribuce směřujte na: Computer Press Brno, nám. 28. dubna 48, 635 00 Brno – Bystrc, tel.: (05) 4612 2111, fax: (05) 4612 2112, e–mail: [email protected] Computer Press Praha, Hodkovická 115, 142 00 Praha 4 – Lhotka, tel.: (02) 6171 0597, (02) 6171 0642, fax: (02) 6171 0827, e–mail: [email protected] Computer Press Ostrava, Fráni Šrámka 5, 709 00 Ostrava – Mariánské Hory, tel.: (069) 6624 659, fax: (069) 6634 734, e–mail: [email protected] Computer Press Bratislava, Hattalova 12/A, 831 03 Bratislava, Slovenská republika, tel.: (00 421 7) 251 720, 5252 048, fax: (00 421 7) 5252 046, e–mail: [email protected] Objednávkový formulář pro prodejce naší literatury: http://www.cpress.cz/dealer

Obsah Úvod

1

Kapitola 1 – Základní seznámení

3

Kapitola 2 – Základní druhy a přístupy v kódování

7

Ztrátová a bezztrátová komprese

13

Další pojmy charakterizující druh komprimace

16

Fyzická a logická komprimace Symetrická a asymetrická komprimace Adaptivní a neadaptivní komprimace

Kapitola 3 – Bezztrátová komprimace RLE (Run−lenght Encoding) Modifikace RLE komprimace Formát PCX

Lempel−Ziv−Welch algoritmus LZ77 LZ78

Huffmanovo kódování Shannon-Fanovo kódování Aritmetické kódování

Kapitola 4 – Ztrátová komprimace JPEG Jakých výsledků tedy lze dosáhnout ztrátovou kompresí typu JPEG?

Různé druhy obrázků JPEG JPEG základní a progresivní

16 17 17

19 21 23 28

32 33 34

39 42 43

51 53 54

56 56

vii

Obsah Transparentní JPEG je problém Bezztrátový JPEG? Grafický formát jako standard Kompresní algoritmus JPEG

Další metody ztrátové komprese obrazu Vlnková transformace Fraktální komprese (Fractal Image Compression) Skalární a vektorová kvantifikace

64 64 66 69

JBIG

70

MPEG

71

Jak pracuje MPEG-1? Tři vrstvy jako standardy pro kompresi zvuku

Kapitola 5 – Archivační programy Základní možnosti archivačních programů Archivy Popis parametrů

Výkonové ukazatele (benchmarks) První test (textový soubor) Druhý test (soubor EXE) Třetí test (soubor EXE s možností spuštění) Čtvrtý test (soubor BMP) Pátý test (21 různých souborů) Šestý test (126 malých textových souborů)

WinRAR Popis parametrů Příkazy programu WinRAR Přepínače programu WinRAR

viii

57 58 59 61

73 75

81 83 83 85

85 86 92 97 99 105 111

117 120 120 124

Obsah WinZip Prohlížení souborů Přidávání souborů do archivu Mazání souborů z archivu Rozbalování souborů Tipy pro pokročilé

ARJ Základní funkce Příkazy programu ARJ Některé zajímavé vlastnosti programu ARJ

JAR Jaký je tedy rozdíl mezi programy ARJ a JAR? Konfigurační soubor

ACE

135 137 138 140 140 141

144 145 151 153

154 155 155

158

Kapitola 6 – Slovníček

163

Rejstřík

173

ix

Obsah

x

Úvod

Většina uživatelů počítačů se s nimi dříve nebo později setká. Říká se jim archivační, komprimační, případně pakovací programy. Existují jich stovky, ale jejich funkce je vždy stejná: zmenšit velikost datových souborů uložených na pevném disku. ■

Proč zmenšovat (pakovat, komprimovat, archivovat) soubory?

■

Jaký to má smysl?

■

Je to bezpečné?

■

Který pakovací program je nejlepší?

■

Jak se to pozná?

■

Jaký uživatelský komfort a jaké další funkce navíc nabízejí jednotlivé komprimační programy?

■

Jak se jednotlivé komprimační programy ovládají?

To jsou otázky, jež trápí nejednoho běžného uživatele počítače, který při své práci pociťuje nutnost komprimování dat. Zkušenější uživatelé by se jistě rádi dozvěděli více: ■

Jaké algoritmy a přístupy se používají při komprimaci dat?

■

Co znamenají a k čemu slouží zkratky jako JPEG, MPEG, JBIG, MHEG a další?

■

Jaké problémy mohou nastat při používání komprimačních programů?

■

Jak tyto problémy řešit?

■

Liší se nějakým způsobem komprimace textových, binárních a grafických souborů?

■

Jak se komprimuje video a zvuky?

1

Počítačová komprimace dat Na tyto a jiné otázky vám odpoví kniha, kterou právě držíte v ruce. Kniha se zaměřuje na všechny uživatele komprimačních programů. Srozumitelnou formou objasňuje pojmy používané v souvislosti s komprimováním, nahlíží do „kuchyně“ komprimačních algoritmů a obsahuje i množství praktických rad a postřehů.

2

1

Základní seznámení

Základní seznámení Než začneme s výkladem, je třeba seznámit se s pojmem komprimačního programu. Komprimační programy jsou programy schopné zakódovat datové soubory (ať již tyto soubory obsahují textová, grafická nebo binární data) do podoby, kdy je velikost těchto souborů menší ve srovnání s jejich velikostí před komprimací. Komprimační program samozřejmě musí být schopen dekódovat (dekomprimovat) data do původní podoby. Všechny komprimační programy (stejně jako veškerý software) procházejí svým vývojem a prakticky ve všech případech poskytují mnohem větší uživatelský komfort a více funkcí, než jaké jsou uvedeny v definici. Tyto přídavné funkce však již v samotném komprimačním programu nejsou nezbytně nutné. Program, který má být označen za komprimační, musí být schopen data alespoň komprimovat a dekomprimovat. Existuje hned několik velmi dobrých důvodů, proč data komprimovat. Prvním z nich je zálohování dat při současné úspoře místa na paměťovém médiu. V dnešní době samozřejmě existuje velké množství rozmanitého hardwaru, určeného pro zálohování dat (páskové zálohovače se sekvenčním přístupem k datům, vysokokapacitní mechaniky typu Zip a mnoho dalších). Většina uživatelů však tyto možnosti nevyužívá – důvodem může být cena těchto zařízení, případně dat určených pro zálohování není mnoho a výše uvedený způsob by představoval spíše „kanón na vrabce“. V takových případech je vhodné data určená pro zálohování komprimovat a v komprimované formě uchovávat na pevném disku počítače nebo na disketách (ideálně na obou těchto médiích). Na druhé straně uživatelé, kteří potřebují zálohovat velké množství dat, narážejí na nedostatek místa i na vysokokapacitních zálohovacích médiích. Ale i tady přichází ke slovu komprimace dat před jejich zazálohováním na patřičné médium. Při zálohování je možné vytvářet archivy dat složené z komprimovaných souborů, které spolu logicky souvisejí (např. textové soubory, grafické soubory, databázová data atp.). Odtud také pochází často používané označení „archivační program“. Moderní komprimační programy prakticky vždy poskytují širokou škálu archivačních nástrojů pro tento účel. Komprimování sice důležitých, ale málo používaných souborů dat navíc zvýší přehlednost uložení souborů na pevném disku. Úspora místa v takových případech také nemusí být zanedbatelná.

5

Počítačová komprimace dat Tip: Soubor je na pevném disku zaznamenáván do alokačních jednotek, tzv. clusterů. Jeden cluster je nejmenší přidělitelná jednotka paměti na nosiči. Jeho velikost je u různých nosičů různá – podle konstrukce a celkové kapacity disku. Typická velikost takového clusteru může být např. 2 KB. To znamená, že každý libovolně malý soubor zabere na disku nejméně zmíněné 2 KB. Malé řídce používané soubory je tedy vhodné sdružovat do komprimovaných archivů. Dalším důvodem pro komprimování je potřeba dálkového přenosu dat. Komprimovaná data se samozřejmě v počítačových sítích přenášejí rychleji. Pokud chcete přenášet několikamegabajtový soubor po telefonních linkách za pomoci modemu, můžete předchozím komprimováním souboru ušetřit až několik desítek minut. Zároveň tím šetříte i poplatky za telefon. Navíc se snižuje nebezpečí, že se v průběhu přenosu přeruší spojení a celou akci bude třeba opakovat. Dalším důvodem mluvícím jasně pro komprimaci je možnost rozdělení komprimovaných souborů do bloků, jejichž velikost je identická s kapacitou běžné tří a půl palcové diskety. Tuto velice užitečnou funkci dnes nabízejí prakticky všechny moderní komprimační programy. Často se jedná o jedinou možnost, jak přenést např. soubor o velikosti 2 MB z jednoho počítače na druhý. Myslím, že uvedené důvody jsou dostatečně pádné a dříve nebo později postaví před problém volby komprimovacího programu téměř každého uživatele počítače.

6

2

Základní druhy a přístupy v kódování

Základní druhy a přístupy v kódování Než začneme s popisem jednotlivých druhů kódování, je nezbytné zdůraznit, že data různého charakteru vyžadují rozdílný přístup k jejich kompresi. V této knize se budeme zabývat komprimací datových souborů uložených v počítači – ať již textových, binárních, grafických atd. V každém případě se však bude jednat o konečné soubory dat, jejichž charakter bude předem znám.

Tip: Je zřejmé, že textová data se svým charakterem budou lišit např. od grafických, a že rozdílnost těchto dat bude upřednostňovat v tom kterém případě konkrétní komprimační algoritmy. Většinou je možné předpokládat, zda bude datový soubor obsahovat dlouhé bloky stejných dat (např. v některých grafických souborech). V takovém případě lze použít algoritmy vyhledávající tyto dlouhé bloky dat, které jsou posléze nahrazeny jediným symbolem. Mnohdy jsou zase známy například pravděpodobnosti, se kterými se v datech vyskytují jednotlivé symboly (je známa frekvence jednotlivých znaků v abecedách různých jazyků). Jednou z možností pak je použít s úspěchem frekvenčně závislé kódování založené na přepisu častěji používaných prvků abecedy na kratší bitové posloupnosti a řidčeji se vyskytující prvky na delší bitové posloupnosti. Jaký komprimační program je tedy nejlepší? Z předcházejících řádků je zřejmé, že jednoznačná odpověď neexistuje. Každý dostupný komprimační program je založený na jednom algoritmu a tento algoritmus bývá pro některé posloupnosti dat vhodnější a pro jiné méně vhodný.

Tip: Každý komprimační algoritmus je navržen tak, že hledá a využívá pro kompresi dat určitý řád v uložených datech. Tímto řádem může být opakování sekvencí znaků, frekvence výskytu jednotlivých znaků, identifikace dlouhých bloků stejných dat a další.

9

Počítačová komprimace dat Tip: Samostatnou a trochu škodolibou kapitolou komprimace je test komprimačních programů na souborech, které byly vygenerovány jako pseudonáhodná posloupnost znaků. Nalézt v takových souborech výše zmíněný řád je prakticky nemožné a komprimovaná velikost takových souborů se většinou prakticky rovná velikosti původní. Nezřídka je komprimovaný soubor dokonce větší než původní nekomprimovaná verze. Hlavními parametry výkonu (anglicky je seznam takových parametrů označovaný jako benchmarks) takových algoritmů jsou především: ■

rychlost komprese;

■

rychlost dekomprese;

■

kompresní (komprimační) poměr.

Asi nejsledovanějším faktorem je kompresní poměr. Tento parametr bývá při testování komprimačních programů vyjadřován v několika různých formách, které však při správné interpretaci vystihují totéž. Kompresní poměr bývá udáván jako:

10

■

Poměr mezi velikostí komprimovaného a původního souboru. Podle tohoto schématu pokud komprimační program zkomprimuje soubor o původní délce 200 KB na 50 KB, je udáván kompresní poměr 25 %. Jedná se vlastně o procentuální vyjádření velikosti souboru komprimovaného vzhledem k původnímu. Čím menší procentuální vyjádření, tím lepší výsledek komprimace.

■

Někdy je tento poměr nahrazen doplňkem předcházejícího údaje do 100 %. Předcházející příklad komprimace souboru o původní délce 200 KB na 50 KB ve sbaleném stavu by byl charakterizován kompresním poměrem 75 %. V tomto případě naopak čím vyšší procentuální vyjádření, tím lepší výsledek komprimace.

■

Existuje také vyjádření kompresního poměru převráceným zlomkem – jedná se o poměr velikostí nekomprimovaných dat ke komprimovaným. Předcházející příklad komprimace souboru o původní délce 200 KB na 50 KB ve sbaleném stavu by byl tedy charakterizován kompresním poměrem 4:1. V praxi se opravdu můžete setkat se všemi uvedenými definicemi kompresního poměru.

Základní druhy a přístupy v kódování Rychlost komprimace (komprese), tedy čas potřebný pro sbalení souboru do komprimované podoby, může být také velice důležitým faktorem. Čas potřebný pro kompresi různými komprimačními programy se u rozsáhlých souborů liší až o celé minuty. To jistě není zanedbatelné.

Tip: Existuje i další parametr udávající výkon komprimačních programů, vycházející z požadavku nejlepšího kompresního poměru za „přiměřený“ čas. Jedná se o poměr rychlost komprimace/kompresní poměr. Ačkoli se podle mého názoru jedná o velice užitečný parametr, často nebývá v testech komprimačních programů vůbec zmiňován. Rychlost dekomprimace, tedy čas potřebný k rozbalení komprimovaného souboru do původní podoby, je ze všech tří zmíněných parametrů asi nejméně důležitý. Doba potřebná pro dekomprimaci bývá téměř u všech komprimačních programů kratší než doba potřebná ke komprimaci, a proto tento parametr nebývá tím omezujícím nebo kritickým faktorem při výběru vhodného komprimačního programu. Na výše uvedený soubor parametrů charakterizujících výkon určitého komprimačního programu ve vztahu ke konkrétnímu souboru má kromě použitého komprimačního algoritmu vliv i mnoho dalších faktorů. Jedná se samozřejmě v první řadě o typ hardwaru, který byl pro testování použit. Každému je jasné, že doba komprese se bude pro stejný algoritmus i komprimovaný soubor lišit u počítače s procesorem řady 486 pracujícím na frekvenci 50 MHz a u počítače Pentium běžícím na 233 MHz. Kromě taktování procesoru je nutné brát v úvahu i další aspekty: ■

přístupovou dobu pevného disku;

■

stav obsazení pevného disku a jeho fragmentaci;

■

velikost a přístupovou dobu paměti RAM;

■

použití nebo zakázání vyrovnávací paměti CACHE;

■

typ operačního systému, pod kterým byly komprimační soubory testovány a mnoho dalších parametrů.

11

Počítačová komprimace dat Tip: Tyto parametry většinou neovlivní dosažený kompresní poměr, ale velice podstatně se podepíší na všech ostatních výkonových parametrech zahrnujících dobu potřebnou pro kompresi a dekompresi souborů. Pokud má být zveřejňovaný test komprimačních programů opravdu použitelný, měl by kromě názvu a verze testovaných komprimačních programů obsahovat minimálně následující údaje: ■

Především typy souborů, na kterých bylo testování prováděno. Minimálně by zde měl být údaj o tom, zda se jednalo o soubory textové, grafické nebo binární. Nejlépe je však testování provádět na standardních (za účelem testování speciálně vytvořených) a všem dostupných (např. prostřednictvím Internetu) souborech.

■

Celková nekomprimovaná velikost původních souborů.

■

Údaj o uspořádání souborů do stromové struktury.

■

Typ počítače (především procesoru), na kterém byly testy prováděny.

■

Operační systém, ve kterém byl test proveden.

Tento soubor vstupních údajů představuje opravdu pouze nezbytné minimum. Pro ucelenou informaci o výkonu jednotlivých pakovacích programů je vhodné uvádět i další informace především o hardwaru použitého počítače. Objektivní výkonové ukazatele komprimačních programů však nemusejí (a většinou opravdu nejsou) být jediné při volbě programu. Dalším velice důležitým aspektem je komfort ovládání těchto programů a další archivační funkce. Mezi tyto funkce patří především:

12

■

Zda program nabízí intuitivně známé prostředí pro ovládání programu podobné např. oblíbenému Norton Commanderu, nebo zda je nutné specifikovat mód práce programu pomocí přepínačů uvedených přímo v příkazovém řádku.

■

Typ vytvářených archivů komprimovaných dat a možnost oddělené manipulace s jednotlivými soubory komprimovaného archivu. Mezi tyto možnosti patří: ■

přidávání a odebírání jednotlivých souborů do (resp. z) komprimovaných archivů,

■

prohlížení textových a grafických souborů uložených v komprimovaných archivech,

■

spouštění komprimovaných binárních souborů,

Základní druhy a přístupy v kódování ■ vytváření tzv. volumes, tedy oddělených bloků komprimovaných dat, i když data pocházejí např. z původně jediného souboru. (Již dříve jsme se zmínili o tom, že tato možnost představuje často jedinou eventualitu jak přenést dlouhé soubory na diskety.) ■

Schopnost opravy vadných komprimovaných archivů.

■

Jaké pracovní módy komprimační programy nabízejí atd.

Tip: Většina moderních komprimačních programů uživateli nabízí, aby si zvolil, zda chce vytvořit archiv s nejlepším kompresním poměrem, nejkratší kompresní dobou atd.

Ztrátová a bezztrátová komprese Než zakončíme obecné povídání o základních principech komprimování, je nezbytné zmínit se o tom, že v podstatě existují dva zcela rozdílné principy komprese dat. První z nich je tzv. bezztrátová komprimace. Veškeré informace uvedené v této úvodní kapitole se týkají prakticky výhradně tohoto typu komprese. Bezztrátová komprimace (lossyless compression) se používá – jak již sám název napovídá – tam, kde si nelze dovolit jakoukoli ztrátu dat – u binárních a textových souborů. Pokud se budeme snažit zodpovědět otázku, zda existuje program, jenž by dokázal bezztrátovou metodou komprimace zmenšit velikost libovolného souboru, dojdeme k zajímavému závěru: Žádný komprimační program nedokáže bezztrátovou metodou komprimace komprimovat všechny soubory o velikosti větší nebo rovné N bitů pro libovolné celočíselné N větší nebo rovno 0. Než přistoupíme k důkazu tohoto zajímavého tvrzení, zdůrazněme, že za komprimaci považujeme zmenšení velikosti souboru o nejméně jeden bit. Důkaz výše uvedeného teorému provedeme sporem. Předpokládejme, že máme 2N různých souborů, z nichž každý má velikost právě N bitů (tento předpoklad je zcela v pořádku), a že existuje komprimační algoritmus, který každý z těchto souborů dokáže zkomprimovat bezztrátovou metodou. Aby komprimace všech souborů byla bezztrátová, musel by komprimační algoritmus vytvořit 2N různých

13

Počítačová komprimace dat zkomprimovaných souborů, kde velikost každého zkomprimovaného souboru bude nejvýše (N-1) bitů. Pokusme se tedy tyto soubory vytvořit. Je zřejmé, že existuje maximálně 2(N-1) různých souborů o velikosti právě (N-1) bitů, 2(N-2) různých souborů o velikosti právě (N-2) bitů, atd. až jeden soubor o velikosti 0 bitů. Součet všech členů posloupnosti 2(N-X) pro pevné N a pro X jdoucí od jedné do N je 2N-1. Tím jsme došli ke sporu, protože alespoň dva různé vstupní soubory byly zkomprimovány do stejné podoby výstupního souboru. Z toho je zřejmé, že komprese musela být ztrátová.

Tip: Teorém, který jsme právě dokázali, jinými slovy říká, že pro jakýkoli komprimační algoritmus lze vymyslet sadu vstupních souborů, které tento algoritmus nebude schopen zmenšit ani o jediný bit, aniž by při tom došlo ke ztrátě původních informací. Přitom vstupní soubor existuje alespoň jeden pro každé N, kde N je délka souboru v bitech. Tento jednoduchý avšak velice důležitý teorém je třeba mít vždy na paměti.

Tip: Některé programy se snaží dosáhnout vysokých kompresních poměrů používáním skrytých souborů nebo dosud nevyužitých clusterů na pevném disku. Takové metody jsou ovšem velice nejisté – pokud jsou data přenesena na jiný počítač nebo pokud jsou clustery použity jinými soubory, komprimovaná data jsou nenávratně ztracena. Ztráta byť jediného bitu u binárního souboru vede v naprosté většině případů ke katastrofě v podobě další nepoužitelnosti tohoto souboru. U textových nebo grafických souborů již situace tak kritická není. Přesto všechny programy typu ZIP, RAR, ARJ a další samozřejmě používají algoritmy, jejichž podstata zaručuje, že se při komprimaci žádná data neztratí. Popis algoritmů bezztrátové komprese bude uveden v následující kapitole. Existují však datové soubory, ve kterých ztráta některých dat vůbec nevadí. Jedná se o tzv. redundantní (s nadbytečným množstvím informací) soubory, jejichž komprese může být i ztrátová (lossy compression). O jaké soubory se jedná? Jsou to především obrázky, zvuková data a video (sekvence obrázků).

14

Základní druhy a přístupy v kódování Jistě jste si všimli, že obrázek uložený ve formátu BMP (prostá bitová mapa) zabírá na diskovém médiu více místa než stejný obrázek uložený např. formátem JPEG, PCX, GIF a další. Formáty těchto obrázků v sobě již zahrnují kompresi dat. To je umožněno faktem, že obrazová data mají svá specifika. Většina původních obrázků převedených do digitální formy obsahuje nadbytečné informace, které lidské oko není schopné postihnout. Lidské oko má omezenou rozlišovací schopnost jak ve vztahu k barevné hloubce, tak k obrysovým detailům. Na světlé ploše oko těžko rozezná tmavý bod a stejně tak není schopno rozpoznat milion barevných odstínů. Barvy blízko ležících bodů oko průměruje. Ačkoli číselné vyjádření jednotlivých pixelů obrázku bývá zcela odlišné, komprimační formáty obrázků se snaží v těchto číselných kombinacích najít řád, který jim umožní zmenšit náročnost obrázku na kapacitu diskového média. Ačkoli tato komprimace vede ke ztrátě dat, kvalita obrázku měřena subjektivním lidským vjemem zůstává stále stejná. V kapitole věnované ztrátové komprimaci uvidíme, že náročnost obrázků na paměť lze touto metodou snížit i 30krát bez zjevné újmy na kvalitě. Podobně jako obrázky jsou redundantní obrázkové sekvence – video. Tam často postačí uchovávat rozdíly dvou následujících obrázků a z nich zpětně sestavovat celý film. Stejný princip lze využít i u komprimace zvuku. Ztrátová komprimace zvuku je založena na nedokonalosti lidského sluchu podobně jako ztrátová komprimace obrazu využívá nedokonalosti oka. Pouze díky tomu je možné směstnat na jediný datový nosič CD třeba i deset obyčejných „audiocédéček“. Ztrátovou komprimací se bude zabývat samostatná kapitola. Bude v ní rozebrána jak komprimace obrázků pomocí zvláštních datových formátů, tak i komprimace zvuku a videa.

Tip: Kromě speciálního softwaru pro ztrátovou komprimaci využívají nedokonalosti lidských smyslů i některá hardwarová zařízení. Hardwarová zařízení pak fungují tak, že zvukovou a obrazovou informaci, kterou lidské smysly nejsou schopny rozeznat, neukládají ani nepřenášejí – ztrácejí ji „cestou“. Hardwarovou stránkou věci se však tato kniha nezabývá.

15

Počítačová komprimace dat Ztrátová komprimace obrazu a zvuku je a bude velice důležitá již v blízké budoucnosti při masovém nástupu digitálních obrazových technologií (obrazový telefon, televize, videokonference atd.). Tyto nástroje budou správně fungovat jedině při vysoké rychlosti přenosu obrazu i zvuku. A to i při zvyšujících se hardwarových možnostech bude možné jen při použití komprimace přenášených dat.

Další pojmy charakterizující druh komprimace Pojmy ztrátové a bezztrátové komprese rozdělují tuto knihu do dvou základních částí, neboť se jedná o dva nejdůležitější obecné pojmy týkající se komprese dat. Kompresní algoritmy je ovšem možné dělit i podle jiných kritérií. Ačkoli toto dělení není již tak důležité, je jistě vhodné se o něm alespoň ve stručnosti zmínit.

Fyzická a logická komprimace Všechny kompresní algoritmy bez výjimky mají tu vlastnost, že převádějí data do kompaktnější formy, jež má stejnou informační hodnotu jako původní data. To lze zajistit použitím tzv. fyzické nebo logické komprimace. Rozdíl mezi fyzickou a logickou komprimací spočívá v tom, zda komprimační algoritmus při komprimaci přihlíží nebo nepřihlíží k logické informační hodnotě komprimovaných dat. Logická komprimace používá logické substituce sekvence znaků jinou, úspornější řadou. Konkrétním příkladem jsou zkratková slova jako Čedok (nahrazující někdejší plný název Československá dopravní kancelář) nebo Svazarm (Svaz pro spolupráci s armádou). Fyzická komprese probíhá bez zřetele na logiku dat, se kterými se manipuluje. Vytváří se nová sekvence znaků (bajtů, bitů apod.), jejíž vztah k původním datům lze rozpoznat výhradně s použitím dekomprimačního algoritmu. Bez znalosti tohoto dekomprimačního algoritmu je informační hodnota komprimovaných dat nulová.

Tip: Je zřejmé, že všechny kompresní algoritmy popisované v této knize používají fyzickou kompresi dat.

16

Základní druhy a přístupy v kódování Symetrická a asymetrická komprimace Rozdělení na symetrické a asymetrické komprimační algoritmy je založeno na porovnání množství práce, která se podle algoritmu vykoná při kompresi a dekompresi dat. Pokud doba (a tím většinou i počet a druh operací) potřebná pro kompresi i dekompresi dat je přibližně stejná, jedná se o symetrickou kompresi. Některé algoritmy jsou však záměrně konstruovány jako asymetrické. Většina komprimačních algoritmů provede větší množství operací při kompresi dat. Tento přístup je výhodný tam, kde soubor dat ukládáme na disk sice v komprimované podobě, avšak často s ním pracujeme. Manipulace se souborem musí probíhat s daty v původní nezhuštěné formě, a tak (přestože na disku je soubor uložen pouze v komprimované podobě) program musí při každém použití souboru rozbalit data nebo jejich část do operační paměti počítače. Může se jednat o databázi předloh, často čtený dokument atd. Asymetrické algoritmy, jejichž práce je delší při dekomprimaci, nejsou tolik rozšířené, ale i ty mají své opodstatnění. Při vytváření záložních kopií dat lze předpokládat, že zatímco zálohování bude probíhat v pravidelných intervalech, většina zálohovaných dat již nebude nikdy použita. Zde se osvědčí výhoda algoritmů používajících rychlou kompresi a pomalejší dekompresi dat.

Adaptivní a neadaptivní komprimace Adaptivní a neadaptivní komprimační algoritmy se rozlišují podle své schopnosti přizpůsobit se charakteru dat, se kterými pracují. Neadaptivní algoritmy jsou určeny výhradně pro komprimaci specifického druhu dat. Většinou obsahují předdefinované slovníky nebo řetězce znaků, o kterých je známo, že jejich pravděpodobnost výskytu v souborech dat je vysoká.

Tip: Konkrétním příkladem neadaptivního komprimačního algoritmu je tzv. Huffmanovo kódování popsané dále v této knize. Neadaptivní algoritmus určený pro komprimaci anglického textu bude obsahovat slovníkové řetězce jako „the“ nebo „of“, které bude nahrazovat předem definovaným znakem. Tento způsob komprimace by však byl velice málo účinný na text v jiném jazyce, o obrázcích ne-

17

Počítačová komprimace dat bo binárních datech nemluvě. Na druhou stranu použití neadaptivního algoritmu na vhodný druh dat je velice účinné co do dosaženého kompresního poměru, ale i času potřebného pro kompresi a dekompresi dat. Adaptivní algoritmus je naproti tomu schopen dosáhnout určité nezávislosti na komprimovaných datech. Takové algoritmy neobsahují žádné statické slovníky řetězců. Algoritmy si budují tyto slovníky pro každý komprimovaný soubor dat znovu dynamicky v průběhu kódování.

Tip: Příkladem adaptivního komprimačního algoritmu je Lempel-Ziv-Welch algoritmus popsaný dále v této knize. Obecně lze říci, že adaptivní algoritmy platí za svou přizpůsobivost a větší šíři použití menší rychlostí ve srovnání se specializovanými neadaptivními algoritmy. To však jistě nikoho nepřekvapí.

18

3

Bezztrátová komprimace

Bezztrátová komprimace Jak bylo uvedeno v předcházející kapitole, bezztrátovou komprimaci (lossyless compression) využívají všechny komprimační programy určené pro komprimaci souborů. Vychází se z předpokladu, že pro většinu souborů je nepřípustná jakákoli ztráta dat v důsledku komprimačního a dekomprimačního procesu.

RLE (Run-length Encoding) První metodou bezztrátové komprimace, která bude v této knize podrobně vysvětlena, je tzv. algoritmus Run-length Encoding označovaný zkratkou RLE a do češtiny překládaný někdy jako proudové kódování. Jedná se o komprimační algoritmus, který lze použít na jakýkoli druh dat. Na charakteru těchto dat ovšem velice silně závisí dosažený kompresní poměr. Ačkoli metoda RLE se ve většině případů nemůže pochlubit tak dobrými kompresními poměry jako jiné složitější algoritmy, jeho výhoda tkví ve snadné instalaci, jednoduchosti celého algoritmu a s tím související poměrně vysoké rychlosti komprimace a dekomprimace. Především jednoduchost algoritmu RLE jej předurčuje k tomu, abychom začali popis konkrétních komprimačních algoritmů právě jím. Základním principem komprimace metodou RLE je zhuštění opakovaných znaků, které se v souboru vyskytují hned za sebou. Řetězec opakujících se znaků se nazývá proud (odtud proudové kódování). Tento proud znaků je vždy zkomprimován do formy jednoho paketu RLE. Paket musí vždy obsahovat dvě informace: ■

Proudové číslo udávající počet znaků proudu snížený o jedničku a následující

■

proudovou hodnotu, jež se shoduje s hodnotou opakujícího se znaku v proudu.

Tip: Proč se proudové číslo definuje jako počet znaků proudu snížený o jedničku a ne přímo počet znaků, bude vysvětleno později. Pokud soubor obsahuje následující sekvenci znaků, AAAAkkRRRRRm

21

Počítačová komprimace dat zakóduje se tato sekvence do podoby: 3A1k4R0m V udané posloupnosti znaků rozpozná komprimační algoritmus čtyři proudy a přiřadí jim čtyři pakety. Tyto pakety jsou: ■

3A

■

1k

■

4R

■

0m

Prvním údajem v paketu je vždy proudové číslo (počet znaků proudu snížený o jedničku). Tento údaj je následován proudovou hodnotou znaku. Vidíte, že zmenšení velikosti souboru bylo dosaženo výhradně díky proudům znaků obsahujícím více než dva znaky. Pokud se proud skládá pouze z jediného znaku, komprimovaný paket RLE je dokonce delší než původní proud. Ačkoli v další části této kapitoly si probereme některé modifikace, které podobnému zvětšování komprimovaných souborů zamezují, je už z této základní podoby algoritmu RLE zřejmé, na jaká data bude prakticky použitelný a na jaká nikoli. Metoda RLE tedy nebude vhodná pro komprimaci textových souborů. Kompresní poměr by byl v takovém případě velice špatný. Stejně neslavně by dopadla komprimace většiny binárních souborů. Zbývají tedy jen obrázky. Metoda RLE je vhodná pro komprimaci jednoduchých obrázků s malou barevnou hloubkou (maximálně 256 barev). Takové obrázky se vytvářejí například v programu Paintbrush (Malování). Tyto obrázky mají často jednobarevné pozadí, které zaručuje dostatečnou velikost jednotlivých proudů. U těchto obrázků je možné dosáhnout kompresního poměru až 70 %. (Připomeňme, že jsme již dříve zadefinovali kompresní poměr tak, že 70procentní kompresní poměr odpovídá komprimaci dat na 30 % původní velikosti.) Naopak pro komprimaci fotografií se komprimační metoda RLE nehodí. Fotografie totiž na první pohled nesplňují podmínku dlouhých proudů.

22

Bezztrátová komprimace Modifikace RLE komprimace Vzhledem k tomu, že praktický efekt má metoda RLE téměř výhradně při jejím použití na jednoduché obrázky s malou barevnou hloubkou, zaměříme se při dalším popisu rozdílných variant algoritmu RLE výhradně na tato grafická data.

Tip: Metodu RLE využívá např. formát obrázku PCX, kterým se budeme podrobně zabývat dále. Existují tři základní přístupy k praktické realizaci algoritmu RLE ve vztahu k bitovým mapám jednoduchých obrázků. Ve všech těchto přístupech jsou obvykle původní data předlohy proudově kódována sekvenčním postupem, který přistupuje k datům jako k jednorozměrnému poli dat a nikoli jako k dvourozměrné mapě dat. Bitová mapa se začíná číst a komprimovat od levého horního rohu a postupuje se buď po řádcích nebo sloupcích jednotlivých pixelů až do pravého dolního rohu. Při komprimaci je však vhodné udržovat informaci o koncích jednotlivých řádků (resp. sloupců) bitové mapy. Tyto značky lze potom s výhodou použít, pokud je potřeba rozbalit pouze určitou část obrázku (např. 101. až 180. řádek původní předlohy). V takovém případě dekomprimační algoritmus nemusí dekomprimovat prvních 100 řádků obrázku pouze proto, aby našel požadovaný začátek výřezu. Dekomprimace může začít přímo na 101. řádku. Bohužel některé programy podporující grafické formáty s kompresí RLE informaci o konci řádků či sloupců do komprimované podoby obrázků neukládají. Začněme tedy s konkrétním popisem jednotlivých praktických přístupů. Základní struktura algoritmu RLE je zobrazena na obrázku 1.

23

Počítačová komprimace dat

Obr. 1 Základní schéma algoritmu RLE.

Praktické přístupy ke kódování bitových map se dělí podle typu základních datových prvků tvořících proudy. Podle typů těchto základních prvků existují tři praktické modifikace: ■

bitová úroveň,

■

bajtová úroveň a

■

pixelová úroveň.

Bitová úroveň kódování metodou RLE rozeznává pouze dva proudy znaků – proud jedniček a proud nul. Taková metoda je účinná prakticky pouze na monochromatické jednobitové obrázky. Tato data obsahují dostatečně dlouhé proudy jedniček i nul k tomu, aby metoda RLE v této modifikaci dosáhla dobrých kompresních poměrů. Jak tedy vypadá paket RLE na úrovni bitového kódování?

24

Bezztrátová komprimace Jedná se o jediný bajt logicky rozdělený do dvou částí. Nejvýznamější bit každého bajtu určuje proudovou hodnotu (tj. 1 nebo 0) a sedm méně významných bitů představuje proudové číslo udávající počet opakování proudové hodnoty snížený o 1. Je zřejmé, že délka proudu musí být vždy v rozsahu 1-128 znaků, neboť do sedmi bitů lze zapsat číslo 0-127. To je také důvod, proč se jako proudové číslo používá počet znaků proudu snížený o jedničku a nikoli přímo počet znaků proudu. Pokud původní nekomprimovaná data obsahují proud delší než 128 znaků, musí být tento proud při kódování rozdělen na dva nebo více proudů.

Tip: Pokud budeme bajt s hodnotou 151 interpretovat jako paket kódování RLE na bitové úrovni, zastupuje tento paket proud jedniček dlouhý 24 znaků. Číslo 151 v desítkové soustavě má totiž ve dvojkové soustavě vyjádření 10010111. Nejvyšší bit je jednička a nižších sedm bitů představuje číslo 23 v desítkové soustavě.

Tip: Všimněte si, že oproti základnímu schématu jsou údaje paketu RLE zapisovány obráceně – nejprve se zapíše proudová hodnota a pak teprve proudové číslo. Na závěr výkladu o modifikaci metody RLE na bitové úrovni je vhodné připomenout, že při komprimaci tato metoda nerozeznává hranice jednotlivých bajtů. Ty nejsou v tomto případě zajímavé. Druhou modifikací komprimační metody RLE je bajtová úroveň. Tato modifikace – jak již její název napovídá – kóduje proudy opakujících se bajtových hodnot a naopak si nevšímá dělení na bity nebo hranic šestnáctibitových (případně 32bitových) slov. Paket RLE se v tomto případě skládá ze dvou bajtů. První bajt udává proudové číslo v rozsahu 0-255 a druhý bajt proudovou hodnotu. Její rozsah je samozřejmě opět 0-255. Zde tedy může velikost jediného proudu, kterému bude odpovídat jeden RLE paket, dosahovat délky až 256 znaků.

25

Počítačová komprimace dat Tip: Pokud za sebou následují dva bajty s hodnotami 78 a 32, které budeme interpretovat jako paket RLE, znamená to, že hodnota 32 se v příslušném proudu vyskytuje 79krát. Pro dosažení lepších kompresních poměrů bývá vhodné doplnit bajtovou metodu o schopnost ukládat přesné nekódované jednobajtové proudy do kódovaného toku dat. V této modifikaci bajtové úrovně se pro vyjádření proudového čísla využívá pouze sedm méně významných bitů prvního bajtu paketu. Maximální velikost proudu je tak opět snížena na 128 znaků. Nejvýznamnější bit je indikátorem typu proudu. Pokud je tento bit nastaven na 1, jedná se o klasický dvoubajtový paket RLE, kde druhý bajt obsahuje proudovou hodnotu. Při nastavení nejvýznamnějšího bitu prvního bajtu na hodnotu 0 následuje za proudovým číslem přesný proud znaků, který se čte v té podobě, v jaké je zapsán. Jedná se o tzv. přímý paket. Používáním přímých paketů se zamezí tzv. záporné kompresi, při které kódování jednobajtových proudů dat představuje větší velikost komprimovaných dat oproti jejich původní formě.

Tip: Pokud první bajt paketu RLE obsahuje např. číslo 151 (tj. 10010111 ve dvojkové reprezentaci), jedná se o klasický dvoubajtový paket. Následující bajt představuje proudovou hodnotu, která se v proudu opakuje 24krát. Třetí bajt je již opět interpretován jako začátek nového paketu. Pokud však bude první bajt paketu RLE obsahovat číslo 23 (10111 ve dvojkové reprezentaci), bude se následujících 24 bajtů interpretovat jako přesný proud dat, která se při dekomprimaci souboru prostě opíší. Potom teprve začíná nový paket RLE. Metoda RLE na úrovni bajtů je vhodná pro obrázky, které jsou uloženy ve formě jeden bajt na pixel. Ne vždy tomu tak je, a proto se používá i třetí modifikace metody RLE na pixelové úrovni. Tato metoda se používá u složitějších obrázků, kdy je jediný pixel reprezentován více než jedním bajtem dat.

26

Bezztrátová komprimace Tip: Informaci o tom, kolik bajtů uchovává informaci o vzhledu jednoho pixelu, lze získat v hlavičce grafického souboru. Velikost paketu RLE se v tomto případě liší podle počtu bajtů na pixel. Pokud např. obrázek podporuje schéma dat „3 bytes per pixel“ (3 bajty na pixel), bude paket RLE čtyřbajtový – první bajt jako proudové číslo a následující tři bajty jediné proudové hodnoty. Kódovací metoda zůstává stejná jako u jednobajtové úrovně a opět lze využít modifikace s indikátorem přímého paketu.

Tip: Některé obrázky používají pro zobrazení pixelu počet bitů, který neodpovídá celým bajtům. V takovém případě lze paket RLE konstruovat na bitové úrovni a dosáhnout tím opět zlepšení kompresního poměru. Existuje i další modifikace metody RLE, která se snaží vyhnout záporné kompresi, která nastává při velkém počtu jednoznakových proudů v datech předlohy. Vysvětlíme si tuto metodu na schématu bajtové úrovně. Základní myšlenkou je použití tří bajtů jako jediného paketu RLE. První bajt v tomto případě obsahuje příznakovou hodnotu, následující dva bajty tvoří „klasický“ paket RLE. Druhý bajt opět představuje proudové číslo a třetí proudovou hodnotu. Kódování dat předlohy probíhá tak, že pokud komprimační program zjistí jedno-, dvou- nebo tříbajtový proud, zapíší se tyto hodnoty do komprimovaného toku dat přímo. Odpadá tak zápis dalších znaků. Při dekomprimaci se nejprve posoudí, zda první bajt paketu RLE obsahuje příznakovou hodnotu nebo nikoli. Pokud se jedná o příznak, expanduje se paket podle údajů proudového čísla a proudové hodnoty. Nejedná-li se o příznak, přidá se tento bajt přímo do nekomprimované podoby souboru. Následující bajt se opět testuje, zda nejde o příznak. K nevýhodám tohoto přístupu patří to, že minimální velikost proudu dat pro „klasický“ paket RLE se zvýší na čtyři bajty, což může negativně ovlivnit kompresní poměr některých dat. Další problém nastává, pokud nekódovaný tok dat obsahuje hodnotu, která se shoduje s hodnotou vyhrazenou pro příznak. Každý takový znak musí být kódován do tříbajtového paketu s proudovým číslem 0 (odpovídající jedinému znaku). Pouze tímto způsobem lze za-

27

Počítačová komprimace dat bránit mylné interpretaci hodnoty příznaku při dekomprimaci. Jako příznakovou hodnotu je tudíž nutné zvolit znak s nejmenší pravděpodobností výskytu v datech předlohy, aby v důsledku jeho častého výskytu nedocházelo ke zhoršení kompresního poměru. Poslední modifikaci komprese RLE, kterou si zde popíšeme, představuje forma tzv. vertikálních replikačních paketů neboli paketů s opakovanými vzorkovými řádky. Zlepšeného kompresního poměru se dosahuje vyjádřením toho, zda se opakuje celý předchozí řádek. Je zřejmé, že se tento druh kódování hodí pouze na ty druhy dat, kde se opakování celých řádků předpokládá. Dejme tomu, že jeden řádek obrázku je složen z dat uložených do 512 bajtů a všechny pixely v něm jsou stejné. Za předpokladu maximálního kódovatelného proudu 128 bajtů při dvoubajtovém schématu paketu RLE se tento řádek zakóduje do osmi bajtů. Pokud má stejnou barvu prvních 100 řádků předlohy, zakóduje se při použití metody RLE na bajtové úrovni (tak jak je popsána výše) těchto 100 řádků do 800 bajtů. S metodou vertikálních replikačních paketů stačí na druhý až stý řádek jediný paket. Celkově tedy 10 bajtů.

Tip: Metodu vertikálních replikačních paketů využívají grafické formáty WordPerfect Graphics Metafile (WPG) a GEM Raster (IMG). WPG používá dvoubajtové paketové schéma. Pokud má první bajt paketu hodnotu 0, jde o vertikální replikační paket. Druhý bajt takového paketu udává počet opakování řádku mínus 1. U formátu IMG se jako indikátor vertikálního replikačního paketu používá sekvence tří bajtů 00H 00H FFH. Následující bajt udává počet opakování předcházejícího řádku mínus jedna.

Formát PCX Pro demonstraci praktického použití jsem vybral popis komprimace a dekomprimace formátu obrázku PCX (PC Paintbrush File Format). Tento formát obrázku je jedním z nejpoužívanějších při komprimaci jednoduchých bitových map, které se tvoří např. programem Paintbrush. Formát PCX také podporuje většina grafických aplikací. Důležitou součástí každého souboru PCX je hlavička skládající se ze 128 bajtů. Hlavička má následující strukturu:

28

Bezztrátová komprimace typedef struct_PCXHeader { BYTE Identifier; BYTE Version; BYTE Encoding; BYTE BitsPerPixel; WORD XStart; WORD YStart; WORD XEnd; WORD YEnd; WORD HorzRes; WORD VertRes; BYTE Palette[48]; BYTE Reserved1; BYTE NumBitPlanes; WORD BytesPerLine; WORD PaletteType; WORD HorzScreenSize; WORD VertScreenSize; BYTE Reserved2[54]; } PCXHead;

/* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /* /*

Identifikátor PCX souboru - hodnota 0AH */ Číslo verze */ Druh kódování */ Bitů na pixel */ Levá strana obrázku */ Horní strana obrázku */ Pravá strana obrázku */ Spodní strana obrázku */ Horizontální rozlišení */ Vertikální rozlišení */ 16barevná EGA paleta */ Vyhrazeno */ Počet bitových rovin */ Bajtů na skenovací řádek */ Typ palety */ Horizontální velikost obrazovky */ Vertikální velikost obrazovky */ Vyhrazeno */

Komprimace bitové mapy do formátu PCX probíhá podle schématu bajtové úrovně komprimace RLE. Původní data předlohy jsou čtena po jednom bajtu a jsou zjišťovány proudy opakujících se hodnot bajtů, které jsou pak zaznamenávány do dvoubajtových paketů RLE. Dva nejvýznamnější bity prvního bajtu paketu představují indikátory paketu. Pokud jsou nastaveny na hodnotu 1, jedná se o „klasický“ dvoubajtový paket. Do zbylých šesti bitů je zakódováno proudové číslo. Následující bajt obsahuje proudovou hodnotu. Jsou-li nejvýznamnější bity čteného bajtu nastaveny na hodnotu 0, je celý tento bajt považován za přímou hodnotu bajtu a proud má jediný prvek.

Tip: Maximální délka proudu je omezena šesticí bitů na 64 bajtů.

29

Počítačová komprimace dat Tip: Tato modifikace komprimovacího algoritmu není ideální, neboť jednobajtový proud může obsahovat pouze hodnotu v rozmezí 0-63. Pokud je hodnota v intervalu od 64 do 255, musí být použit dvoubajtový paket RLE. Pokud obrázek obsahuje větší množství pixelových proudů s hodnotami většími než 63, zhoršuje se výrazně kompresní poměr. U jednoduchých obrázků je však toto riziko malé, a proto bylo toto schéma kódování použito. Pro dekódování obrázku do původní formy je zapotřebí znát několik údajů. Údaje jsou uvedeny včetně způsobu, jak je získat z hlavičky souboru: ■

šířka obrázku v pixelech (délka skenovací řádky): XEnd - XStart + 1

■

počet řádků obrázku: YEnd - YStart + 1

■

počet výplňových bajtů na konci každé skenovací řádky:

((BytesPerLine * NumBitPlanes) * (8 / BitsPerPixel)) - (XEnd - XStart) + 1) Dekódování obrazových dat uložených ve formátu PCX probíhá podle následujícího schématu: ■

čti bajt

■

testuj 2 nejvyšší bity

■

pokud jsou dva nejvyšší bity rovny 1, udává zbylých 6 bitů proudové číslo

■

čti další bajt

■

zapiš tento bajt tolikrát, kolikrát udává proudové číslo

■

pokračuj od začátku

■

pokud jsou dva nejvyšší bity rovny 0, jedná se o hodnotu pixelu

■

zapiš hodnotu bajtu jedenkrát

Celé schéma tvoří vnitřní tělo dvou vnořených cyklů. Vnitřní cyklus se opakuje tolikrát, aby počet zapsaných bajtů odpovídal délce skenovací řádky. Vnější cyklus se pak počtem opakování musí rovnat počtu řádků rastrového obrázku. Inverzní postup komprimace obrazových dat je zřejmý z předchozího výkladu a nebude zde tudíž uveden. Převaděč bitové mapy do formátu PCX (komprimační program) jen nesmí zapomenout na zapsání 128bajtové hlavičky souboru.

30

Bezztrátová komprimace Tip: Plná interpretace obrazového formátu PCX vyžaduje nejen znalost komprimačního schématu, ale také další informace. Např. ukládání pixelových dat může být realizováno dvěma způsoby: ■

Po pixelech – v tomto případě jsou pixelová data uložena za sebou, jak to nastiňuje schéma.

■

Po plochách – v tomto případě jsou data rozdělena do tří rovin červené, zelené a modré. Skenovací řádka dat je pak uložena v těchto třech rovinách

Shrnutí RLE představuje jeden z nejjednodušších komprimačních algoritmů. Základním principem komprimace je to, že se každá sekvence stejného znaku původních dat uloží ve formě nesoucí informaci, o který znak se jedná a o počtu opakování znaku. Nevýhody: Úzká oblast dat, na kterých tato metoda dosahuje dobré kompresní poměry. Komprimace RLE je vhodná pouze pro jednoduché obrázky s malou barevnou hloubkou (např. obrázky z aplikace Paintbrush). Nehodí se ani pro složitější obrázky ani pro textové nebo binární soubory. Výhody: Jednoduchost algoritmu a jeho snadné použití vedoucí k vysoké komprimační i dekomprimační rychlosti.

31

Počítačová komprimace dat Lempel-Ziv-Welch algoritmus Komprimační algoritmus Lempel-Ziv-Welch (LZW) je jednou z nejrozšířenějších komprimačních metod, kterou používají (v různé formě) jak kompresní programy (např. ARJ, PKZIP, ZOO, LHA atd.), tak i různé grafické formáty obrázků. Jedná se o tzv. substituční (adaptivní slovníkovou) metodu. Základním principem tohoto kompresního algoritmu je vyhledávání stejných posloupností bajtů v originálním souboru. Pomocí odkazů na tyto posloupnosti dat algoritmus buduje datový slovník. Komprimace pak probíhá podle následujícího schématu: ■

Pokud se posloupnost bajtů (řetězec) ve vytvářeném slovníku nevyskytuje, je tato posloupnost přidána do slovníku a v nezměněné formě zapsána do komprimovaného výstupního toku dat.

■

Pokud se vstupní posloupnost bajtů ve slovníku již nachází, zapíše se do výstupního toku dat pouze zástupná slovníková hodnota odpovídající nalezené vstupní posloupnosti. Díky tomu, že zástupná hodnota je vždy menší než čtená posloupnost, dochází ke kompresi dat.

Dekomprimace je inverzním procesem, při kterém algoritmus čte komprimovaný tok dat a stejným způsobem vytváří datový slovník posloupností (řetězců) bajtů. Dekompresor tedy postupně čte komprimované kódy, zapisuje na výstup příslušné řetězce a přidává nové řetězce do slovníku. Detailnější popis komprese a dekomprese bude uveden později. Nyní si zdůrazněme jednu ze základních vlastností algoritmu LZW.

Tip: Pro potřeby dekomprese není nutné uchovávat datový slovník vytvářený při komprimaci. Dekodér nepotřebuje mít tento slovník staticky uložen, ale namísto toho sám buduje duplicitní slovník v průběhu dekomprese. Vraťme se teď trochu do minulosti a začněme se zabývat základními modifikacemi algoritmu LZW v pořadí, v jakém spatřily světlo světa.

32

Bezztrátová komprimace Existují dvě základní schémata tohoto komprimačního algoritmu. Jeho počátky jsou spojeny se jmény Abraham Lempel a Jakob Ziv. Tito pánové vypracovali v letech 1977 a 1978 kompresní algoritmy, které vešly do povědomí pod zkratkami LZ77 a LZ78. V roce 1984 na jejich práci navázal Terry Welch, který modifikoval kompresní algoritmus LZ78 pro potřeby hardwarových zařízení, konkrétně diskových řadičů. Tak vznikla podoba Lempel-Ziv-Welch algoritmu známého pod zkratkou LZW.

LZ77 Komprimační část algoritmu LZ77 funguje tak, že se pokouší vyhledat co nejdelší opakující se posloupnosti znaků. Pokud takovou opakující se posloupnost nalezne, zapíše na výstup pouze odkaz na předcházející výskyt řetězce. Například vstupní řetězec „Leze po železe“ se zakóduje do podoby „Leze po že[10,4]“. Znaky [10,4] je třeba považovat za schématicky zapsaný offset udávající, že dekodér má z předcházejících deseti znaků vybrat první čtyři. Podstatou tohoto typu komprese je tzv. posuvné okno (sliding window), které obsahuje koncovou část již přečteného (a zkomprimovaného) textu. V tomto okně se kompresní algoritmus snaží nalézt co nejdelší podřetězec odpovídající řetězci na vstupu. Pokud se to podaří, zakóduje jej v podobě odkazu na tento výskyt. Odkaz musí obsahovat ukazatel na začátek podřetězce a jeho délku.

Tip: Posuvné okno musí být samozřejmě dostatečně veliké, aby kompresní algoritmus dosáhl dobrého kompresního poměru, ale zároveň ne tak velké, aby hledání nejdelšího řetězce v tomto okně neúměrně neprodloužilo dobu komprimace. Ve většině případů se používá velikost okna několik kilobajtů. Posuvné okno obsahuje dvě části: prohlížecí okno a aktuální okno (look ahead buffer). Na začátku algoritmus nastaví posuvné okno tak, aby začátek vstupu obsahovalo aktuální okno. Potom pokaždé v posuvném okně najdeme co nejdelší počáteční podřetězec (předponu) řetězce z aktuálního okna začínající v prohlížecím okně. Tento podřetězec se pak zakóduje v podobě ukazatele na počátek podřetězce v prohlížecím okně a jeho délku.

33

Počítačová komprimace dat Zde je uveden stručný nástin algoritmu popsaného v předcházejícím odstavci: while (aktuální okno není prázdné) { najdi informaci (ukazatel, délka) nejdelší předpony aktuálního okna if (délka > minimální délka) { write (ukazatel, délka) posuň posuvné okno o délku znaků doleva } else { write (první znak aktuálního okna) posuň posuvné okno o 1 znak doleva } }

Tip: Existuje několik způsobů jak rozeznat dvojici znaků nesoucí informaci o dvojici (ukazatel, délka) od jednotlivých znaků na výstupu. Nejpoužívanějším je zápis LZSS (Storer, Szymanski): <1, ukazatel, délka> nebo <0, jednotlivý znak>. Nula na počátku signalizuje jednotlivý znak, jednička informační dvojici znaků. Uvedený algoritmus je základním algoritmem, od kterého se odvozuje velká skupina modifikací nazývaná třída algoritmů LZ77. Dekomprimace souboru zkomprimovaného metodou LZ77 je velice jednoduchá a rychlá. Vždy, když dekomprimační algoritmus narazí na offset udávající ukazatel a délku řetězce, prostě tento řetězec zkomprimuje na výstup.

LZ78 Zatímco metoda LZ77 vytváří svůj dynamický slovník pomocí odkazů do již komprimovaného textu, vylepšený algoritmus LZW patřící do třídy algoritmů LZ78 používá slovníkové odkazy odlišně. Metoda LZW vytváří dynamicky slovník opakujících se řetězců v průběhu komprimace. Různé modifikace algoritmů třídy LZ78 se liší ve způsobu vytváření slovníku.

34

Bezztrátová komprimace Slovníková komprese LZW je založena na následující velmi jednoduché strategii. Algoritmus postupně rozpoznává a ukládá do tabulky řetězce znaků a tyto řetězce nahrazuje ve výstupním textu přirozenými čísly z předem definovaného intervalu. Definice intervalu je závislá na charakteru komprimovaných dat. Například při kódování řetězce znaků zobrazených v osmibitovém zobrazení (znaků ASCII) je prvních 255 čísel vyhrazeno pro zobrazení samostatných znaků z původního souboru. Čísla nad 255 se pak přidělují jednotlivým nalezeným řetězcům. Přitom se vytváří slovník (tabulka) již rozeznaných řetězců, který se v průběhu komprimace udržuje v paměti počítače. Běh algoritmu LZW začíná s prázdným slovníkem a řetězcem W obsahujícím první znak zdrojového souboru. Vždy po přečtení dalšího znaku c zjistí, jestli se řetězec W+c vyskytuje ve slovníku. Pokud ano, pouze prodlouží řetězec W o znak c, jinak zapíše nový odkaz na řetězec do slovníku. Pokud řetězec W obsahuje jediný znak, bude do slovníku zanesen pouze jediný znak. Vzhledem k tomu, že do slovníku se zapisují čísla větší než 255, je nutné i tento jediný znak zapsat v příslušné podobě. K vyjádření odkazu na řetězec se většinou používá 12bitová hodnota. V tomto případě tedy čísla 0–255 jsou jednotlivé znaky a čísla 256–4095 kódy řetězců do slovníku.

Tip: Pokud se slovník zaplní dříve, než je přečten celý soubor, je celý slovník smazán a začíná se plnit znovu. Někdy se pro zlepšení účinnosti místo smazání slovníku používá algoritmus LRU (last-recently-used) pro odstranění nepoužívaných řetězců ze slovníku. Vzhledem k tomu, že slovník se plní od nejnižších pozic, je pro zlepšení kompresního poměru výhodné začít kódy ukládat pouze 9bitově a teprve když se slovník více zaplní, postupně je rozšiřovat až na 12 bitů. Slovník dekompresoru se totiž plní stejně, a tak dekompresor snadno pozná, kdy začít kódy číst 10bitově. Je nutné si uvědomit, že smazáním slovníku se neztrácí žádná informace, pouze se algoritmus ochuzuje o možnost využití smazaných odkazů na řetězce v průběhu pokračující komprese. Nástin právě popsaného algoritmu uvádějí následující řádky: set W = NIL While (!eof(input)) {

35

Počítačová komprimace dat přečti znak c if (Wc ve slovníku) W = Wc else { Zapiš kódovou hodnotu pro W Přidej Wc do slovníku W = c } }

Pro větší názornost uvedeného algoritmu si ukažme konkrétní příklad zakódování vstupního řetězce. Mějme vstupní řetězec následujících znaků: WEB/WEB/WEB! Řetězec W

Přečtený znak

Výstup

Nová položka ve slovníku

W W

E

W

(256) = WE

E

B

E

(257) = EB

B

/

B

(258) = B/

/

W

/

(259) = /W

W

E

WE

B

(256)

(260) = WEB

B

/

B/

W

(258)

(261) = B/W

W

E

WE

B

WEB

!

(260)

(262) = WEB!

!

(eof)

!

Tip: Při kompresi se velmi často zjišťuje, jestli nějaký řetězec již je ve slovníku, případně jeho kód. Pro tento účel je nutné použít některou efektivní metodu vyhledávání, např. strom nebo hash-table.

36

Bezztrátová komprimace Dekompresní část algoritmu postupně čte kódy komprimovaného souboru, zapisuje příslušející řetězce na výstup a přidává nové řetězce do slovníku. Do slovníku je vždy přidán řetězec reprezentovaný předcházejícím kódem a první znak z řetězce s aktuálním kódem. Pro případ, že by byl přečten kód, kterému ještě nebyl přiřazen řetězec (tato situace může nastat např. pokud původní text obsahoval několik stejných znaků za sebou), je do slovníku přidán řetězec skládající se z předcházejícího řetězce a jeho posledního znaku. Zdůrazněme, že takto tvořený slovník bude totožný s tím, který vytvořil kompresní algoritmus. Dekompresní schéma algoritmu LZW lze zapsat následujícím způsobem: čti prom zapiš prom while (!eof(input)) { čti code zapiš řetězec odpovídající kódu code (tj. table[code]) – to může být přímo znak code přidej řetězec table[last]+první znak table[code] do slovníku prom = code }

Jednou z důležitých předností, kterou je třeba vyzdvihnout, je využitelnost algoritmů LZW u takových zařízení, kterými data pouze procházejí a kde je žádoucí data zpracovat rychle. Takovými zařízeními jsou např. modemy. Zde je totiž třeba rychlé zpracování dat a vyslání po lince k příjemci. Výhoda komprimace LZW oproti jiným spočívá v tom, že modemy používající tuto kompresi nemusí zdrojová ani zkomprimovaná data uchovávat. Zdrojová data se po komprimaci mohou ihned zaměnit dalšími a zkomprimovaná data se okamžitě vyšlou příjemci. Nezanedbatelnou výhodou je přitom fakt, že většina jiných komprimačních algoritmů pracuje po blocích, tedy že zkomprimovaná data mohou být vyslána až po kompresi celého bloku, kdežto za použití algoritmu LZW může být proces vysílání plynulý.

37

Počítačová komprimace dat Shrnutí Rodina komprimačních algoritmů známá především pod označením Lempel-ZivWelch (LZW) algoritmus (také substituční nebo slovníková metoda) je velice rozšířená jak při bezztrátové komprimaci grafických, tak i binárních či textových dat. Tento typ komprese používá např. grafický formát GIF, TIFF, programy jako jsou ARJ nebo PKZIP. LZW je součástí modemových standardů pro přenos dat atd. Základním principem tohoto kompresního algoritmu je vyhledávání stejných posloupností bajtů v originálním souboru. Zápisem odkazů na tyto posloupnosti dat algoritmus buduje datový slovník. Každý další výskyt takové posloupnosti bajtů se zakóduje buď: ■

odkazem na předcházející výskyt posloupnosti nebo

■

použitím slovníkového odkazu spojeného s příslušným řetězcem.

Výhody: ■ velmi dobrý kompresní poměr (zvláště při aplikaci některé statistické metody na výsledný kód); ■

rychlá komprese i dekomprese a nevelké nároky na paměť;

■

adaptivní metoda vytvářející dynamický substituční slovník. Tento slovník není nutné ukládat pro potřeby dekomprese – dekompresní část algoritmu vytvoří duplicitní slovník přímo při dekompresi;

■

možnost kontinuálního vysílání zkomprimovaných dat (např. modemem) bez nutnosti čekání na dokončení komprimace celého datového bloku.

Nevýhody: Rychlý nárůst slovníkových kódů odkazujících na řetězce původního souboru vede v některých případech k zaplnění paměti určené pro slovníkové kódy. Z toho pak vyplývá smazání aktuálního slovníku a jeho nové vytváření bez možnosti použití „zapomenutých“ odkazů. V případě větších slovníků zase narůstá doba vyhledání řetězce v tabulce.

38

Bezztrátová komprimace Huffmanovo kódování Huffmanovo kódování je neznámějším zástupcem skupiny algoritmů, které pracují na základě různých četností znaků v kódovaných datech. Již z této úvodní věty je zřejmé, že Huffmanovo kódování a příbuzné komprimační techniky jsou určeny především pro komprimaci textových souborů. Základní myšlenku této skupiny algoritmů lze zjednodušeně popsat takto: při komprimaci se postupuje tak, že nejprve komprimační algoritmus zjistí pravděpodobnosti výskytů jednotlivých znaků (příp. jejich kombinací) a každému znaku (kombinaci znaků) přiřadí jedinečný kód. Takovéto kódy se liší svou bitovou délkou. Tato část algoritmu je nejdůležitější a musí být navržena tak, aby přiřazení kódů znakům respektovalo požadavek na přiřazení bitově nejkratších kódů znakům s častějším výskytem a bitově delších kódů znakům s méně častým výskytem. Pak již jen algoritmus postupně načítá znaky vstupního souboru, nachází odpovídající předem přiřazené kódy a tyto kódy zapisuje na výstup.

Tip: Jednotlivé varianty algoritmů založených na různé četnosti znaků v souborech se liší především částí přiřazující jednoznačné kódy jednotlivým znakům vstupního souboru. Vytvoření binárního stromu si nejlépe vysvětlíme na konkrétním příkladu. Předpokládejme, že potřebujeme zkomprimovat soubor, který obsahuje pouze znaky A, 8, 0, K a R. Dále předpokládejme, že proběhla analýza pravděpodobnosti výskytu těchto znaků v souboru určeném pro komprimaci s následujícím výsledkem: znak A se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 50 %, znak 8 se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 12,5 %, znak 0 se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 6,25 %, znak K se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 6,25 %, znak R se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 25 %.

39

Počítačová komprimace dat Binární strom podle zásad Huffmanova algoritmu potom tvoříme od koncových „listů“ stromu, tj. od znaků s nejmenší pravděpodobností (viz obr. 2). Vybereme nejprve znaky s nejmenší pravděpodobností výskytu a uděláme z nich dva koncové listy stromu. Potom vybereme znak s nejnižší pravděpodobností z dosud nezpracovaných znaků, a tak postupujeme až ke kořeni stromu.

Obr. 2 Příklad binárního stromu Huffmanova kódování.

Tip: Každý uzel binárního stromu představuje součet pravděpodobností všech „listů“, které jsou ve stromové struktuře pod ním. Vytvořením binárního stromu jsou definovány kódy přiřazené podle četnosti výskytu jednotlivým znakům souboru. Tyto znaky se přiřadí jednotlivým znakům tak, že ke každému znaku se postupuje stromovou strukturou. Při pohybu od uzlu k uzlu zaznamenáme jedničku vždy při cestě vpravo dolů a nulu při cestě vlevo dolů. Pokud se budeme držet binárního stromu vytvořeného na obr. 2, budou kódy přiřazené jednotlivým znakům vypadat takto: A: 1 8: 011 0: 0100 K: 0101 R: 00

40

Bezztrátová komprimace Tip: Uvedený binární strom není samozřejmě jedinou možností přiřazení Huffmanových kódů jednotlivým znakům při uvedené distribuci. Binárních stromů lze uvedeným způsobem vytvořit více, avšak celková komprimovaná délka souboru bude vždy stejná, jelikož počet bitů přiřazených jednotlivým znakům bude ve všech případech stejný. Komprese na základě vytvořeného binárního stromu probíhá tak, že komprimační algoritmus čte sekvenčně znaky ze vstupního souboru a do výstupního pak zapisuje jim příslušné sekvence bitů. Dekomprese sice vyžaduje znalost původního binárního stromu, ale je také velice jednoduchá. Pokud jsou kódy ve zkomprimované podobě souboru uloženy bezprostředně za sebou, bude již dekomprimační algoritmus schopen rozpoznat znak příslušející ke kódu. Algoritmus bude prostě číst kód (o kterém ještě není známo, jak je dlouhý) bit po bitu a podle hodnoty bitu bude postupovat po binárním stromě od kořene až k „listu“ stromu představujícímu znak. Tento znak je již původním znakem, který byl při komprimaci zakódován. Slabinou tohoto algoritmu je mimo jiné i to, že binární strom lze bez problémů sestavit pouze v případě, že pravděpodobnosti výskytu všech znaků vstupního souboru jsou mocninou čísla 1/2. Pouze v tom případě každé vyšší patro vytvářeného stromu obsahuje uzel nebo list stromu s pravděpodobností výskytu dvojnásobnou oproti listům či uzlům ležícím o patro níž. Je zřejmé, že ideálního kompresního poměru může být dosaženo pouze při dodržení této zásady. V praxi však s něčím takovým nelze počítat vlastně nikdy, a proto je zapotřebí zaokrouhlovat pravděpodobnosti výskytu jednotlivých znaků. Zokrouhlování ovšem musí být prováděno při dodržení dvou základních zásad: ■

součet všech procentuálních hodnot musí samozřejmě dávat hodnotu 100 %;

■

zároveň je nutné dbát na to, že v každém patře vytvářeného stromu může být maximálně určitý počet listů a uzlů. Tento počet je dále omezen již vytvořenými patry stromu.

Složitosti vznikající při dodržování poslední zásady lze demonstrovat na následujícím příkladu. Předpokládejme, že máme opět stejný soubor znaků jako v předcházejícím případě, tentokrát ovšem s jinou pravděpodobnostní distribucí: znak A se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 46 %, znak 8 se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 22 %,

41

Počítačová komprimace dat znak 0 se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 5 %, znak K se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 5 %, znak R se v souboru vyskytuje s pravděpodobností 22 %. Při vytváření binárního stromu podle zásad Huffmanova algoritmu nalezneme nejprve dva znaky s nejnižší pravděpodobností (0 a K). Jejich pravděpodobnosti zaokrouhlíme na 6,25 %, což je mocnina 1/2. Následují znaky 8 a R se stejnou pravděpodobností. Zaokrouhlení obou příslušných pravděpodobností na 25 % je nepřípustné, protože na jediný zbývající znak by zbyla pravděpodobnost 37,5 % – ta je ovšem v binárním stromě nepřípustná. Je tedy nutné pravděpodobnost jednoho z těchto znaků zaokrouhlit na 12,5 % a pravděpodobnost druhého zaokrouhlit na 25 %. To znamená, že ačkoli oba znaky se ve vstupním souboru vyskytují se stejnou pravděpodobností, jeden z nich bude v komprimované formě reprezentován třemi bity a druhý dvěma bity. Tento jednoduchý příklad nedemonstruje všechny problémy spojené s tvorbou binárního stromu, ale nastiňuje příčinu, proč se do kompresního schématu zavádějí nežádoucí nepřesnosti, které zhoršují výsledný kompresní poměr. Zároveň se algoritmus tvorby binárního stromu se stává složitější.

Shannon-Fanovo kódování Shannon-Fanovo kódování je velice podobné Huffmanovu. Rozdíl mezi oběma algoritmy spočívá v konstrukci binárního stromu. Tvorba binárního stromu v Shannon-Fanově modifikaci je poněkud jednodušší. Lze ji shrnout do dvou následujících kroků: ■

Rozděl soubor symbolů na dvě skupiny se stejnou nebo co nejpodobnější celkovou pravděpodobností znaků obsažených v obou skupinách. Pokud se vrátíme k druhému příkladu z předcházejícího odstavce, obsahovala by po takovém rozdělení znaků jedna skupina pouze znak A (46 %) a druhá skupina znaky 8, 0, K a R (celkem 54 %). První skupině se přiřadí binární symbol nuly a druhé skupině binární jednička.

■

Opakuj první krok na všechny dosud vytvořené skupiny, dokud každá skupina nebude obsahovat jediný znak.

Rozdíl mezi způsoby vytváření binárních stromů v Huffmanově a Shannon-Fanově variantě je v tom, že Huffmanovo kódování vytváří strom od koncových listů směrem ke kořenu, zatímco Shannon-Fanova metoda postupuje obráceně – od kořene k listům.

42

Bezztrátová komprimace Zatímco Huffmanova varianta při správném použití generuje vždy optimální kódy pro jednotlivé znaky, jednodušší Shannon-Fanova metoda může v některých případech použít v některých kódech pár bitů navíc.

Tip: Všimněte si, jakým způsobem vytvoří Shannon-Fanova varianta binární strom pro druhý příklad z předcházejícího odstavce (viz obr. 3). Kód příslušející ke znaku A bude reprezentován jediným bitem, zatímco všem ostatním znakům bude přiřazen kód tříbitový. Zcela se tak smaže rozdíl mezi pravděpodobností výskytu znaku 5 % a 22 %.

Obr. 3: Příklad binárního stromu vytvořeného Shannon-Fanovou metodou

Aritmetické kódování Jak bylo vysvětleno výše, Huffmanovo kódování dosahovalo optimálních výsledků pouze v případě, kdy pravděpodobnosti jednotlivých znaků byly celočíselnými mocninami 1/2. V ostatních případech by bylo optimální na zakódování jednoho znaku použít neceločíselný počet bitů, což však samozřejmě binární soustava neumožňuje. Aritmetické kódování tento nedostatek odstraňuje velice zajímavým způsobem – kóduje celou zprávu jako jediné kódové slovo. Základní myšlenku použitou v této komprimační metodě lze popsat ve stručnosti takto: aritmetické kódování reprezentuje celou zprávu jako číslo z intervalu <0,1). Na začátku kódování uvažujeme celý tento interval. Jak se zpráva prodlužuje, zužujeme postupně interval – přibližují se k sobě i horní a dolní mez nově vytvářeného intervalu. Na konec stačí zapsat libovolné číslo z výsledného intervalu – to samo o sobě reprezentuje celou zprávu. Algoritmus komprese lze nastínit jako následující sekvenci kroků:

43

Počítačová komprimace dat ■

Zjištění pravděpodobností výskytu jednotlivých znaků ve zdrojovém souboru.

■

Rozdělení intervalu <0,1) na podintervaly, jejichž vzájemný poměr velikostí odpovídá poměru pravděpodobností jednotlivých znaků (seřazených podle abecedy).

■

Uložení tohoto základního rozdělení intervalu <0,1).

■

Vlastní komprese víceznakové zprávy. Komprese víceznakové zprávy bude probíhat tak, že se nejprve vybere první znak vstupního souboru. Ten zúží interval <0,1) na podinterval příslušející tomuto znaku tak, jak mu byl přidělen v druhém bodě celkového algoritmu aritmetického kódování. Tento podinterval bude rozdělen stejným způsobem jako dříve celý interval <0,1). Po načtení dalšího znaku bude podinterval dále zúžen podle načteného znaku. Tak to půjde dále až do načtení posledního znaku zprávy.

■

Posledním bodem je vybrání kteréhokoli zlomku náležejícího do výsledného nejjemnějšího podintervalu a jeho převedení do binární formy.

Tip: Čím je kódovaný znak pravděpodobnější, tím se interval zúží méně. Nejjednodušeji lze tento algoritmus pochopit na příkladu. Naším úkolem bude za pomoci aritmetického kódování zakódovat tříbajtovou zprávu obsahující znaky „XXY“. V souladu s prvním bodem algoritmu aritmetického kódování zjistíme, že zpráva obsahuje pouze dva znaky: pravděpodobnost výskytu znaku X je 2/3, pravděpodobnost výskytu znaku Y je 1/3. V dalším kroku rozdělíme v tomto poměru (v poměru 2:1) interval <0, 1) a rozdělení si zapamatujeme. Nyní již přistoupíme ke kódování vstupního souboru. Načteme první znak souboru, kterým je písmeno X a zjemníme původní interval na podinterval <0, 2/3). Tento interval opět rozdělíme v poměru 2:1. Dělícím bodem bude v tomto případě bod 4/9. Načteme další znak – je jím opět písmeno X, které nám podinterval opět zúží na <0, 4/9). Tento interval opět rozdělíme v poměru 2:1 – dělícím bodem je v tomto

44

Bezztrátová komprimace případě zlomek 8/27. Následujícím znakem zprávy je písmeno Y, jež opět zúží interval, o který se budeme zajímat, na <8/27, 4/9). Vzhledem k tomu, že třetí znak je v našem vstupním souboru také znakem konečným, je konečný i tento interval. Zbývá již jen vybrat libovolnou hodnotu z tohoto intervalu, která převedena do binární formy bude reprezentovat celou vstupní sekvenci. Vyberme (z důvodů, které uvedeme později) číslo 3/8.

Tip: Pro potřeby dekomprimace zakódované zprávy je nezbytné předat dekomprimační části algoritmu (kromě kódové hodnoty) také poměry pravděpodobností jednotlivých znaků a počet znaků původní zprávy.

Tip: Na obr. 4 jsou zachyceny všechny možnosti kódování tříbajtové zprávy sestávající ze znaků X a Y, jejichž poměr pravděpodobností výskytu je 2:1.

Obr. 4 Diagram všech možností kódování tříbajtové zprávy sestávající ze znaků X a Y, jejichž poměr pravděpodobností výskytu je 2:1.

45

Počítačová komprimace dat Dekomprese zakódované zprávy do původního tvaru je prostá. Načteme rozdělení intervalu <0, 1) na podintervaly podle poměru pravděpodobností výskytu jednotlivých znaků a počet znaků původní zprávy. Dále budeme postupovat podle následujícího velice jednoduchého návodu: ■

vybereme podinterval
■

na výstup zapíšeme znak náležející svou pravděpodobností do tohoto intervalu read(kód) while (není obnovena celá zpráva) { kód =(kód -K(i))/P(znak) }

P(znak) reprezentuje pravděpodobnost výskytu příslušného znaku. Pokud se vrátíme k našemu příkladu, bude dekomprimace vypadat následovně: Načteme kód 3/8, který reprezentuje vstupní posloupnost znaků. Tento zlomek náleží do intervalu <0, 2/3), který odpovídá znaku X. Zapíšeme tento znak na výstup. Nová hodnota kódu bude (3/8 - 0) / (2/3) = 4/9

Zlomek 4/9 náleží opět do podintervalu <0, 2/3). Jako druhý znak zapíšeme na výstup opět X. Úprava kódu bude nyní následující: (4/9 - 0) / (2/3) = 2/3

Zlomek 2/3 náleží do podintervalu <2/3, 1). Tento interval odpovídá znaku Y, který je tudíž třetím znakem původní zprávy. Víme, že originální sekvence se skládala právě ze tří znaků, a proto dekomprimaci ukončíme.

Tip: Zde vidíte důležitost faktu, který zatím nebyl příliš zdůrazněn: všechny intervaly, se kterými při aritmetickém kódování pracujeme, jsou polouzavřené zleva.

46

Bezztrátová komprimace Tím jste se seznámili se základní myšlenkou komprimace obecně známé pod pojmem aritmetic coding (aritmetické kódování). Při převádění této chytré a jednoduché myšlenky do počítačové praxe se však setkáváme s celou řadou problémů – nejzávažnější je asi potřeba konverze reálných čísel na bitové vyjádření. Výsledný kód reprezentující vstupní posloupnost je zapotřebí převést do formy vyjádřitelné ve dvojkové reprezentaci. Navíc s každým reálným číslem rozdělujícím základní interval <0, 1) je nezbytné pracovat s vyloučením jakéhokoli zaokrouhlování. Při vyjádření výsledného zlomku v bitovém vyjádření je důležitý fakt, že jmenovatel musí být mocninou čísla 2. Jedině tak je možné jednoznačně stanovit délku výsledného bitového vyjádření celého zlomku. Počet bitů bitového vyjádření je takový, aby pomocí nich bylo možné vyjádřit všechny hodnoty v intervalu <0, jmenovatel-1>. Nyní tedy několik jednoduchých příkladů, jak se zlomky konvertují na svá bitová vyjádření (nejnižší bit je uveden vpravo): Zlomek

Bitové vyjádření

1/2

1

1/4

01

3/4

11

3/4

11

5/8

101

31/32

11111

Tip: Takto zkonstruovaná racionální čísla mohou náležet pouze intervalu <0, 1). Velkým problémem je u popsaného komprimačního algoritmu rychlý růst počtu platných desetinných míst v racionálních číslech, která představují dolní a horní meze intervalů. Ve většině případů již u souborů o deseti znacích roste počet platných cifer těchto dělících bodů na dvacet až třicet číslic. Z toho je zřejmé, že celé soubory o velikosti mnoha megabajtů nelze kódovat jediným číslem, neboť počet platných míst u čísel v mezivýpočtech by rostl prakticky neomezeně.

47

Počítačová komprimace dat Je tedy nutné rozdělit každý soubor na jednotlivé bloky a ty komprimovat samostatně. Bohužel se ukazuje (viz minulé řádky), že tyto bloky většinou nemohou přesahovat 10 bajtů. S každým blokem o deseti bajtech, který se ukládá, je spojeno několik desítek matematických operací s racionálními čísly o desetinném rozvoji jdoucím do dvaceti až třiceti platných číslic. Tyto operace musí být navíc emulované softwarově, jelikož problém si nelze ulehčit ani pomocí matematického koprocesoru, neboť ten podporuje reálná čísla vyjádřená pouze v 6 bajtech. To je pro aritmetické kódování nedostačující. Softwarová emulace způsobuje poměrně dlouhou dobu zpracování. I přes rychle se rozvíjející hardwarové možnosti nelze přehlédnout vysokou náročnost komprimačního algoritmu na zdroje počítače – především na paměť a taktování procesoru. Dalším problémem tohoto druhu komprimace je např. složitost způsobu zjišťování, jak dlouhé bude výsledné bitové vyjádření kódu reprezentujícího vstupní posloupnost znaků. Ani tím však problémy s praktickou realizací algoritmu nekončí. Jako obtížný se jeví již první krok celého algoritmu – zjištění pravděpodobnosti výskytu jednotlivých znaků. To lze samozřejmě řešit sekvenčním načtením celého souboru a prostým výpočtem pravděpodobností z absolutního počtu jednotlivých výskytů. U rozsáhlých souborů však dojde k nepříjemnému prodloužení doby komprimace, do které je nutné čas na zjištění pravděpodobností výskytů započítat. U dlouhých souborů je doba komprimace limitním faktorem již bez tohoto zdržení. Pokud se bude algoritmus aritmetického kódování aplikovat na textové soubory, je možné použít statických tabulek frekvencí jednotlivých znaků v různých jazycích. Tyto údaje jsou tabelovány již několik desetiletí (viz obr. 5). To je však pohříchu ten nejméně vhodný způsob.

písmeno A Á B C Č D Ď E É Ě

pravděpodobnost 0.054 0.021 0.014 0.019 0.008 0.026 0.005 0.073 0.010 0.007

písmeno F G H I Í J K L M N


Obr. 5 Pravděpodobnosti výskytu jednotlivých písmen v českém textu.

48

písmeno Ň O Ó P Q R Ř S Š T


písmeno Ť U Ú, Ů V W X Y Z Ž mezera


Bezztrátová komprimace Jako příznivější se jeví tvorba adaptivního slovníku, kdy původní fixní tabulka pravděpodobností je upravována po každém jednotlivém výskytu kteréhokoli znaku v průběhu kódování. I tento model však pracuje pouze s pravděpodobností výskytu jednotlivých znaků a nebere v úvahu pravděpodobnosti posloupností znaků.

Tip: Kromě tabelace pravděpodobností výskytů jednotlivých znaků jsou dnes k dispozici také pravděpodobnosti výskytu jednotlivých dvojic, resp. trojic znaků v různých jazycích. Nejúčinnější metodou se dnes jeví způsob zjišťování frekvence znaků založený na markovovském zdroji dat – DMC (Dynamic Markov Coding). Má-li vstupní soubor N různých znaků, je tento typ zdroje daný tzv. počátečním vektorem pravděpodobností: (p(0), p(1), ..., p(N-1))

a maticí přechodových pravděpodobností:

 p(0,0) ... p(0,N-1)    . .   . .   . .    p(N-1,0)...p(N-1,N-1)    Obr. 6 Vektor počátečních pravděpodobností a matice přechodových pravděpodobností spolu souvisí vztahem:

p(y)= Σ p(x,y).p(x) N-1

x=0

Obr. 7 Pravděpodobnost p(y, x) označuje pravděpodobnost, že v daném souboru se po znaku x vyskytuje znak y. Pravděpodobnost p(x) odpovídá pravděpodobnosti, že prvním znakem sekvence bude znak x.

Matice přechodových pravděpodobností se upravuje a doplňuje v průběhu komprimace podle výskytů jednotlivých znaků ve vstupním souboru.

49

Počítačová komprimace dat Tip: Jasnou výhodou tohoto přístupu je fakt, že na rozdíl od statických tabulek znaků se jedná o adaptivní variantu algoritmu, kterou lze použít i na netextová data.

Shrnutí Huffmanovo kódování, Shannon-Fanovo kódování a nejnovější varianta aritmetické kódování tvoří rodinu příbuzných komprimačních algoritmů založených na využití pravděpodobností výskytu jednotlivých znaků nebo jejich posloupností v komprimovaných datech. Žádná z těchto metod se příliš nepoužívá samostatně, ale dosahuje velmi dobrých výsledků v kombinaci s některou slovníkovou metodou (LZ77, LZ78 nebo LZW). Samostatně má toto kódování praktický význam především při použití na textových souborech. Aritmetické kódování svým principem obchází nevýhodu Huffmanova a Shannon-Fanova kódování, která jsou nejefektivnější pouze při hodnotách pravděpodobností výskytů jednotlivých znaků, které jsou celočíselnou mocninou čísla 1/2. Výhody: ■ Velmi dobré kompresní poměry ve spojení se slovníkovou metodou. ■

Poměrně jednoduchý algoritmus dekomprimace.

Nevýhody: Huffmanovo a Shannon-Fanovo kódování je nejefektivnější při hodnotách pravděpodobnosti výskytů, jež jsou celočíselnou mocninou čísla 1/2.

■

50

■

Aritmetické kódování má vysoké nároky na technické vybavení počítače.

■

U aritmetického kódování je nutná softwarová manipulace s čísly o desetinném rozvoji na 20–30 desetinných míst, přičemž je nutné vyvarovat se jakéhokoli zaokrouhlování – relativně dlouhá doba komprese.

4

Ztrátová komprimace

Ztrátová komprimace Ve výkladu komprimačních algoritmů a komprimačních technik se dostáváme od bezztrátové komprimace ke komprimaci ztrátové. Připomeňme si, že veškeré v této knize dosud popsané kompresní techniky jsou bezztrátové. To znamená, že při kompresi dat nedochází k žádným ztrátám informací obsažených v původních souborech dat a po inverzním procesu – dekompresi – jsou data zcela identická s původním souborem. Taková vlastnost kompresních schémat je zcela nezbytná při komprimaci binárních nebo textových dat. Ačkoli se bezztrátová kompese využívá i pro komprimaci obrazových dat (vzpomeňte si na popis a použití komprimačních algoritmů RLE a LZW), byla pro tuto oblast komprimace vyvinuta nová, tzv. ztrátová kompresní schémata. Ztrátové komprimační algoritmy kódují data způsobem, který nejen že nezaručuje stoprocentní obnovu dat po dekomprimaci, ale dokonce schválně některé informace při kompresi ztrácí. Je zřejmé, že taková kompresní schémata lze použít pouze tam, kde existuje určitá redundance (přeurčení, nadbytečnost) vstupních dat a kde ztrátou některých původních informací datový soubor neutrpí žádnou újmu. Takovými daty mohou být statické obrázky, zvuková data, data uchovávající videosekvence atp. Výše uvedená data jsou redundantní ve vztahu k nedokonalosti lidských smyslů, kterými tato data vnímáme. U obrázků existují detaily, které lidské oko prakticky nemůže postihnout – především malé změny barev sousedních bodů. Stejně tak ve zvukových a videosekvenčích datových souborech je možné nalézt redundanci založenou na podobném principu.

JPEG Jednou z nejpokrokovějších metod ve ztrátové kompresi redundantních grafických předloh je JPEG. Tato zkratka znamená Joint Photographic Experts Group – komise pro standardy pracující pod International Standard Organization (ISO). Na rozdíl od ostatních kompresních schémat popsaných dosud v této knize není JPEG samotným, přesně definovaným algoritmem. Jedná se spíše o sadu kompresních metod, které mohou být přizpůsobeny konkrétním požadavkům uživatele. Z toho je zřejmé, že JPEG není ani přesně definovaným grafickým formátem.

53

Počítačová komprimace dat Tip: Pokud bude v dalším textu knihy použit výraz „formát JPEG“, bude se vždy jednat o obecných vlastnostech množství konkrétních mutací založených na ztrátovém kompresním schématu JPEG.

Tip: Pro kompresi videosekvencí existuje standard MPEG, příbuzný schématu JPEG používanému pro statické obrazové předlohy. JPEG byl navržen pro práci s barevnými předlohami i s předlohami obsahujícími pouze různé stupně šedé. JPEG je velice vhodný pro kompresi fotografií s velkou barevnou hloubkou. Horších výsledků dosahuje při práci s vektorovými obrázky a jednoduchou grafikou. Celá komprimační technologie je založena na faktu, že lidské oko dokáže hůře rozeznat malé změny barev blízkých bodů než rozdíly v intenzitě a jasu. Z toho důvodu je také tento standard vhodnější pro barevné obrázky než pro černobílé předlohy skládající se pouze z mnoha odstínů šedé. Nezanedbatelnou výhodou při komprimaci grafických předloh metodou JPEG je možnost volby tzv. Q faktoru. Q faktorem rozumíme nastavení kvality obrázku po kompresi. Hodnoty Q faktoru se běžně pohybují v rozsahu od 1 do 100. Menší hodnota Q faktoru znamená menší velikost výsledného souboru zkomprimovaných dat (lepší kompresní poměr), ale zároveň (díky ztrátovosti metody JPEG) také horší kvalitu obrázku. Výsledkem použití komprese JPEG by mělo být nalezení takové hodnoty Q faktoru, který by zaručoval největší kompresní poměr při současném zachování požadované kvality obrázku.

Jakých výsledků tedy lze dosáhnout ztrátovou kompresí typu JPEG? Kompresní schéma JPEG díky své ztrátovosti redundantních dat dosahuje vysokých kompresních poměrů, které nejsou možné u „klasických“ neztrátových komprimačních algoritmů. Celá komprimační technologie JPEG je založena na faktu, že lidské oko dokáže hůře rozeznat malé změny barev blízkých bodů než rozdíly v intenzitě a jasu. Kompresní standard JPEG je tedy vhodný pro kompresi složitých barevných grafických předloh (fotografií) s velkou barevnou hloubkou – typicky 24 bitů na pixel (tj. 16 miliónů barev). Kompresní

54

Ztrátová komprimace poměr běžně dosahuje u takových grafických předloh hodnot 20:1 bez vizuální újmy na kvalitě obrázku. Kompresní poměry od 30:1 mají obvykle velice ubohou kvalitu a jsou vhodné nanejvýš jako náhledy obrázků z knihovny apod.

Tip: Posouzení, zda je předložený obrázek v dobré kvalitě, samozřejmě záleží na rozlišení nastaveném na monitoru. Při větším rozlišení bude menší velikost jednotlivých pixelů a případné nedokonalosti obrázku budou obtížněji zjistitelné. Je třeba zdůraznit, že uvedený kompresní poměr se opravdu týká digitálních fotografií a vůbec obrázků s velice rozmanitou skladbou, a to jak barevnou, tak i co do drobných detailů. Poněkud horších výsledků dosahuje JPEG při aplikaci na černobílé fotografie, kde lze rozlišit pouze různé odstíny šedi. Vzhledem k tomu, že oko je na změnu intenzity a jasu citlivější než na malou změnu barvy, není jiný přístup ke ztrátové komprimaci ani možný. Jako nevhodný se jeví formát JPEG pro jednoduché vektorové obrázky, kde se střídá pouze několik málo barev s jednobarevným pozadím – takové obrázky lze vytvořit např. v programu Malování ve Windows. Pro tento typ dat není JPEG vůbec navržen, a proto zde také dosahuje nejhorších výsledků.

Tip: Kromě špatného kompresního poměru zanechává JPEG na jednobarevném pozadí viditelné artefakty, které dále degradují obrázek. Pro jednoduché kresby s malou barevnou hloubkou a velkými jednobarevnými plochami je mnohem výhodnější použít některý z grafických formátů, které využívají jednoduché bezztrátové metody komprese (viz část o bezztrátové kompresi). Většina těchto grafických formátů pracuje pouze s barevnou hloubkou 8 bitů na pixel (256 barev), což zcela postačí. Navíc bezztrátové algoritmy jsou na podobném typu dat grafické předlohy velice úspěšné. JPEG by neměl být nikdy použit na černobílé kresby, kde barevná hloubka je pouhý jediný bit na pixel. Takové kresby nemají žádnou z grafických vlastností, které jsou podmínkou úspěšné komprese. JPEG vyžaduje alespoň 16 odstínů šedé (4 bity na pixel). Poznamenejme však, že např. GIF je bezztrátový až do 256 odstínů šedé, zatímco JPEG nikoli.

55

Počítačová komprimace dat Naopak barevná fotografie exportovaná např. do formátu GIF tedy nejprve ztratí většinu své barevné hloubky, přičemž se dosáhne kompresního poměru 3:1. Grafický formát GIF dále používá bezztrátovou kompresní metodu Lempel-Ziv-Welsh (LZW), která zvýší kompresní poměr v průměru na konečnou hodnotu 5:1. Ve srovnání s kompresním poměrem 20:1 u metody JPEG je to velice málo uspokojivý výsledek, dosažený navíc za cenu ztráty většiny barevné informace.

Tip: Při uvedení pojmu „ztrátová komprese“ mají lidé k metodám pracujícím na tomto principu nedůvěru – především co se týká „bezpečnosti“ celého komprimačního procesu. Výše uvedený příklad však odhaluje, že ztrátový kompresní algoritmus často ztrácí méně informací než „bezztrátový“ grafický formát. Na druhou stranu je třeba uvést, že při opakované kompresi a dekompresi grafické předlohy do formátu JPEG dochází k částečné akumulaci „ztrátovosti“ a kvalita obrázku tím dále degraduje. (To u formátů používajících bezztrátovou kompresi samozřejmě nenastává.) Pokud tedy potřebujete v obrázku komprimovaném metodou JPEG provést nějaké úpravy, vyexportujte jej do formátu JPEG se zcela identickým Q faktorem, s jakým byl obrázek uložen dříve. Riziko degradace obrázku (zvláště při opakovaných úpravách) bude sníženo na minimum.

Různé druhy obrázků JPEG JPEG základní a progresivní Jak jsme již naznačili v úvodu, JPEG není ani klasickým grafickým formátem, ani přesně daným kompresním algoritmem pro komprimaci grafických dat. Nyní si rozšiřme chápání termínu JPEG o další pojem – progresivní JPEG. Základní verze kompresního schématu JPEG funguje tak, že celý obrázek je dekomprimovám z formátu JPEG během jediného skenu od horního k dolnímu okraji obrázku. Progresivní JPEG je určen speciálně pro publikování na stránkách WWW. Při použití progresivního JPEGu se celý obrázek zobrazuje v několika po sobě následujících skenovacích přebězích, během nichž se zlepšuje kvalita obrázku. Po prvním skenu se zobrazí pouze hru-

56

Ztrátová komprimace bé kontury obrázku atd. Kvalita obrázku se tak progresivně zlepšuje. Výhodou tohoto přístupu je fakt, že k prvnímu náhledu na celý obrázek postačí zpracování malého zlomku celkových dat kódujících původní grafickou předlohu. Progresivní JPEG je ohromnou výhodou při používání pomalého dial-up (po telefonní lince) připojení k serveru WWW. Již po přenesení malého množství dat uživatel vidí základní kontury celého obrázku. Při použití tzv. základního JPEGu musí uživatel počkat na přenesení celého obrázku, aby zjistil, co grafická data zobrazují. Určitou nevýhodou tohoto druhu kódování je fakt, že při každém jednotlivém skenovacím přeběhu musí počítač provést prakticky stejné množství matematických operací jako při jediném přeběhu „základního“ JPEGu. Při dnešních výkonech počítačů je však limitujícím faktorem právě přenosová rychlost modemů. Pokud se data na vstupu dekodéru objevují dostatečně rychle, lze dekodér upravit tak, že přeskakuje některé zobrazovací přeběhy. To znamená, že ani majitelé rychlých připojení k Internetu nebudou trpět větší matematickou náročností při dekódování předlohy.

Transparentní JPEG je problém Pokud hodláte vytvořit transparentní (s prosvítajícím pozadím) obrázek, vězte, že nepochodíte. Implantace této vlastnosti do komprimačního schématu JPEG je natolik složitá, že se s ní zatím nepočítá ani do budoucna. Důvodem je systém, jakým se transparentnosti obvykle dosahuje. Ostatní grafické formáty vyčleňují jednu určitou barvu pro identifikaci pixelů, které mají být transparentní. Tato barva pak není v obrázcích použita (při barevné hloubce minimálně 256 barev to není zas až tak velká ztráta). Vzhledem ke ztrátovosti formátu JPEG podobný přístup není možný. Ztrátové komprimační schéma totiž při komprimaci často průměruje barvu blízko ležících bodů, a tak by vyčlenění jediné barvy pro identifikaci transparentních pixelů vedlo k velice špatným výsledkům co do kvality obrázku (resp. co do kvality zobrazovaného pozadí). Tento problém lze částečně řešit použitím určitého intervalu barev jako identifikátoru transparentních pixelů. „Průhlednost“ pozadí by potom byla procentuálně odstupňovaná. I v tomto případě by se vyskytla řada problémů. Kvalita zobrazení prosvítajícího pozadí by se sice zlepšila, ale stále by byly patrné drobné chyby v zobrazení. Použití takového přístupu ke grafickým datům by také vedlo k podstatnému zvětšení nároků na diskovou paměť. Transparentní obrázky JPEG by byly často dvakrát i vícekrát větší než stejné předlohy komprimované do standardní netransparentní podoby. Navíc je třeba si uvědomit, že obrázky, u kterých se vyplatí vytvářet transparentní formu, jsou přesně ty, na které ztrátové komprimační schéma funguje nejhůře – velké jednobarevné plochy se skokovými změnami barev.

57

Počítačová komprimace dat Z tohoto pohledu se jeví jediným možným řešením použití nějakého neztrátového algoritmu pro uchování masky transparentního obrázku. Vývoj, standardizace a popularizace takového formátu by však stála mnoho úsilí, které si podle expertů sdružených do Joint Photographic Experts Group transparentní obrázky nezaslouží.

Bezztrátový JPEG? Téma bezztrátového kompresního schématu JPEG není příliš rozšířené ani populární, ale „patří do rodiny“ a lidé se na toto ztracené dítě občas ptají.

Tip: Je snad na místě znovu zdůraznit, že termín „bezztrátový“ znamená, že předloha bude po dekompresi bit po bitu shodná s původně komprimovanými daty. Tento požadavek je mnohem silnější než vizuální nerozlišitelnost obrázků před komprimací a po dekomprimaci. Hned v úvodu je nutné zdůraznit, že JPEG, tak jak byl a bude popisován v předcházejících a následujících kapitolách, nikdy nemůže být bezztrátový. To nezáleží na použitém Q faktoru – již samotný princip komprese je ztrátový a tuto vlastnost nelze žádným způsobem obejít. Na druhou stranu Joint Photographic Experts Group se zabývala i vývojem standardu, jenž se nazýval JPEG-LS, který opravdu bezztrátový je. Tento kompresní standard pracuje dobře s grafickými předlohami spojitě tónovaných obrázků. Není určen pro obrázky s malou barevnou hloubkou a samozřejmě trpí ve srovnání s klasickým schématem „JPEG“ mnohonásobně nižšími kompresními poměry při použití na stejná data. Vzhledem k velice malému použití tohoto kompresního schématu Joint Photographic Experts Group již před časem zastavila veškeré vývojové práce na bezztrátové verzi JPEG.

58

Ztrátová komprimace Grafický formát jako standard Tip: Jak již bylo uvedeno, označení JPEG není ani přesným kompresním algoritmem ani konkrétním grafickým formátem. Z tohoto důvodu bylo nezbytné standardizovat některý formát založený na ztrátové kompresi. Tímto standardem se stal JFIF (JPEG File Interchange Format). Tento formát byl upraven speciálně pro potřeby Internetu a obecně se o něm mluví jako o „formátu JPEG“. Většina prohlížečů formátu JFIF je schopna číst i některé ne zcela standardní formáty založené na JPEG. Přesto se mohou vyskytnout formáty nestandardní, které váš prohlížeč nebude schopen otevřít. Co dělat v takových chvílích? Uveďme si nyní několik základních charakteristik a rad týkajících se formátu JPEG. Standardní soubor JFIF začíná čtveřicí bajtů – hexadecimálně FF D8 FF E0, následují dva bajty, jejichž hodnota se liší soubor od souboru (většinou jsou to ale hexadecimální hodnoty 00 a 10), dalšími čtyřmi znaky je řetězec ‘JFIF’. Tyto sekvence znaků jsou tedy identifikátorem standardu pojmenovaného jako JFIF. Některé nejstarší a znovu i nejnovější obrázky formátu JFIF sice používají počáteční čtyřbajtovou sekvenci, ale vynechávají řetězec ‘JFIF’. Většina prohlížečů by s touto disproporcí neměla mít žádný problém, ovšem pokud se problémy vyskytnou, bude nejlépe změnit prohlížecí software. Trochu odlišným případem je formát používaný pro počítače Macintosh – zde je standardem založeným na kompesi JPEG grafický formát PICT. Tento formát začíná několikaset bajtovou hlavičkou (většinou se jedná o 726 bajtů), za níž následují JPEG data. Tento formát většina prohlížečů běžících na PC nepodporuje. Pokud si takový obrázek chcete prohlédnout, musíte jej upravit do podoby, která byla popsána v souvislosti s formátem JFIF. Hledejte proto v hlavičce souboru sekvenci bajtů FF D8 FF hexadecimálně. Obyčejně lze krátce před touto posloupností v hlavičce souboru nalézt text ‘Photo - JPEG’. Nedaleko za uvedenou trojicí bajtů bývá značka ‘AppleMark’ nebo ‘JFIF’. Ořežte vše před trojicí bajtů FF D8 FF a problém s konverzí je pravděpodobně vyřešen.

59

Počítačová komprimace dat Tip: Uvedený postup „konverze“ formátu PICT na JFIF nebude fungovat, pokud je obrázek PICT vnitřně rozdělen na pásy, které dohromady teprve dávají celou výšku obrázku. Takové obrázky obsahují více bloků JPEG, které musí být postupně slepeny do jediného bloku představujícího jediný datový tok. Naštěstí tento druh souboru PICT není příliš rozšířen. Pokud grafický soubor pochází z počítače Macintosh, může se také jednat o standard JFIF se 128bajtovou hlavičkou připojenou před samotný „standardní“ JFIF. V tom případě stačí oříznout prvních 128 bajtů a problém je vyřešen. Budete-li s obrázky založenými na technice JPEG pracovat často, dříve nebo později se pravděpodobně setkáte s případem, na který nebude fungovat žádný z výše uvedených postupů. V tom případě nezbývá než hledat v hlavičce souboru identifikátor souboru JFIF (může to být pouze dvojice bajtů FF D8 hexadecimálně), oříznout začátek souboru až po tuto dvojici a doufat, že to pomůže…

Tip: Pokud vytváříte grafické soubory JPEG pro prezentaci na webu, ujistěte se, že obrázek vytváříte z barevné předlohy RGB nebo módu různých stupňů šedé. Některé grafické programy orientované na předběžný tisk – prepress – (např. Adobe Photoshop) vytvářejí JPEG jako čtyřkanálový CMYK JPEG, pokud je export realizován ze zobrazovacího módu CMYK. S takovými obrázky bude umět manipulovat opět pouze podobně orientovaný software a nehodí se tak pro použití na webové stránce.

Tip: Photoshop má zvyk připojit k vytvářenému obrázku JPEG také jeho náhled (preview). Pokud vytváříte obrázek pro web, není náhled nijak využit a tato data naopak zbytečně prodlužují dobu potřebnou k přenesení obrázku po datové lince. Navíc některé aplikace tento náhled neumějí interpretovat a ohlásí chybu při čtení souboru. Pokud používáte pro vytváření obrázku JPEG Photoshop (nebo jiný software s možností vytváření náhledů), použijte volbu nepřipojující náhled.

60

Ztrátová komprimace Kompresní algoritmus JPEG Komprimační schéma JPEG se skládá z následujících částí: ■

Transformace barev Snímky (pokud používají jiný barevný model, např. RGB) se převedou do barevného modelu YUV (nebo YCbCr atd.), kde je samostatně uchována jasová (Y) a dvě barvonosné složky (U a V). Tento mód je pro další zpracování daleko vhodnější než obvykle v počítači užívaný mód RGB. Důvodem je již výše zmíněná vlastnost lidského oka lépe rozeznávat změny v intenzitě (jasu) a nikoli v malé změně barvy.

■

Redukce barev Pro zmenšení objemu obrazových dat se používá tzv. podvzorkování barev. Jasové složky obrazu se zachovávají všechny beze změny, ale barevné složky jsou redukovány v poměru 2:1 v horizontálním a 2:1 nebo 1:1 (beze změny) ve vertikálním směru. Snížení počtu barev je prováděno průměrováním na menší počet hodnot. Podvzorkování barev je vhodné především u složitých barevných předloh, jak bylo vysvětleno dříve. Další transformace se již provádějí odděleně a nezávisle pro jasovou i obě barevné složky.

■

Diskrétní kosinová transformace Obraz se rozdělí do čtvercových oblastí 8x8 bodů a na každou takovou oblast se aplikuje diskrétní kosinová transformace. Tato transformace v podstatě převede amplitudovou informaci na informaci frekvenční, u které lze jednoduše rozlišit, které části informace jsou pro danou oblast obrazu dominantní (nižší frekvence), a které části popisují pouze jemné detaily (vyšší frekvence). Získáme tak opět matice 8x8. Na rozdíl od původních matic, kde byla obrazová informace rozložena rovnoměrně (pro každý pixel jsme znali jeho barevnou hodnotu), po aplikování transformace se informace s největším vlivem dostaly do levého horního rohu a se stoupající vzdáleností od něj důležitost informací klesá. Tím se dominantní a důležitější složky obrazu reprezentované nižšími frekvencemi oddělí od drobných detailů (vyšších frekvencí) a obraz se tak připraví k další redukci vypuštěním těchto drobných detailů.

■

Kvantifikace Až do této fáze se v úpravách obrazu jednalo o vratné operace a nedocházelo (kromě podvzorkování barev) ke ztrátě informací. Nyní přichází fundamentální krok: provedením kvantifikace dochází k nevratným změnám, proto je komprese JPEG nazývána

61

Počítačová komprimace dat kompresí ztrátovou. Každá ze 64 frekvencí jednotlivých bloků po diskrétní kosinové transformaci se vydělí kvantifikačními koeficienty (které jsou součástí předem experimentálně připravených kvantifikačních matic) a zaokrouhlí na celá čísla. Podle volby kvantifikační matice můžeme ovlivnit stupeň komprese a tím i výslednou kvalitu obrázku.

Tip: I při volbě minimálního kvantifikačního koeficientu (hodnota Q faktoru je 1) dochází ke ztrátě dat při celočíselném zaokrouhlování – výsledky diskrétní kosinové transformace jsou obecně neceločíselné.

■

Kódování Po provedení kvantifikace dostaneme řídkou matici, která kromě několika koeficientů v levém horním rohu obsahuje samé nuly. Tuto matici převedeme do posloupnosti čísel, přičemž postupujeme po diagonálách od levého horního k pravému dolnímu rohu. Takto získaná posloupnost se zakóduje Huffmanovým nebo aritmetickým kódováním (viz pasáž této knihy o bezztrátové komprimaci). V části kódování tedy nedochází k další ztrátě informací.

■

Konečná fáze Pod pojmem konečné fáze se rozumí přidání hlavičky ke komprimovaným datům. Aby dekompresor mohl správně rekonstruovat původní grafická data, je nutné zahrnout do hlavičky kvantifikační tabulku a tabulku Huffmanových kódů.

■

Dekomprese Při dekompresi JPEG se používá inverzního postupu. Vzhledem k tomu, že inverzní postup není z matematického hlediska o moc jednodušší, nebývá doba potřebná pro dekompresi o mnoho kratší než při původním kódovacím procesu.

62

Ztrátová komprimace Shrnutí Metoda kódování grafických předloh JPEG je vhodná pro kompresi složitých obrázků s velkou barevnou hloubkou. Jedná se o ztrátovou kompresi, která ke zlepšení kompresního poměru využívá redundanci grafických dat způsobenou nedokonalým vjemem lidského oka. Pro odlišení drobných detailů (jež lze při komprimaci „ztratit“) od fundamentálních tvarů v obrázcích se používá diskrétní kosinová transformace. Výhody: ■ Mnohem lepší kompresní poměr než u bezztrátové komprese. ■

Díky výbornému kompresnímu poměru velice vhodný formát pro publikaci obrázků na stránkách WWW. Progresivní forma standardu JPEG je vhodná i pro uživatele s pomalým připojením přes modem.

Nevýhody: ■ Nevhodný pro jednoduché barevné předlohy s rovnými ostrými barevnými hranami a velkými jednobarevnými plochami. ■

Poměrně značná složitost komprimačního i dekomprimačního algoritmu promítající se do poměrně dlouhé doby zpracování.

63

Počítačová komprimace dat Další metody ztrátové komprese obrazu Existují i další metody pro komprimování obrazu, které se rozvíjejí a používají. Ačkoli tyto metody nejsou většinou tak propracované jako ztrátová komprimace JPEG, zaslouží si, aby zde byly alespoň stručně vzpomenuty. Výklad těchto metod je většinou složitější a nelze o něm hovořit s alespoň částečnou znalostí matematického aparátu, který tyto metody používají. Následující odstavce jsou maximálně zredukovány do co možná nejčtivější formy.

Vlnková transformace První z metod je tzv. „wavelet transformation“ (vlnková transformace). Obecně se předpokládá, že se jedná o příští standard ve ztrátové kompresi obrazu. V dnešní době však standardizace této metody teprve začíná a podobné obliby, jaké se dnes těší např. JPEG, zřejmě nedosáhne dříve než koncem následujícího desetiletí. Tato metoda komprese je založena na matematické transformaci obrazu do formy, která byť při určité ztrátě informací je mnohem nenáročnější na paměť média, kde je matematický obraz původní předlohy uložen. Obnovení původního obrazu se potom děje inverzní matematickou transformací. Při výkladu tohoto druhu „vlnkové“ transformace začněme trochu obšírněji od podobné, ale jednodušší Haarovy transformace. Jedná se o matematickou transformaci do jiného ortogonálního prostoru (podobně jako diskrétní Fourierova transformace), kde bázovými funkcemi je množina funkcí, které se podobají obdélníkovým pulsům – viz obr. 8.

64


Obr. 8 Množina funkcí pro osmiprvkovou 1D Haarovu transformaci.

Obr. 8 ukazuje množinu funkcí určených pro osmiprvkovou jednodimenzionální Haarovu transformaci. Pokud máte dostatečnou představivost, nebude pro vás možná ani příliš těžké rozšířit tuto množinu funkcí tak, aby byla použitelná do vyšších řádů a vyšších dimenzí. Na první pohled je zřejmé, že čtyři Haarovy funkce – označené a), b), c), d) – jsou určeny pro zakódování nejmenších detailů v nejjemnějším rozlišení obrazu. Pomocí dalších dvou funkcí – označených e), f) – se budou kódovat hrubší detaily obrazu. Funkce označená g) se použije pro kódování nejhrubších změn při malém rozlišení obrazu a za pomoci poslední funkce h) se bude kódovat průměrná hodnota celého obrazu.

Tip: Haarova transformace je použitelná na kódování obrázků namísto diskrétní Fourierovy transformace. V obrázcích s barevnou hloubkou 1 bit na pixel (tj. černobílých obrázcích) bude výsledek vypadat lépe, protože obdélníkové tvary Haarových funkcí budou (na rozdíl od Fourierova obrazu) přesně sledovat skokové změny v obrázcích. Navíc bude Haarova transformace rychlejší. Složitější obrázky s postupnými kontinuálními změnami však dostanou nehezký hranatý tvar. Tento nedostatek lze částečně zakrýt stínovanou maskou překrývající obrázek. Diskrétní kosinová transformace však bude dávat konzistentnější výsledky.

65

Počítačová komprimace dat Nyní předpokládejme, že chceme udělat diskrétně vzorkovaný obraz spojité funkce. Lze to provést skenováním této funkce za použití postupného „vyclonění“ funkcí [sin(x)/x]. Stejného výsledku lze dosáhnout, pokud začneme s vysokým rozlišením již diskrétně vzorkovaného obrazu funkce, který prakticky splývá s funkcí spojitou. Diferencováním obrazů při různých rozlišeních lze sestavit množinu obrazů funkce ukazující skokové změny při různých rozlišeních. Zpětným složením všech takto vytvořených obrazů potom získáme původní funkci (nebo grafický obrázek). Jedná se vlastně o expanzi dat: pokud začínáte s obrázkem 1024x1024 bodů, dostanete např. obrázek 64x64 bodů s nejhorším rozlišením a další diferencované obrázky o velikosti 128x128 bodů, 256x256 bodů, 512x512 bodů a poslední o rozměrech 1024x1024 bodů. Pokud se pozorně zamyslíte nad systémem, kterým byla tato množina obrázků konstruována, uvědomíte si, že všechny obrázky budou obsahovat znatelnou redundanci – většina hodnot v obrázcích se bude pohybovat okolo nuly. Lze tedy (na základě znalosti použitého systému, jakým jsme sestavili jednotlivé obrázky) sestavit množinu funkcí na kterékoli úrovni rozlišení tak, že jejich celková hodnota ze všech vyšších úrovní bude nula. Tím jsme sestavili ortonormální množinu bázových funkcí pro transformaci obrazu. Matematická transformace uskutečněná za pomoci této množiny transformačních funkcí se nazývá vlnková transformace (wavelet transformation). Taková transformace se trochu podobá Haarově transformaci s tím rozdílem, že obdélníkové funkce byly nahrazeny symetrickými funkcemi, které v nekonečnu spojitě limitují k nule. (Haarovy funkce díky svému obdélníkovému tvaru dosahují nuly ostře a nikoli postupně.) Na závěr je vhodné doplnit, že diskrétní vlnková transformace je co do rychlosti kódování a dekódování srovnatelná s diskrétní kosinovou transformací používanou v kompresních schématech JPEG, ale dosahuje dvakrát lepšího kompresního poměru pro stejné obrázky a při stejné vizuální kvalitě.

Fraktální komprese (Fractal Image Compression) Fraktální komprese obrazu patří mezi další rozvíjející se komprimační techniky. Jedná se také o ztrátovou komprimaci redundantních dat, která je vhodná (jako všechny ztrátové algoritmy) pro složité předlohy s velkou barevnou hloubkou.

66

Ztrátová komprimace Počátky fraktální geometrie, na jejímž základě se fraktální komprese obrazu vyvinula, spadají do roku 1977. Fraktální geometrii lze ve stručnosti jedinou větou charakterizovat jako geometrii, která se svými tvary a hraničními čarami nepodobá klasické geometrii rovných čar a hladkých povrchů, ale spíše geometrii stromů, mraků či hor. Matematický popis takové geometrie se opírá o teorii iteračních funkcí (Iterated Function Theory) a především systémy iteračních funkcí (Iterated Functions Systems), které podal Michael Barnsley v bibli fraktální geometrie Fractals Everywhere. Kniha obsahuje i důkaz teorému známého jako Collage Theorem, který říká, jak musí vypadat systém iteračních funkcí, aby tyto funkce mohly reprezentovat obrázek. Od této chvíle se myšlenky začaly obracet směrem k reprezentaci „přírodě se podobajících obrázků“ za pomoci systému iteračních funkcí a k otázce, zda by tato metoda nemohla sloužit ke kompresi takových grafických předloh. K tomu bylo nejprve nutné vyřešit problém zpětné rekonstrukce obrazu ze systému iteračních funkcí. Barnsley, vyzbrojen znalostí svého Collage Theoremu, publikoval řešení v roce 1988. Řešení však mělo stále několik drobných nevýhod: zakódování barevného obrázku trvalo přibližně 100 hodin, dekódování okolo 30ti minut a oba tyto procesy byly natolik složité, že u nich byla nezbytná asistence lidského operátora – proces se stále nedařilo zautomatizovat. Řešení na sebe nechalo čekat až do roku 1992, kdy Arnaud Jacquin publikoval první praktický algoritmus fraktální komprese grafických dat. Tento algoritmus lze metaforicky přirovnat ke kopírce, která pracuje jako klasická kopírka s několika odlišnostmi. ■

V kopírce je zabudovaný systém čoček, který je následkem toho, že výstupem z kopírky jsou násobné překrývající se kopie originálu.

■

Systém čoček zmenšuje originál.

■

V kopírce funguje zpětná vazba tak, že výstup z kopírky se zároveň stává vstupem pro další stupeň „kopírování“. Původním vstupem může být cokoli.

První bod vytváří systém funkcí, třetí bod zajišťuje, že tento systém bude iterační. Druhý bod se obvykle vysvětluje tak, že iterační systém funkcí je kontraktivní. Systém iteračních funkcí je tedy množinou transformací původního obrazu.

67

Počítačová komprimace dat Pokud je tento algoritmus uplatněn na „přírodě se podobající“ obrázek, vznikne velice kompaktní forma latentního fraktálního obrazu. Kompresní poměr samozřejmě závisí na počtu průchodů předlohy „kopírkou“. Zpětná rekonstrukce takového obrazu do původní formy však zůstává do dnešních dní nevyřešená (zpětně rekonstruované obrázky mají pouze ubohou kvalitu), a proto bylo nutné přikročit k některým úpravám v samotném kódování. Základní myšlenkou je rozdělení původního obrázku do několika bloků a následující transformace nikoli již celé původní předlohy, ale jejích částí odděleně. Tyto bloky musí být velice pečlivě vybrány podle kvalitativních změn na ploše celkového obrázku (k tomu slouží právě matematický aparát fraktální geometrie, který je schopen nalézt kvalitativní, matematicky rozeznatelné odlišnosti ve struktuře jednotlivých fraktálních tvarů). Je nezbytné, aby každý pixel původní datové předlohy náležel alespoň k jednomu z bloků, do nichž je obrázek rozdělen. Vytvářejí se tedy tzv. systémy částečných iteračních funkcí. Výhodou částečných iteračních funkcí v rámci jednoho systému (odpovídajících jednomu „typu“ fraktálního geometrického tvaru) je jejich vzájemná podobnost. A právě tato podobnost je příčinou lepších výsledků při dekomprimaci obrazu do původní podoby. Jedná se samozřejmě o ztrátovou kompresi, a proto zpětně rekonstruovaný obrázek není identický s původní předlohou. Výsledek je samozřejmě závislý na počtu průchodů původní grafické předlohy „kopírkou“, a tudíž i na dosaženém kompresním poměru.

Tip: Kritickou co do časové náročnosti se při fraktální kompresi stává fáze rozčlenění celkového obrazu do jednotlivých bloků. Z toho důvodu je komprese obrazu mnohem pomalejší než následná dekomprese.

Tip: Protože transformace obrazu v průběhu fraktální komprese je prostorově kontraktivní, jednotlivé detaily jsou zobrazovány se stále lepším a lepším rozlišením. Výsledkem je potom je fakt, že pokud „fraktální“ obrázek zvětšíte, uvidíte stále hladké tvary bez ostrých hran, které se objevují při zvětšení prostých bitmap. Z tohoto důvodu však také nelze předpokládat převratné kompresní poměry.

68

Ztrátová komprimace Tip: Typické kompresní poměry pro fraktální kompresi obrazu se pohybují od 4:1 do 100:1. Závěrem proveďme srovnání kvality fraktální komprese s dnes nejoblíbenějším ztrátovým schématem JPEG. Tato kvalita bývá většinou posuzována na základě matematicky jednoduše vyjádřitelných ochylek a chyb (jako jsou poměr signálu k šumu nebo střední kvadratická odchylka) v zobrazení jednotlivých formátů. Podle tohoto striktního metru lze obecně říci, že JPEG poskytuje kvalitnější zobrazení při malých kompresních poměrech, vyšší kompresní poměry mluví pro fraktální kompresi. Bod obratu se samozřejmě pro jednotlivé obrázky liší, ale většinou se pohybuje kolem kompresního poměru 40:1. Zastánci fraktální komprese však argumentují tím, že při všech kompresních poměrech jsou chyby a odchylky v zobrazení při použití fraktální komprese takové, že lépe zapadají do celkové struktury obrazu (na rozdíl od výše popsaných artefaktů JPEGu) a lidské vědomí je chápe jako jeho přirozenou součást. Takové hodnocení je samozřejmě diskutabilní a subjektivní a teprve čas ukáže, zda ospravedlní budoucí široké využití fraktální komprese v konkurenci nejen JPEGu, ale také ostatních nastupujících metod, především pak „vlnkové transformace“.

Skalární a vektorová kvantifikace Skalární a vektorová kvantifikace není samostatnou formou ztrátové komprese, ale většinou se používá ve spojení s jinými metodami. Skalární kvantifikace spočívá v tom, že skalární hodnota je reprezentována fixní podmnožinou bitů. Pokud například u obrázku s barevnou hloubkou 16 bitů na pixel reprezentujeme každý pixel pouze významnější osmicí bitů, dochází ke komprimaci obrazu v poměru 2:1 za cenu ztráty barevné informace. Vektorová kvantifikace se nezakládá na reprezentaci jednotlivých hodnot, ale malých polí těchto hodnot. Např. barevný obrázek může být reprezentován 2D polem tripletů (hodnot RGB). Ve většině obrázků nevyužívají tyto triplety celý barevný prostor RGB, ale mají tendenci koncentrovat barvy do určitých částí obrázků. Obrázek lesa bude složen především z bodů zelené barvy. Je tedy možné vybrat relativně malou oblast a v ní aproximovat každý triplet reprezentativní barvou. Triplet tak degeneruje ze tří bajtů na jediný bajt opět za cenu rozumné ztráty barevné informace.

69

Počítačová komprimace dat Shrnutí Ačkoli diskrétní kosinová transformace používaná standardem JPEG je velice mocnou zbraní při ztrátové komprimaci složitých obrazových předloh, není jedinou – a jak se ukazuje – ani nejlepší metodou podporující ztrátovou komprimaci redundantních dat. Především vlnková transformace je nástrojem, který by standard JPEG (v dnešní formě) mohl postupně vytlačit. Důvodem je především lepší kompresní poměr dosahovaný metodami založenými na vlnkové transformaci. Otázkou zůstává standardizace těchto metod a jejich budoucí podpora softwarovými firmami.

JBIG JBIG do této kapitoly vlastně nepatří. Jedná se o grafický formát, jehož komprese není ztrátová. JBIG je zkratka Joint Bi-level Image Experts Group. JBIG je metoda pro bezztrátovou kompresi obrazů, které obsahují nízký počet odstínů šedi, ideálně pouze černou a bílou. Tato metoda se využívá především u faxů. Obecně je JBIG metodou pro kompresi černobílých obrázků s nejvýš osmi bity na pixel (tj. maximálně 256 odstíny šedé). Pro černobílé obrázky používající více než 8 bitů na pixel by již tato metoda nebyla tak účinná jako metody jiné. JBIG pro kompresi používá metody progresivního kódování. Před samotným kódováním je obraz rozdělen do bitových rovin, kde je v každé rovině obraz redukován na hloubku šedi jediného bitu na pixel. Pokud má již originální obrázek pouze jediný bit na pixel, fáze rozdělení na bitové roviny odpadá. Další rozdělení obrazu zajišťuje, že obraz bude k příjemci posílán po částech tzv. progresivní metodou. Obraz je rozdělen na několik horizontálních pruhů, které jsou kódovány postupně. Každý pruh se navíc vysílá ve vrstvách podle rozlišení. Přijímací zařízení bude obraz rekonstruovat tak, jak jej bude přijímat od hrubších k jemnějším detailům. Tato metoda používá postupné zdvojování úrovně rozlišení.

70

Ztrátová komprimace Tip: Používá se také sekvenční kódování, při kterém se naopak obraz kóduje shora dolů bez jakéhokoliv prokládání. Pro kompresi obrazu se používá aritmetické kódování realizované použitím Q CODERu, což je bezztrátový adaptivní algoritmus podobný Huffmanovu kódování. V průběhu komprese se postupně vytváří adaptivní rozdělení pravděpodobností výskytu bílých a černých pixelů. Pro pravděpodobnější symboly se potom v kompresi použije menší počet bitů než pro symboly méně pravděpodobné. Formát JBIG má velmi dobré výsledky především u komprese obrazů tvořených texty a jednoduchými objekty.

Shrnutí Standard JBIG se zabývá kompresí dvoubarevných předloh (černá – bílá), které se využívají především ve faxových strojích.

MPEG MPEG je zkratka pro Moving Picture Expert Group, komisi, která se zabývá vývojem standardů pro komprimaci videa a připojeného audiosignálu. Skupina pracuje pod organizací ISO – International Standards Organization. Existuje několik norem pro kompresi videa MPEG, které vyhovují různým oblastem využití. ■

MPEG-1 Tato nejpoužívanější norma je navržena s ohledem na technologii CD tak, že nejvyšší datový tok je až 1,5 Mb/s. V principu je norma MPEG-1 definována až do velikosti obrázku 4095x4095x60 (60 snímků za sekundu). Norma MPEG-1 sestává ze čtyř částí: ■

IS 11172-1 popisuje synchronizaci a multiplexaci videa i zvukového signálu.

■

IS 11172-2 popisuje kompresi neprokládaného videosignálu.

71


IS 11172-3 popisuje kompresi připojeného audiosignálu.

■

IS 11172-4 popisuje testování shody přenesených dat s původními.

■

MPEG-2

Tato norma je navržena s ohledem na využití v dálkových a satelitních přenosech signálu při zachování televizní kvality. Norma MPEG-2 umožňuje rozlišení až do16383x16383 bodů, jediné omezení je, že výška i šířka snímku musí být dělitelná 16 pro lepší rozdělení na oblasti při komprimaci.

Tip: Důležitým rozdílem oproti normě MPEG-1 je také to, že MPEG-1 pracuje pouze s neprokládanými celými snímky, ale MPEG-2 dovoluje vedle neprokládaných snímků také použití snímků prokládaných. To může být výhodou při použití televizních přijímačů, které právě prokládání obrazu používají.

■

MPEG-3 Tato norma byla původně myšlena jako podpora HDTV, tedy televize s vysokým rozlišením, ovšem tuto oblast byla po úpravách schopna pokrýt i norma MPEG-2. Od normy MPEG-3 se tedy upustilo a dále se nepoužívá.

■

MPEG-4 Na rozdíl od rostoucích požadavků na datový tok v předcházejících normách je norma MPEG-4 definována pro přenos videa a připojeného audiosignálu po pomalých linkách s rychlostí od 4800 do 64000 bitů/s, tedy převážně po modemech. Tato rychlost je velice malá a MPEG-4 proto vychází z rozlišení 176x144 bodů při 10 snímcích za sekundu.

Kompresi a přenos dat, videosekvencí a připojených audiosignálů je možno řešit buď softwarově nebo hardwarově. Softwarové řešení je vždy levnější, má však značně vysoké nároky na výpočetní výkon počítače. Je ale poměrně vhodné pro amatérské využití, především tam, kde se pracuje s menšími objemy dat. Hardwarové řešení je rychlejší, nevyžaduje tak výkonný počítač, jediným jeho nedostatkem je relativně vyšší cena. Pro profesionální využití je tato investice nutná, protože zatímco hardwarová komprese videa je možná v reálném čase, softwarová komprese videosouboru zabere i na výkonném počítači často mnohonásobně delší dobu než je délka přehrání výsledného videosouboru.

72

Ztrátová komprimace Jak pracuje MPEG-1? MPEG-1 je nejpoužívanější a běžným uživatelům také nejdostupnější komprimační a přenosový standard pro přenos videa a s ním souvisejícího audiosignálu. Co se týká vlastní komprese obrazové informace, je velice podobná kompresnímu schématu JPEG. Barevné RGB snímky jsou nejprve převedeny do formy YUV, kde jsou obě barvonosné složky později redukovány do formátu 176x120 pixelů. Důvody pro takový postup byly vysvětleny v části zabývající se kompresním schématem JPEG. Každý snímek je rozdělen do bloků 8x8 pixelů, na tyto bloky je použita diskrétní kosinová transformace. Výsledné koeficienty transformace jsou dále kvantifikovány. (Kvantifikace vlastně znamená dělení čísla jinou hodnotou. Tím se dosahuje snížení počtu bitů nesoucích příslušnou informaci na úkor informace obsažené v nejméně významných bitech.) Posledním krokem je opět (stejně jako u formátu JPEG) bezztrátová komprimační část zastoupená Huffmanovým kódováním. Tato poslední část je použita jak na kvantifikované koeficienty pocházející z diskrétní kosinové transformace, tak i na tzv. pohybové vektory, které jsou ve schématu MPEG (ve srovnání s kódováním statických obrázků) zcela nové. Jakým způsobem tyto pohybové vektory vznikají? Oproti kódování jednoduchého statického obrázku musí být do videosekvence zahrnuta právě navazující sekvenčnost jednotlivých snímků. Základní myšlenka je založena na předpovědi „pohybu“ jednotlivých částí obrázku od snímku ke snímku. Pro vyvážení kvality přehrávaného videa spolu s co možná nejlepšími kompresními poměry používá norma MPEG-1 trochu komplikované schéma používající tři typy snímků. ■

Prvním z nich je statický snímek typu „I“ (intraframe). Tyto snímky představují statické snímky tak, jak je lze vidět, pokud rozvinete klasický film zhotovený chemickou cestou. Tyto snímky neobsahují žádnou informaci o snímcích předcházejících. Existence takových snímků je pochopitelná – např. první snímek celého videa musí být právě typu „I“.

Tip: Snímky typu „I“ jsou velice důležité také pro rychlé převíjení videa, kdy na plné dekódování kompletní sekvence není čas a informace o pohybu by se jinak ztrácela.

73


Druhým typem je typ „P“ (predicted – předpovězený). K interpretaci tohoto snímku – z pohledu dekompresoru – je nutná znalost předchozího dekódovaného snímku typu „I“ nebo „P“. V obrázku typu „P“ je tedy obsažen odkaz na jeden z předcházejících snímků a snímek sám již obsahuje i pohybové vektory, o kterých byla řeč výše. Tyto pohybové vektory určují, jak se změnily jednotlivé detaily předcházejícího snímku, který je již plně rekonstruován.

Tip: Důvod pro používání pohybových vektorů namísto kódování celé sekvence jako posloupnosti statických obrázků se všemi detaily je zřejmý. Kompresní poměr bude při použití stejného komprimačního algoritmu mnohem příznivější pro snímky typu „P“ než pro snímky typu „I“.

■

Posledním druhem snímků, které se používají v kompresní a přenosové normě MPEG-1, je typ „B“ (bidirectional – obousměrný). Jak již název tohoto snímku napovídá, k dekódování takového obrázku je zapotřebí znalost dvou nejbližších snímků typu „I“ nebo „P“ – jednoho, který se v sekvenci snímků nalézá před a jednoho v sekvenci za příslušným snímkem typu „B“. Při tvorbě snímku typu „B“ (z pohledu kompresního algoritmu) se bere v úvahu „dopředný“ i „zpětný“ pohybový vektor pro každý blok kódovaného snímku a průměrováním příslušných bloků snímku „budoucího“ i „minulého“ se kódovací algoritmus pokouší dobrat nejlepšího výsledku.

Tip: Je zřejmé, že při komprimaci snímků typu „B“ se bude dosahovat ještě lepších kompresních poměrů ve srovnání s typem „P“, a proto z hlediska komprese je vyvíjena snaha o co největší počet snímků typu „B“ v celé sekvenci. Poměr snímků typu „P“ a „B“ se určuje experimentálně. Celá sekvence snímků většinou vypadá tak, jak ukazuje obrázek 9.

74


Obr. 9 Sekvence snímků videa formátu MPEG-1.

Tip: Z uvedeného schématu je zřejmé, že pro dekódování a zobrazení každého snímku typu „B“ je nutné nejprve vyslat a dekódovat snímek typu „P“ nebo „I“, který se v sekvenci nachází až za ním. Oba snímky typu „P“ nebo „I“ – předcházející i následující - je třeba držet v paměti minimálně do skončení zpracování sekvence snímků „B“.

Tip: Na základě předcházejícího tipu je zřejmé, že dekódování videa může být velice náročou záležitostí jak na paměť počítače, tak i na početní výkon, a proto je lepší (a pro dosažení profesionálních výsledků stále nezbytně nutné) svěřit celé toto schéma alespoň částečně specializovanému hardwaru. Dále je potřeba si uvědomit, že kódování celého videa trvá mnohonásobně déle než následné přehrání (dekomprese) – důvodem je hledání nejpoužitelnějších pohybových vektorů při tvorbě snímků typu „P“ a „B“.

Tři vrstvy jako standardy pro kompresi zvuku Na začátku výkladu zaměřeného na kompresní schéma MPEG bylo řečeno, že se jedná o kódovací schéma pro digitální přenos videa a připojeného audiosignálu. Zatím se výklad omezil na video a nyní se dostaneme také ke kompresi zvuku.

75

Počítačová komprimace dat IS 11172-3 normy MPEG-1 popisuje kompresi audio signálu. Existují tři kódovací schémata nazývaná Layer 1 až 3. Zvyšující se číslo „vrstvy“ vyjadřuje zvyšující se kvalitu zvuku a tím i složitost kódovacího procesu. Pro každou vrstvu je specifikován formát datového toku a dekodér. V souladu se zvyšující se náročností a složitostí použitého algoritmu se zvyšujícím se číslem vrstvy je použita hierarchická kompatibilita vrstev. To znamená, že dekodér postavený na vrstvu N je schopen dekódovat i vrstvu s nižším číslem. Celkový datový tok MPEG-1 může být maximálně 1,5 Mb/s – z toho je 1,2 Mb/s rezervováno pro video data a 0.3 Mb/s pro audio data. Pro srovnání: datový tok u CD (stereo, 16 bitů a 44,1 kHz) je 1,4 Mb/s. MPEG podporuje kompresní poměry od 1:2,7 až po 1:24. Kompresní poměr 1:6 (256 kb/s) se jeví co do kvality při vhodných poslechových podmínkách podle zkušeností jako naprosto nerozeznatelný od originálu. Vyšší kompresní poměry se již mohou projevit na kvalitě reprodukovaného zvuku, protože i v případě komprese zvuku se jedná o ztrátovou kompresi. Důležitým pojmem pro kompresi audio dat ve formátu MPEG je psychoakustika, přesněji psychoakustický model. (O aplikaci psychoakustického modelu se často mluví jako o „perceptual noise shaping“ nebo „perceptual subband transform coding“.) Komprese je u tohoto ztrátového modelu založena na stejném principu jako využití redundance informací v grafických datech – kompresor vynechá detaily, jež jsou pro lidské ucho nepostižitelné. Průměrné lidské ucho je schopno zachytit zvuk přibližně v těchto mezích: ■

frekvenční rozsah 20 Hz - 20 kHz;

■

dynamický rozsah (ticho - hluk) asi 96 dB.

Citlivost je u lidského ucha nelineární a právě toho se využívá. První metoda zvaná Frequency Masking je založená na tom, že lidské ucho není schopno rozlišit v přítomnosti silného signálu signál slabší, který tak zanikne. Druhá metoda zvaná Temporal Masking je založena na setrvačnosti vjemu zvuku. Např. když budeme přehrávat signál 1 kHz hlasitostí 60 dB a k němu ještě tón 1,1 kHz hlasitostí 40 dB, bude druhý tón překryt a tudíž bude neslyšitelný. Poté co vypneme silnější signál, bude tón ještě asi 5 ms neslyšitelný. Tuto prodlevu lze taktéž využít ke zjednodušení dat. Jak již bylo uvedeno, formát MPEG definuje v základu 3 typy vrstev. Data se dělí na tzv. frames. Každý frame se pak skládá z 384 jednotlivých vzorků.

76

Ztrátová komprimace ■

Layer 1 – dělicí filtr pracující s critical band (poměr hlasitostí a závislost citlivostí na frekvenci), je aplikován na jednotlivé frames a používá stejnou frekvenci. Psychoakustický model zde používá pouze Frequency Masking. Datový tok se může pohybovat od 32 kb/s do 448 kb/s.

■

Layer 2 – oproti Layer 1 dělicí filtr pracuje s 3 framy najednou (předchozí, současný a následující = 1152 vzorků) a je zde použito jednoduché Temporal Masking. Soubory mají koncovku *.mp2 a datový tok je z intervalu od 32 kb/s do 384 kb/s.

■

Layer 3 – je použit lepší dělicí filtr s proměnnou frekvencí. Psychoakustický model zde používá plně Temporal Masking a redukce vazeb mezi stereo signály. Soubory mají koncovku *.mp3. Datový tok je z intervalu od 32 kb/s do 320 kb/s.

Tip: ■

Všechny tři vrstvy mohou používat vzorkovací frekvenci 32 kHz, 44.1 kHz nebo 48 kHz.

■

Všechny tři vrstvy používají stejnou banku akustických filtrů. Layer 3 navíc používá diskrétní kosinovou transformaci pro zvýšení frekvenčního rozlišení.

■

V toku dat používají všechny vrstvy stejnou identifikační „hlavičku“ i celkovou strukturu datového toku. To umožňuje dříve zmíněnou hierarchickou kompatibilitu všech tří vrstev.

Samozřejmě je možné kompresní schéma MPEG používat i pro přehrávání a kopírování zvukových CD nosičů. Je ovšem nutné připomenout, že při tom nesmějí být porušena práva pro šíření a kopírování nahrávek :-) Programům, které dokáží přímo z audio CD uložit skladby do formátu WAV, se obecně říká „grabovací programy“ (CD Rippers). Podmínkou je ovšem dobrá mechanika CD-ROM, která umožňuje načítat audio stopy na CD jako datové soubory.

Tip: Soubory MP3 používají kompresi MPEG Audio Layer 3. Když při kompresi stereo audio souboru typu WAV (stereo,16 bitů a 44,1 kHz) použijete parametry 128 kb/s a vzorkovací frekvenci 44,1 kHz, získáte soubor MP3, který se kvalitou blíží audio CD.

77

Počítačová komprimace dat Tip: Soubory WAV v kvalitě audio CD získáte grabováním z audio CD nebo nahráváním pomocí LINE IN na zvukové kartě. Při nahrávání LINE IN však dochází ke dvěma konverzím signálu D/A a A/D, a tudíž ke zkreslení – lepší grabovací programy tento nedostatek dokáží obejít. Největší výhodou MP3 je velikost souboru – kompresní poměr při CD kvalitě dosahuje 12:1. Na jedno datové CD je tak možné uložit 12 až 13 klasických audio CD. Toto datové CD je pak možné přehrávat (s použitím příslušného softwaru) v kvalitě, která se i pro cvičené ucho jeví jako nerozeznatelná od originální nahrávky.

Shrnutí MPEG je ztrátový kompresní standard pro uchovávání a přenos digitalizovaných videosekvencí snímků a připojeného audiosignálu. Existují tři normy určené pro různé druhy použití: ■

MPEG-1 vytvořený s ohledem na přenosové rychlosti a využití v souvislosti s technologií CD.

■

MPEG-2 pro využití při dálkových a satelitních přenosech vysokou rychlostí. Na rozdíl od MPEG-1 je schopen pracovat i s prokládaným videosignálem.

■

MPEG-4 je navržen pro použití na pomalých (především modemových linkách).

Zatímco standard MPEG-1 se zdá být – alespoň pro příští roky – vyhovující a neočekávají se u něho žádné výrazné změny, pro MPEG-2 stále není nalezen nejvýhodnější algoritmus a tato norma není plně standardizována. Pro přenos audiosignálu v normě MPEG-1 slouží tři „vrstvy“ nazývané Layer1 až 3. I komprese zvuku je ztrátová a lze při ní dosáhnout kompresních poměrů až 100:1. U nejsložitějšího záznamu za pomoci vrstvy Layer3 lze dosahovat kompresního poměru 12:1 při zachování kvality běžného audio CD.

78

Ztrátová komprimace Výhody: Možnost ztrátové komprese představuje velkou výhodu digitalizovaného videa a audia oproti běžným analogovým technologiím. Při kompresi sekvence videosnímků je možné použít tzv. pohybové vektory udávající, jak se změnil snímek oproti jinému snímku sekvence. Není tedy nutné každý snímek videa kódovat jako statický – to je výhoda, která umožňuje dosáhnout ještě lepších kompresních poměrů. U audio CD lze dosáhnout uložení 12 až 13 audio CD na jediné datové CD při prakticky nezměněné kvalitě. Nevýhody: Samotná komprimace videa je složitým procesem jak na paměť, tak i na početní výkon počítače. Ačkoli dekódování (přehrávání) je mnohonásobně jednodušší, i zde jsou paměťové nároky a především početní výkon počítače limitující pro čistě softwarové zpracování dat ve formátu MPEG. K dosažení profesionálních výsledků v této oblasti je nezbytné využít přídavné hardwarové zařízení (speciální karty pro přehrávání videa).

79

5

Archivační programy

Archivační programy Archivačními programy nazýváme kompresní programy určené pro bezztrátovou kompresi dat uložených v jednotlivých souborech. Mezi českou uživatelskou veřejností jsou nejrozšířenějšími archivačními programy ARJ, ZIP a RAR. Nejsou to však zdaleka jediné a dokonce ani nejlepší existující archivační programy.

Základní možnosti archivačních programů Názorů na to, jak hodnotit různé archivační programy, je mnoho. Každý uživatel musí nakonec sám rozhodnout, které hledisko je z jeho pohledu při volbě archivačního programu nejdůležitější. Těmito hledisky, podle kterých se uživatel rozhoduje, mohou být: ■

Výkonové ukazatele archivačního programu (viz dále).

■

Uživatelský komfort reprezentovaný souhrnem možností a nastavení použitelných pro ten který archivační program.

■

Intuitivní jednoduché ovládání archivačního programu.

■

Možnost vytváření archivů na platformě Windows (včetně zachování dlouhých názvů) a mnoho dalších.

Tip: Archivační programy v sobě většinou kombinují různé modifikace bezztrátových komprimačních algoritmů, které byly popsány v kapitole věnované bezztrátové kompresi. V této poměrně krátké kapitole se zaměříme na soubor nastavení a možností, které bývají u většiny moderních archivačních programů k dispozici.

Archivy Možnost vytváření archivů je naprosto fundamentální funkcí všech archivačních programů, a proto je nemyslitelné, že by v některém archivačním programu tato možnost chyběla. Moderní archivační program by však měl nabízet několik různých funkcí manipulace s archivy. Archivační programy by měly obsahovat dále popsané možnosti.

83


Možnost zachování stromové struktury archivovaných souborů. To znamená, že po obnovení původních dat z komprimovaného archivu zůstanou nezměněny nejen veškeré informace obsažené v jednotlivých souborech, ale také stromová struktura, ve které jsou tyto soubory uspořádány.

■

Možnost manipulace s jednotlivými soubory archivu. Pokud vytvoříte archiv, měli byste mít možnost nakládat s jednotlivými soubory archivu bez toho, že by bylo nutné nejprve dekomprimovat celý archiv. V tomto směru základními možnostmi, jež by neměly chybět dnes již v žádném archivačním programu, jsou: ■

Rozbalení jednotlivého souboru z archivu.

■

Vymazání jednotlivého souboru z archivu.

■

Přidání jednotlivého souboru do archivu.

Lepší archivační programy umožňují navíc: ■

Prohlížení jednotlivých souborů archivu.

■

U spustitelných souborů dokonce spuštění jednotlivých souborů archivu. Obojí bez nutnosti předchozí explicitní dekomprimace tohoto souboru spojené s je ho uložením na disk. Soubor je dekomprimován a uložen pouze v paměti RAM.

84

■

Možnost uzamčení archivu – tato možnost zakazuje jakékoli úpravy (přidává ní souborů, přepisování) vytvořeného archivu.

■

Možnost opatření archivů heslem.

■

Možnost opravování poškozených souborů v archivu (nebo alespoň možnost pokusit se o takovou opravu).

■

Možnost tvorby samorozbalovacích (self-extracting) archivů. Samorozbalovací archiv je doplněný o spustitelný modul, který se používá pro rozbalení (dekomprimaci) archivovaných souborů mimo prostředí a bez pomoci archivačního programu, kterým byl archiv vytvořen.

■

Možnost tvorby kompaktních archivů (solid archives). Kompaktní archiv komprimovaných dat při komprimaci nakládá se všemi soubory jako s jediným tokem dat. Výhodou tohoto druhu archivu je lepší kompresní poměr, zvláště při kompresi velkého množství malých souborů. Nevýhodou je naopak pomalejší rozbalování jednotlivého souboru (musí být analyzovány všechny soubory uložené v archivu) a ztráta veškerých komprimovaných dat i v případě, že je poškozen třeba jen jediný soubor archivu.

■

Možnost rozdělení dlouhých archivů na kratší bloky (volumes), aby bylo možné komprimovaný archiv uložit např. na diskety.

Archivační programy ■

Zachování dlouhých názvů souborů používaných systémem Windows 95 nebo NT.

■

Možnost nastavení komprimačního módu, který klade důraz na:

■

Nejlepší kompresní poměr.

■

Nejkratší dobu komprese.

■

Nejvýhodnější poměr doby komprese a kompresního poměru.

Všechny archivační programy (většinou i ty, které fungují pod systémem Windows), jsou spustitelné z příkazové řádky, která vypadá ve většině případů následovně: Name -<switches> <archive>

Popis parametrů: ■

Name – název archivačního programu.

■

Command – příkaz definující činnost archivačního programu. Např. komprimace, dekomprimace, přidání souboru do archivu, uzamčení archivu atd.

■

Switches – přepínače specifikující typ prováděné operace. Např. komprese s nejlepším kompresním poměrem, tvorba samorozbalovacího archivu apod.

■

Archive – název archivu, který bude vytvářen, nebo se kterým se bude manipulovat.

■

Files – názvy souborů, se kterými se bude manipulovat.

Výkonové ukazatele (benchmarks) Pokud mluvíme o výkonových ukazatelích archivačních programů, máme na mysli především následující parametry: ■

Kompresní poměr.

■

Čas potřebný pro kompresi.

■

Čas potřebný pro dekompresi.

■

Poměr času komprese a kompresního poměru.

Jak již bylo v této knize několikrát zmíněno, výkonové ukazatele jsou různé, pokud je stejný archivační program aplikován na různá data. Proto je nutné provést řadu různých testů, aby srovnání archivačních programů bylo úplné.

85

Počítačová komprimace dat Nikdy není možné umístit kterýkoli archivační program na jakousi absolutní stupnici definující jeho výkon. Jediné, čeho lze dosáhnout, je relativní srovnání jednotlivých programů. Aby byly výsledky srovnávacích testů relevantní, je vždy nutné přesně uvést, za jakých podmínek byly testy prováděny. Týká se to jak hardwaru počítače, tak i operačního systému a jeho softwarového nastavení. Záznam o typu dat použitých pro testování je naprostou samozřejmostí. Na následujících stránkách najdete výsledky srovnávacích testů archivačních programů z první poloviny roku 1998. Pro všechny níže uvedené testy platí následující parametry použitého hardwaru a softwaru: ■

Byl použit počítač 486DX4-75 MHz.

■

Operační paměť RAM 20 MB.

■

Nebyla použita žádná disková cache.

■

Operační systém – MS-DOS 6.22 (výjimkou jsou označené programy pro Windows – u těch byl použit systém Windows 95).

■

Komprese probíhala z běžného pevného disku na 2MB RAM disk.

■

Nastavení souboru CONFIG.SYS:

BUFFERS=20,0 FILES=40

První skupina testů byla provedena na jednotlivých souborech různého charakteru (testovací soubor byl vždy jen jeden).

První test (textový soubor) Textový soubor

Nekomprimovaná velikost 768 771 bajtů

Tip: V prvním sloupci je uveden název archivačního programu, ve druhém přepínače použité při testování, ve třetím čas potřebný pro kompresi (minuty:sekundy.desetiny), ve čtvrtém velikost komprimovaného archivu a v posledním kompresní poměr. Archivační programy jsou srovnány podle dosaženého kompresního poměru od nejlepšího k nejhoršímu.

86

Archivační programy Archivační program

přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

BOA 0.50b

−m15

1:32.4

211 847

72,4 %

RKIVE 1.90b1

−mt

3:43.3

217 460

71,7 %

RKIVE 1.4

−mt

1:01.8

219 676

71,4 %

X1 0.95a −>X

xem4l2

0:34.3

219 691

71,4 %

X1 0.95a −>X

xem3

0:35.2

219 827

71,4 %

RKIVE 1.4

−mtx

1:31.5

219 917

71,4 %

ACB 2.00c

(u)f

4:02.7

222 694

71,0 %

BOA 0.50b

(none)

1:17.8

224 195

70,8 %

UFA 0.03b5

−m5 −mu16

2:29.5

224 810

70,5 %

777 0.03b5

−m5 −mu16

2:31.9

224 810

70,5 %

UFA32 0.03b4

−m5 −mu16

2:32.2

224 810

70,5 %

777 0.03b4

−m5 −mu16

2:48.6

224 810

70,5 %

SZIP 1.05xe

−o10b8

0:23.5

225 475

70,7 %

ACB 2.00c

(b)f

2:43.3

225 658

70,6 %

SZIP 1.05xe

−b8

0:16.7

225 670

70,5 %

777 0.03b4

−m5

1:34.4

226 748

70,5 %

UFA32 0.03b4

−m5

1:35.0

226 748

70,5 %

777 0.03b5

−m5

1:36.7

226 748

70,5 %

UFA 0.03b5

−m5

1:37.5

226 748

70,5 %

ACB 1.14a

(b)f

2:36.8

227 416

70,4 %

ACB 2.00c

(B)f

1:54.7

231 309

69,9 %

BZIP2 0.1pl2

(none)

0:20.1

232 598

69,7 %

SZIP 1.03

(none)

0:09.0

235 437

69,4 %

SZIP 1.05xe

−o4b8

0:10.3

235 443

69,4 %

LGHA 1.1

−2

0:28.0

235 767

69,3 %

HA 0.999b

e2

0:34.8

235 767

69,3 %

BVI 1.50

(none)

3:30.1

237 382

69,1 %

BZIP2 0.1pl2

−5

0:19.7

242 662

68,4 %

BSArc 2.0.0

−++

0:46.7

244 049

68,3 %

X1 0.95a −>X

xem7

0:20.0

250 124

67,5 %

RKIVE 1.4

−mb

0:52.1

252 321

67,2 %

CODEC 3.21

−c10

0:42.4

252 375

67,2 %

RKIVE 1.90b1

−mb

1:46.4

255 424

66,8 %

87


88

Archivační program

přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

JAR32 1.02

−m4

0:20.8

258 508

66,4 %

JAR32 1.02

−m3

0:20.6

258 533

66.4 %

JAR32 1.02

(none)

0:18.0

259 640

66,2 %

HAP 4.03

3

0:13.2

260 103

66,2 %

HAP 3.05bp

(none)

0:18.3

260 103

66,2 %

RKIVE 1.90b1

−mf

1:38.4

260 660

66,1 %

RKIVE 1.4

−mf

0:37.5

260 710

66,1 %

777 0.03b5

−m2 −mx

3:29.3

260 911

66,1 %

777 0.03b4

−m2 −mx

4:01.0

261 073

66,0 %

X1 0.94m −>X

xem6l2

5:21.6

262 719

65,8 %

QUANTUM 0.97

−c7 −t20

29:40.3

263 747

65,7 %

CABARC 1.0

−m LZX:21

0:42.0

264 147

65,6 %

UFA 0.03b5

−m2 −mx

1:25.2

270 133

64,9 %

UFA32 0.03b4

−m2 −mx

2:26.2

271 667

64,7 %

JAR16 1.02

−m3

0:27.4

271 898

64,6 %

JAR16 1.02

−m4

0:27.4

271 901

64,6 %

QUANTUM 0.97

−c5

11:03.7

271 960

64,6 %

UHARC 0.2

−m3 −md1024

1:23.2

272 226

64,6 %

JAR16 1.02

(none)

0:23.7

274 725

64,3 %

ERI32 3.0c3

−md4−c

1:55.2

275 292

64,2 %

ERI32 3.0c3

−m3

1:41.4

276 260

64,1 %

ERI32 3.0c3

−md3−m3

1:39.9

276 745

64,0 %

WinRAR 2.02

−m5 −md512

1:49.0

279 704

63,6 %

WinRAR 2.02

−m5 −md256

1:26.0

284 232

63,0 %

QUANTUM 0.97

−c3 −t20

2:00.1

284 721

63,0 %

QUANTUM 0.97

(none)

1:44.8

287 179

62,6 %

UHARC 0.2

−m2 −md1024

1:09.2

287 355

62,6 %

ACE 1.1b

−m5 −d1024

0:37.7

292 381

62,0 %

ACE32 1.1b

−m5 −d1024

0:38.0

292 381

62,0 %

WinRAR 2.02

−md512

0:28.8

293 003

61,9 %

ARI 2.16m

(none)

4:16.1

298 328

61,2 %

CABARC 1.0

−m LZX:15

0:29.9

298 655

61,2 %

HPACK 0.79a0

−df

0:49.7

299 072

61,1 %


přepínače

čas

kompr. velikost

po měr

RAR 2.02

−m5

0:30.4

301 306

60,8 %

ARJZ 0.15

−mp9 −jh

0:27.9

301 771

60,7 %

UC2 v3.0 PRO

(Max)

0:36.6

302 022

60,7 %

UC v2.37 beta

(Max)

0:35.5

302 026

60,7 %

ARI 2.16m

−m3

1:25.9

302 560

60,6 %

LHARK 0.4d

−tob

0:32.0

302 820

60,6 %

UHARC 0.2

−m1 −md1024

0:48.8

303 742

60,5 %

BVI 1.20

(none)

0:30.6

304 160

60,4 %

ARJZ 0.15

(none)

0:18.6

304 182

60,4 %

RAR 2.02

(none)

0:16.9

305 914

60,2 %

YAC 1.02

(none)

0:36.1

306 697

60,1 %

LHARK 0.4d

(none)

0:15.1

309 326

59,8 %

ZET 0.10b

−eh

0:20.2

309 699

59,7 %

LIMIT 1.2

−mx

0:21.6

310 872

59,6 %

LIMIT 1.2

(none)

0:20.1

311 187

59,5 %

AMGC 2.3

(Max)

0:49.0

311 274

59,5 %

SUPERPACK 2.0

(Max)

0:49.3

311 274

59,5 %

SKY 1.15

−m4

0:49.4

311 274

59,5 %

PKZIP 2.6 Win95

(Extra)

0:11.5

311 318

59,5 %

UC v2.37 beta

(Default)

0:16.4

311 412

59,5 %

UC2 v3.0 PRO

(Default)

0:17.4

311 412

59,5 %

HA 0.999b

e1

0:27.1

312 016

59,4 %

LGHA 1.1

−1

0:26.5

312 280

59,4 %

SQZ 1.08.3

−q(ALT236)

0:26.9

312 330

59,4 %

WINZIP’95 6.3

(Max)

0:17.7

312 371

59,4 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−9 −j

0:18.1

312 389

59,4 %

INFO−ZIP 2.2NT

−9 −j

0:17.8

312 397

59,4 %

NETZIP 4.1

(Deflate)

0:19.6

312 594

59,3 %

TURBOZIP 2.1

(Level 9)

0:20.4

312 594

59,3 %

PKZIP 2.04g

−ex

0:15.1

312 604

59,3 %

PKZIP 2.6 Win95

(Norm)

0:08.8

312 906

59,3 %

GZIP 1.2.4

−9

0:23.5

312 915

59,3 %

LHA 2.67(Win32)

−wd:\

0:21.4

313 166

59,3 %

89


90


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

INFO−ZIP 2.2DOS

−j

0:14.6

313 484

59,2 %

INFO−ZIP 2.2NT

−j

0:14.1

313 492

59,2 %

ACE32 1.1a

−d1024

0:17.0

313 725

59,2 %

ACE 1.1b

−d1024

0:18.6

313 725

59,2 %

CODEC 3.21

(none)

0:16.2

313 787

59,2 %

BSArc 2.0.0

(none)

0:19.1

314 138

59,1 %

AIN 2.32

/m1

0:11.3

314 299

59,1 %

ESP 1.92

/m0

0:12.1

314 314

59,1 %

GZIP 1.2.4

(none)

0:18.8

314 443

59,2 %

SQZ 1.08.3

(none)

0:18.6

315 028

59,0 %

PKZIP 2.04g

(none)

0:10.4

316 113

58,9 %

QUARK 1.0beta

(none)

0:18.0

317 195

58,7 %

ESP 1.92

/m2

0:10.0

317 629

58,7 %

AIN 2.32

(none)

0:09.1

317 660

58,7 %

WINZIP’95 6.3

(Normal)

0:09.7

318 344

58,6 %

ARJ 2.60

−jm −e

0:17.9

318 939

58,5 %

ARJ 2.60

−e

0:16.7

319 163

58,5 %

NETZIP 4.1

(Method 4)

0:11.2

319 281

58,5 %

TURBOZIP 2.1

(Level 5)

0:11.3

319 281

58,5 %

ZIPSERVER 2.12

(none)

0:12.5

319 450

58,4 %

ZET 0.10b

(none)

0:09.4

321 667

58,2 %

SUPERPACK 2.0

(Normal)

0:15.4

327 641

57,4 %

AMGC 2.3

(Normal)

0:15.6

327 641

57,4 %

SKY 1.15

(none)

0:16.1

327 641

57,4 %

DEEPFREEZE 1.03

(none)

0:18.2

327 814

57,4 %

XPACK 1.67k

−a

0:37.2

331 390

56,9 %

NULIB 3.24

c5

0:05.9

334 187

56,5 %

PROPACK 2.08

d

3:18.6

334 849

56,4 %

MSXIE 1.40

(none)

0:31.3

338 941

55,9 %

LHA 2.55b

−we:

0:17.4

339 110

55,9 %

AR 1.10

(none)

0:32.4

339 110

55,9 %

SAR 1.0

(none)

0:32.3

339 118

55,9 %

ZOO 2.10

h:

0:30.9

339 245

55,9 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

CROSSEPAC 1.35

Format=Binary

0:29.9

339 419

55,8 %

PUT 3.41

(none)

0:22.4

339 642

55,8 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 5)

0:19.7

340 046

55,8 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 9)

0:20.4

340 046

55,8 %

HYPER 2.6

(none)

0:09.9

345 887

55,0 %

PAK 2.51

(none)

0:10.8

347 608

54,8 %

JAM − Aug1996

(none)

0:06.9

351 720

54,2 %

ARQ 3.2

(none)

0:37.8

352 950

54,1 %

DWC 5.10

z

0:07.7

362 629

52,8 %

PKARC 3.5

(none)

0:04.4

364 069

52,6 %

SQWEZ 2.2

/s

0:33.0

365 224

52,5 %

KBOOM 1.1

(none)

0:09.6

366 622

52,3 %

LZOP 0.94w

−9

0:36.6

366 883

52,3 %

ARX 1.0

(none)

0:14.4

369 545

51,9 %

ELI 5750

(none)

0:10.4

369 552

51,9 %

LHARK 0.4d

−tt

0:04.0

370 472

51,8%

PKPAK 3.61

(none)

0:07.7

370 543

51,8 %

ZIP−ARCHIV 2.0

(none)

0:11.0

370 868

51,8 %

PKZIP 2.04g

−es

0:04.1

372 386

51,6 %

DWC 5.10

(none)

0:08.1

380 299

50,5 %

TSCOMP 1.3.21

−sh

0:13.3

391 252

49,1 %

MDCD 1.0

(none)

0:05.8

391 703

49,0 %

ZOO 2.10

:

0:13.2

391 750

49,0 %

SPLINT 2.1

(none)

0:17.8

416 191

45,9 %

JRCHIVE 1.10

−v

0:09.6

416 982

45,8 %

ZIP−ARCHIV 2.0

−m

0:08.0

417 005

45,8 %

TSCOMP 1.3.21

−sm

0:11.3

418 014

45,6 %

ARC 6.02

(none)

0:05.4

418 511

45,6 %

LARC 3.33

(none)

0:10.2

424 186

44,8 %

SQUASH 1.21

(none)

0:19.5

424 209

44,8 %

MSCOMPRESS 2.0

(none)

0:19.0

424 265

44,8 %

GAS 2.0

(none)

2:00.7

438 688

42,9 %

NULIB 3.24

(none)

0:07.0

454 304

40,9 %

LZOP 0.94w

(none)

0:03.3

487 406

36,6 %

91

Počítačová komprimace dat Výsledky testu: Nejlepší kompresní poměr:

BOA 0.50b

Nejrychlejší komprese:

LZOP 0.94w

Nejlepší poměr času komprese a kompresního poměru:

SZIP 1.03

Druhý test (soubor EXE) Binární spustitelný soubor EXE Nekomprimovaná velikost 425 488 bajtů


92


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

777 0.03b5

−m2

2:43.2

77 290

81,8 %

777 0.03b5

−m2 −md128

3:04.5

77 304

81,8 %

777 0.03b4

−m2−md128−mx

3:56.6

77 405

81,8 %

777 0.03b4

−m2

2:47.6

77 632

81,8 %

UFA 0.03b5

−m2−md128−mx

1:22.4

83 549

80,4 %

UFA32 0.03b4

−m2−md128−mx

2:12.2

83 799

80,3 %

UFA32 0.03b4

−m2

1:06.5

83 947

80,3 %

UFA 0.03b5

−m2

0:44.6

84 081

80,2 %

ERI32 3.0c3

−1

1:12.8

84 806

80,1 %

ERI32 3.0c3

−m4 −1

1:07.2

84 827

80,1 %

ERI32 3.0c3

−m3 −1

0:40.4

85 417

80,0 %

ARI 2.16m

−1

2:37.5

87 685

79,4 %

ARI 2.16m

−m3 −1

0:31.8

88 956

79,1 %

RKIVE 1.90b1

−mt

1:25.2

91 488

78,5 %

RKIVE 1.4

−mb

0:30.2

92 203

78,3 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

CABARC 1.0

−m LZX:21

0:27.1

92 505

78,3 %

RKIVE 1.90b1

−mb

1:01.6

92 786

78,2 %

CABARC 1.0

−m LZX:15

0:17.1

93 453

78,0 %

RKIVE 1.4

−mtx

0:43.9

93 603

78,0 %

RKIVE 1.4

−mt

0:36.4

94 301

77,8 %

ACB 2.00c

(u)f

1:10.4

95 488

77,6 %

ACB 2.00c

(b)f

0:50.2

95 700

77,5 %

ACE 1.1b

−m5 −d1024

0:12.3

95 889

77,5 %

ACE32 1.1b

−m5 −d1024

0:12.5

95 889

77,5 %

ACB 2.00c

(B)f

0:36.6

96 189

77,4 %

RKIVE 1.90b1

−mf

0:47.3

96 811

77,2 %

RKIVE 1.4

−mf

0:22.3

96 886

77,2 %

QUANTUM 0.97

−c7 −t20

11:00.2

97 105

77,2 %

ACE32 1.1b

−d1024

0:08.3

97 125

77,2 %

ACE 1.1b

−d1024

0:10.2

97 125

77,2 %

QUANTUM 0.97

−c5

3:46.5

97 315

77,1 %

ACB 1.14a

f

0:43.7

97 897

77,0 %

RAR 2.02

−m5

0:15.2

98 576

76,8 %

UHARC 0.2

−m3 −md1024

0:36.0

98 719

76,8 %

WinRAR 2.02

−m5 −md256

0:21.3

98 734

76,8 %

JAR16 1.02

−m4

0:23.5

99 058

76,7 %

JAR16 1.02

−m3

0:23.5

99 062

76,7 %

UHARC 0.2

−m2 −md1024

0:24.7

98 152

76,7 %

JAR16 1.02

(none)

0:16.8

99 194

76,7 %

JAR32 1.02

−m3

0:16.4

99 419

76,6 %

JAR32 1.02

−m4

0:16.6

99 418

76,6 %

RAR 2.02

(none)

0:05.4

99 652

76,6 %

WinRAR 2.02

−md256

0:06.5

99 760

76,6 %

JAR32 1.02

(none)

0:11.2

99 869

76,6 %

UHARC 0.2

−m1 −md1024

0:20.9

100 664

76,2 %

X1 0.95a −>X

xem1

0:18.2

101 410

76,2 %

YAC 1.02

(none)

0:17.2

101 419

76,2 %

QUANTUM 0.97

(none)

0:25.2

101 443

76,2 %

93


94


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

YAC 1.02

(none)

0:19.9

101 448

76,2 %

QUANTUM 0.97

−c3 −t20

0:26.4

101 456

76,2 %

LGHA 1.1

−1

0:12.9

101 492

76,1 %

HA 0.999b

e1

0:14.2

101 496

76,1 %

BVI 1.20

(none)

0:09.3

101 992

76,0 %

BOA 0.50b

(none)

0:44.0

102 095

76,0 %

BOA 0.50b

−m15

0:47.4

102 339

75,9 %

QUARK 1.0beta

(none)

0:18.5

103 213

75,7 %

UC2 v3.0 PRO

(Max)

0:27.2

103 488

75,7 %

UC v2.37 beta

(Max)

0:26.6

103 508

75,7 %

LIMIT 1.2

−mx

0:13.1

103 645

75,6 %

CODEC 3.21

(none)

0:04.9

103 710

75,6 %

SUPER PACK 2.0

(Max)

0:21.6

103 806

75,6 %

AMGC 2.3

(Max)

0:21.8

103 806

75,6 %

SKY 1.15

−m4

0:20.6

103 806

75,6 %

LHARK 0.4d

−tob

0:09.3

103 828

75,6 %

PKZIP 2.6 Win95

(Extra)

0:04.1

103 830

75,6 %

GZIP 1.2.4

−9

0:18.2

103 832

75,6 %

TURBOZIP 2.1

(Level 9)

0:19.3

103 899

75,6 %

WINZIP’95 6.3

(Max)

0:14.8

103 929

75,6 %

INFO−ZIP 2.2DOS −9

−j

0:16.0

103 947

75,6 %

INFO−ZIP 2.2NT

−9 −j

0:15.9

103 955

75,6 %

LIMIT 1.2

(none)

0:04.8

104 147

75,5 %

PKZIP 2.04g

−ex

0:06.7

104 249

75,5 %

NETZIP 4.1

(Deflate)

0:08.9

104 264

75,5 %

LHARK 0.4d

(none)

0:04.0

104 500

75,4 %

AIN 2.32

/m1

0:04.7

104 858

75,4 %

ESP 1.92

/m0

0:05.3

104 901

75,3 %

ARJ 2.60

−jm −e

0:15.4

104 976

75,3 %

BSArc 2.0.0

−+1

0:17.7

105 024

75,3 %

SQZ 1.08.3

−q(ALT236)

0:30.2

105 088

75,3 %

ARJZ 0.15

−mp9

0:14.3

105 120

75,3 %

GZIP 1.2.4

(none)

0:05.9

105 196

75,2 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

LHA 2.67(Win32)

−wd:\

0:06.7

105 214

75,3 %

INFO−ZIP 2.2NT

−j

0:04.6

105 428

75,2 %

ZET 0.10b

−eh

0:13.0

105 428

75,2 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−j

0:05.0

105 472

75,2 %

ESP 1.92

/m2

0:04.8

105 488

75,2 %

UC2 v3.0 PRO

(Default)

0:06.8

105 514

75,2 %

AIN 2.32

(none)

0:04.0

105 515

75,2 %

UC v2.37 beta

(Default)

0:06.4

105 544

75,2 %

PKZIP 2.04g

(none)

0:04.3

105 547

75,2 %

PKZIP 2.6 Win95

(Norm)

0:02.2

105 548

75,2 %

ARJ 2.60

−e

0:06.3

105 646

75,2 %

PROPACK 2.08

d

1:43.3

105 679

75,2 %

BSArc 2.0.0

(none)

0:05.1

105 732

75,2 %

MSXIE 1.40

(none)

0:15.0

105 857

75,1 %

PUT 3.41

(none)

0:09.7

105 863

75,1 %

ZIPSERVER 2.12

(none)

0:03.7

105 900

75,1 %

LHA 2.55b

−we:

0:07.1

105 949

75,1 %

AR 1.10

(none)

0:14.8

105 949

75,1 %

SAR 1.0

(none)

0:13.9

105 957

75,1 %

ARJZ 0.15

(none)

0:04.4

105 995

75,1 %

SQZ 1.08.3

(none)

0:05.5

106 023

75,1 %

ZOO 2.10

h:

0:13.2

106 084

75,1 %

CROSSEPAC 1.35

Format=Binary

0:12.4

106 258

75,0 %

CODEC 3.21

−c10

0:38.4

106 498

75,0 %

WINZIP’95 6.3

(Normal)

0:02.8

106 527

75,0 %

SZIP 1.05xe

−o8

0:10.2

106 886

74,9 %

TURBOZIP 2.1

(Level 5)

0:03.5

106 934

74,9 %

NETZIP 4.1

(Method 4)

0:03.7

106 934

74,9 %

ARQ 3.2

(none)

0:14.5

106 998

74,9 %

BZIP2 0.1pl2

−5

0:15.1

107 662

74,9 %

BZIP2 0.1pl2

(none)

0:15.4

107 662

74,9 %

HPACK 0.79a0

−df

2:38.2

107 956

74,6 %

XPACK 1.67k

−a

0:19.4

108 183

74,6 %

95


96


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

ZET 0.10b

(none)

0:04.0

108 507

74,5 %

AMGC 2.3

(Normal)

0:04.4

108 673

74,5 %

SKY 1.15

(none)

0:05.1

108 673

74,5 %

SUPER PACK 2.0

(Normal)

0:05.3

108 673

74,5 %

X1 0.95a −>X

xem6l2

8:38.4

108 708

74,5 %

SZIP 1.05xe

(none)

0:08.6

109 555

74,3 %

HYPER 2.6

(none)

0:04.6

109 587

74,2 %

X1 0.94m −>X

xem6l2

0:10.3

111 433

73,8 %

SQWEZ 2.2

/s

0:17.1

112 393

73,6 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 9)

0:11.6

112 436

73,6 %

LGHA 1.1

−2

0:27.9

113 013

73,4 %

HA 0.999b

e2

0:39.7

113 013

73,4 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 5)

0:09.8

113 439

73,3 %

SZIP 1.03

(none)

0:05.6

113 503

73,3 %

SZIP 1.05xe

−o4

0:05.5

113 508

73,3 %

DEEPFREEZE 1.03

(none)

0:10.3

113 622

73,3 %

HAP 4.03

3

0:11.4

113 738

73,3 %

HAP 3.05bp

(none)

0:20.0

113 738

73,3 %

ZIP−ARCHIV 2.0

(none)

0:10.2

114 456

73,1 %

TSCOMP 1.3.21

−sh

0:11.4

114 474

73,1 %

TSCOMP 1.3.21

−sm

0:08.5

115 379

72,9 %

ZIP−ARCHIV 2.0

−m

0:05.5

117 841

72,3 %

X1 0.95a −>X

xem4

0:38.2

118 101

72,2 %

ELI 5750

(none)

0:09.6

118 615

72,1 %

ARX 1.0

(none)

0:11.0

118 701

72,1 %

LZOP 0.94w

−9

0:23.4

118 754

72,1 %

BVI 1.50

(none)

17:53.3

121 078

71,5 %

PKZIP 2.04g

−es

0:02.5

122 592

71,2 %

PAK 2.51

(none)

0:06.8

122 829

71,1 %

LHARK 0.4d

−tt

0:02.6

123 382

71,0 %

KBOOM 1.1

(none)

0:04.5

144 836

66,0 %

LARC 3.33

(none)

0:06.6

145 522

65,8 %

SQUASH 1.21

(none)

0:12.6

145 538

65,8 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

JAM − Aug1996

(none)

0:04.0

146 269

65,6 %

MSCOMPRESS 2.0

(none)

0:14.3

148 388

65,1 %

LZOP 0.94w

(none)

0:02.3

152 766

64,1 %

DWC 5.10

(none)

0:03.9

157 188

63,1 %

JRCHIVE 1.10

−v

0:05.3

157 909

63,1 %

MDCD 1.0

(none)

0:03.5

158 402

62,8 %

ZOO 2.10

:

0:07.5

158 449

62,8 %

NULIB 3.24

(none)

0:03.5

158 955

62,6 %

DWC 5.10

z

0:04.3

159 263

62,6 %

PKARC 3.5

(none)

0:02.9

159 751

62,5 %

PKPAK 3.61

(none)

0:03.8

159 815

62,4 %

ARC 6.02

(none)

0:03.0

161 589

62,0 %

NULIB 3.24

c5

0:03.5

163 706

61,5 %

SPLINT 2.1

(none)

0:08.9

167 333

60,7 %

GAS 2.0

(none)

1:04.8

219 528

48,4 %

DPA 1.1a

(none)

0:10.1

229 567

46.0 %

Výsledky testu: Nejlepší kompresní poměr:

777 0.03b5


PKZIP 2.6 Win95

Nejlepší poměr času komprese a kompresního poměru:

ARI 2.16m

Třetí test (soubor EXE s možností spuštění) Binární soubor EXE. Archiv byl vytvořen tak, aby soubor bylo možné spustit i v archivu bez nutnosti explicitní dekomprese a uložení dekomprimovaného souboru na disk. Nekomprimovaná velikost 341 444 bajtů

97

Počítačová komprimace dat Tip: V pvním sloupci je uveden název archivačního programu, ve druhém doba potřebná pro kompresi (sekundy.desetiny), ve třetím doba potřebná pro spuštění souboru – tj. rozbalení a uložení v dynamické paměti RAM, ve čtvrtém velikost archivu. V posledním sloupci je uveden kompresní poměr.

98


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

WWPACK 3.05b5 −v−

27.83

0.2107

125 422

63,3 %

WWPACK 3.05b5

27.83

0.2103

125 447

63,3 %

WWPACK 3.05b5 −f

27.05

0.1596

127 626

62,6 %

APACK 0.61b

177.50

0.2484

127 727

62,6 %

UCEXE 2.4

04.69

0.1609

129 141

62,2 %

AINEXE 2.23

03.59

0.3374

132 014

61,3 %

XPACK 1.67l −4

11.54

1.5413

132 898

61,1 %

COMPACK 4.5

05.66

0.0846

134 012

60,8 %

LGLZ 1.04b−h−u

04.48

0.2162

134 071

60,7 %

LGLZ 1.04b

04.41

0.2256

134 884

60,5 %

LGLZ 1.04b −f

04.41

0.1306

135 036

60,5 %

AVPACK 1.22

03.70

0.1205

136 672

60,0 %

COMPACK 4.5 −g

04.04

0.0897

137 420

59,8 %

XPACK 1.67l −5

08.08

0.2240

138 985

59,3 %

PKLITE 2.01

03.93

0.1528

139 731

59,1 %

PROPACK 2.08 −m1

45.93

0.3446

141 154

58,7 %

RJCRUSH 1.10

03.72

0.1866

141 187

58,7 %

PGMPAK 0.15

10.33

0.1868

142 160

58,4 %

DIET 1.45f

02.75

0.2128

142 771

58,2 %

DIET 1.45f −g

02.75

0.1710

142 874

58,2 %

ELITE 1.0bf

02.65

0.1933

143 360

58,0 %

LZEXE 1.00

04.50

0.1297

143 432

58,0 %

PACKWIN 1.0

03.91

0.1297

143 489

58,0 %

TINYPROG 3.9

16.83

0.1209

144 080

57,8 %

PROPACK 2.08 −m2

20.86

0.0844

155 224

54,5 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

CRUNCH 1.0

02.32

1.7773

218 048

36,1 %

AXE 2.2

03.41

0.3932

248 365

27,3 %

EXEPACK 4.06

01.01

0.0536

331 407

02.9 %


WWPACK 3.05b5


CRUNCH 1.0

Nejrychlejší dekomprese:

EXEPACK 4.06

Nejlepší poměr doby komprese a kompresního poměru:

UCEXE 2.4

Čtvrtý test (soubor BMP) Soubor BMP (24 bitů na pixel) Nekomprimovaná velikost 558 054 bajtů



přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

ERI32 3.0c3

−3

0:14.3

115 312

79,3 %

ERI32 3.0c3

−m3 −3

0:10.3

115 338

79,3 %

ERI32 3.0c3

−m2 −3

0:08.6

120 139

78,5 %

UFA 0.03b5

−m4 −mx

2:23.9

135 781

75,7 %

UFA32 0.03b4

−m4 −mx

4:23.8

135 891

75,6 %

UFA32 0.03b4

−m4 −mq2

0:22.5

140 240

74,9 %

UFA 0.03b5

−m4 −mq2

0:22.6

140 240

74,9 %

777 0.03b4

−m4 −mx

6:48.8

142 129

74,5 %

99


100


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

777 0.03b5

−m4

4:51.6

142 166

74,5 %

ESP 1.92

/m0 /mm2 /ml7

0:20.6

147 142

73,6 %

ESP 1.92

/m2 /mm2 /ml7

0:18.2

148 032

73,5 %

777 0.03b5

−m3 −md2

5:39.3

158 841

71,5 %

777 0.03b4

−m3 −md2 −mx

7:12.2

158 849

71,5 %

UHARC 0.2

−m3 −md1024

1:05.2

171 552

69,3 %

UHARC 0.2

−m2 −md1024

0:41.2

173 128

69,0 %

UHARC 0.2

−m1 −md1024

0:34.6

174 374

68,8 %

RKIVE 1.90b1

−mt

2:17.8

175 674

68,5 %

RKIVE 1.4

−mtx

1:05.4

176 883

68,3 %

RKIVE 1.4

−mt

0:52.0

176 918

68,3 %

SZIP 1.05xe

−io12b6

0:18.4

176 954

68,3 %

SZIP 1.05xe

−ib6

0:12.0

178 096

68,3 %

BOA 0.50b

−m15

1:14.0

178 665

68,0 %

BOA 0.50b

(none)

1:04.8

180 210

67,7 %

SZIP 1.05xe

−io4b6

0:07.6

182 374

67,3 %

ARI 2.16m

−c−2

2:15.8

191 486

65,7 %

RKIVE 1.90b1

−mb

1:37.5

192 315

65,5 %

RKIVE 1.4

−mb

0:50.3

192 582

65,5 %

RKIVE 1.90b1

−mf

1:31.8

194 612

65,1 %

RKIVE 1.4

−mf

0:42.4

194 825

65,1 %

ARI 2.16m

−m3−2

0:35.0

195 974

64,9 %

ARI 2.16m

−m2−2

0:30.3

198 317

64,5 %

HAP 4.03

3

0:12.6

203 223

63,6 %

UC v2.37 beta

(Max)

1:00.9

209 556

62,4 %

UC2 v3.0 PRO

(Max)

1:01.7

209 560

62,4 %

SZIP 1.03

(none)

0:09.7

210 956

62,2 %

X1 0.95a −>X

xem4l2

0:59,5

215 044

61,5 %

X1 0.95a −>X

xem3

0:59,9

216 348

61,2 %

ACB 2.00c

(u)f

2:29.5

216 909

61,1 %

UFA 0.03b5

−m3 −md2 −mx

1:59,3

217 106

61,1 %

UFA32 0.03b4

−m3 −md2 −mx

3:29.0

217 111

61,1 %

BZIP2 0.1pl2

−5

0:17.2

217 311

61,1 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

BZIP2 0.1pl2

(none)

0:17.3

217 311

61,1 %

ESP 1.9

/m0 /mm

0:08.3

219 681

60,6 %

ACB 2.00c

(b)f

1:41.0

219 760

60,6 %

ACB 1.14a

(b)f

1:25.4

223 341

60,0 %

ACB 2.00c

(B)f

1:10.6

224 829

59,6 %

X1 0.95a −>X

xem7

0:12.2

226 013

59,5 %

LGHA 1.1

−2

0:42.7

228 372

59,1 %

HA 0.999b

e2

1:02.2

228 372

59,1 %

RAR 2.02

−m5 −mmf

0:09.1

230 450

58,7 %

WinRAR 2.02

−mmf −md256

0:09.6

230 463

58,7 %

CODEC 3.21

−c10

1:01.9

238 875

57,2 %

CABARC 1.0

−m LZX:21

0:26.3

238 957

57,2 %

X1 0.95a −>X

xem6l2

3:17.7

240 022

57.0 %

QUANTUM 0.97

−c7 −t20

27:06.9

246 934

55,8 %

QUANTUM 0.97

−c5

6:34.5

249 954

55,2 %

WinRAR 2.02

−m5 −md256

0:30.3

253 092

54,6 %

ACE32 1.1b

−m5 −d1024

0:14.4

253 981

54,5 %

ACE 1.1b

−m5 −d1024

0:15.8

253 981

54,5 %

CABARC 1.0

−m LZX:15

0:19.9

254 639

54,4 %

JAR32 1.02

−m3

0:20.7

255 204

54,3 %

JAR32 1.02

−m4

0:20.9

255 204

54,3 %

WinRAR 2.02

−md256

0:13.5

255 599

54,2 %

QUANTUM 0.97

−c3 −t20

0:41.2

255 982

54,1 %

JAR32 1.02

(none)

0:15.1

257 165

54,3 %

QUANTUM 0.97

(none)

0:38.4

257 768

53,8 %

HPACK 0.79a0

−df

1:30.2

258 766

53,6 %

DEEPFREEZE 1.03

(none)

0:12.1

259 476

53,5 %

ACE32 1.1b

−d1024

0:11.6

260 513

53,3 %

ACE 1.1b

−d1024

0:13.1

260 513

53,3 %

UC2 v3.0 PRO

(Default)

0:09.8

261 852

53,1 %

UC v2.37 beta

(Default)

0:09.3

261 864

53,1 %

YAC 1.02

(none)

0:23.4

262 213

53.0 %

JAR16 1.02

−m4

0:28.0

262 372

53.0 %

101


102


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

JAR16 1.02

−m3

0:27.9

262 376

53.0 %

HAP 3.05bp

(none)

0:27.4

262 589

52,9 %

RAR 2.02

−m5

0:12.7

263 239

52,8 %

JAR16 1.02

(none)

0:22.3

264 380

52,6 %

AMGC 2.3

(Max)

0:21.0

264 508

52,6 %

SUPER PACK 2.0

(Max)

0:21.3

264 508

52,6 %

SKY 1.15

−m4

0:20.6

264 508

52,6 %

RAR 2.02

(none)

0:07.8

265 233

52,8 %

QUARK 1.0beta

(none)

0:16.6

265 504

52,4 %

SQZ 1.08.3

−q(ALT236)

0:18.6

266 007

52,3 %

PROPACK 2.08

d

0:55.4

266 977

52,2 %

AIN 2.32

/m1

0:06.8

267 892

52.0 %

SQZ 1.08.3

(none)

0:07.9

267 935

52.0 %

ARJZ 0.15

−mp9

0:10.8

268 173

51,9 %

LHA 2.67(Win32)

−wd:\

0:09.5

268 339

51,9 %

ZIPSERVER 2.12

(none)

0:05.0

269 072

51,8 %

AMGC 2.3

(Normal)

0:07.1

269 249

51,8 %

SUPER PACK 2.0

(Normal)

0:07.4

269 249

51,8 %

SKY 1.15

(none)

0:07.9

269 249

51,8 %

AIN 2.32

(none)

0:05.5

269 693

51,7 %

PKZIP 2.04g

−ex

0:09.7

270 073

51,6 %

ARJZ 0.15

(none)

0:06.5

270 404

51,5 %

PKZIP 2.6 Win95

(Extra)

0:08.0

270 695

51,5 %

PKZIP 2.04g

(none)

0:06.2

271 355

51,4 %

BVI 1.20

(none)

0:12.9

271 892

51,3 %

LGHA 1.1

−1

0:13.3

272 361

51,2 %

PKZIP 2.6 Win95

(Norm)

0:04.2

272 620

51,1 %

ARJ 2.60

−jm −e

0:12.0

273 371

51.0 %

CODEC 3.21

(none)

0:06.9

274 263

50,9 %

ARJ 2.60

−e

0:07.9

274 498

50,8 %

ZET 0.10b

−eh

0:19.7

276 287

50,5 %

LIMIT 1.2

−mx

0:15.3

276 374

50,5 %

HA 0.999b

e1

0:15.7

276 919

50,4 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

LIMIT 1.2

(none)

0:10.5

277 646

50,2 %

TURBOZIP 2.1

(Level 9)

0:12.6

278 086

50,2 %

WINZIP’95 6.3

(Max)

0:10.4

278 139

50,2 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−9 −j

0:11.6

278 157

50,2 %

INFO−ZIP 2.2NT

−9 −j

0:11.4

278 165

50,2 %

NETZIP 4.1

(Deflate)

0:08.1

278 254

50,1 %

GZIP 1.2.4

−9

0:13.8

278 511

50,1 %

LHARK 0.4d

−tob

0:14.4

279 644

49,9 %

ZET 0.10b

(none)

0:06.1

279 697

49,9 %

BSArc 2.0.0

−+1

0:11.6

279 926

49,8 %

INFO−ZIP 2.2NT

−j

0:06.5

280 203

49,8 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−j

0:07.0

280 230

49,8 %

GZIP 1.2.4

(none)

0:08.5

280 547

49,8 %

WINZIP’95 6.3

(Normal Comp)

0:05.2

281 407

49,6 %

TURBOZIP 2.1

(Level 5)

0:05.6

281 657

49,5 %

NETZIP 4.1

(Method 4)

0:05.7

281 657

49,5 %

BSArc 2.0.0

(none)

0:07.4

281 906

49,5 %

LHARK 0.4d

(none)

0:07.0

283 718

49,2 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 9)

0:14.4

284 134

49,1 %

MSXIE 1.40

(none)

0:26.9

284 652

49.0 %

LHA 2.55b

−we:

0:11.0

284 728

49.0 %

AR 1.10

(none)

0:21.4

284 728

49.0 %

SAR 1.0

(none)

0:20.7

284 736

49.0 %

ZOO 2.10

h:

0:19.6

284 863

49.0 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 5)

0:13.8

285 003

48,9 %

CROSSEPAC 1.35

Format=Binary

0:19.9

285 037

48,9 %

PUT 3.41

(none)

0:14.3

285 321

48,9 %

LZOP 0.94w

−9

0:18.9

292 217

48,9 %

JAM − Aug1996

(none)

0:05.6

292 502

48,9 %

SQWEZ 2.2

/s

0:18.9

294 491

48,9 %

ARQ 3.2

(none)

0:21.1

294 499

47,2 %

ELI 5750

(none)

0:08.1

298 523

46,5 %

PAK 2.51

(none)

0:07.0

299 270

46,4 %

103

Počítačová komprimace dat Archivační program

přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

HYPER 2.6

(none)

0:07.5

299 652

46,3 %

ARX 1.00

(none)

0:15.4

305 944

45,2 %

ZIP−ARCHIV 2.0

(none)

0:08.7

309 981

44,5 %

TSCOMP 1.3.21

−sh

0:09.6

309 999

44,4 %

NULIB 3.24

c5

0:05.2

311 291

44,2 %

TSCOMP 1.3.21

−sm

0:07.9

320 196

42,6 %

LHARK 0.4d

−tt

0:03.5

324 454

41,9 %

PKZIP 2.04g

−es

0:03.6

326 338

41,5 %

DWC 5.10

z

0:06.1

332 533

40,4 %

KBOOM 1.1

(none)

0:06.5

338 962

39,3 %

LZOP 0.94w

(none)

0:02.9

340 728

38,9 %

LARC 3.33

(none)

0:08.0

341 741

38,8 %

SQUASH 1.21

(none)

0:15.3

341 763

38,8 %

MSCOMPRESS 2.0

(none)

0:11.9

344 591

38,3 %

DWC 5.10

(none)

0:05.7

345 441

38,1 %

MDCD 1.0

(none)

0:04.6

352 285

36,9 %

ZOO 2.10

:

0:10.0

352 332

36,9 %

SPLINT 2.1

(none)

0:16.1

355 504

36,3 %

PKARC 3.5

(none)

0:03.4

359 046

35,7 %

PKPAK 3.61

(none)

0:06.5

359 694

35,7 %

ZIP−ARCHIV 2.0

−m

0:07.3

361 149

35,3 %

JRCHIVE 1.10

−v

0:07.4

371 531

33,4 %

ARC 6.02

(none)

0:04.1

374 737

32,8 %

NULIB 3.24

(none)

0:05.2

388 521

30,4 %

DPA 1.1a

(none)

0:13.9

393 725

29,4 %

GAS 2.0

(none)

1:50.3

429 982

22,9 %

Výsledky testu:

104

Nejlepší kompresní poměr:

ERI32 3.0c3


LZOP 0.94w


ERI32 3.0c3

Archivační programy Pátý test (21 různých souborů) Pátý test byl proveden na vstupních datech představovaných 21 soubory (binárními textovými i grafickými), které byly všechny uloženy v jediném adresáři. Nekomprimovaná velikost všech souborů dohromady 3 255 838 bajtů

Tip: V prvním sloupci je uveden název archivačního programu, ve druhém přepínače použité při testování, ve třetím čas potřebný pro dekompresi (minuty:sekundy.desetiny), ve čtvrtém čas potřebný pro kompresi, v pátém velikost komprimovaného archivu a v posledním kompresní poměr. Archivační programy jsou srovnány podle dosaženého kompresního poměru od nejlepšího k nejhoršímu.


přepínače

čas

BOA 0.50b

−m15 −s

6:03.9

kompr. velikost

poměr

775 267

76,2 %

ACB 2.00c

(u)f

ACB 2.00c

(b)f

14:50.5 14:29.6

795 714

75,6 %

10:39.5 10:21.8

805 301

75,3 %

BOA 0.50b RKIVE 1.90b1

−s

5:09.3

807 590

75,2 %

−mt

10:45.1 12:33.9

810 071

75,1 %

RKIVE 1.4

−mtx

3:37.8

818 705

74,9 %

RKIVE 1.4

−mt

3:20.5

4:24.0

819 836

74,8 %

ACB 2.00c

(B)f

8:01.2

7:44.8

823 133

74,7 %

ACB 1.14a

(b)f

9:50.6

9:41.4

831 676

74,5 %

X1 0.95a −>X

xem4l2

3:00.3

2:45.3

836 761

74,3 %

777 0.03b5

−mg −mu16

13:06.4 28:34.6

837 103

74,3 %

X1 0.95a −>X

xem3

3:02.1

2:48.7

840 237

74,2 %

UFA 0.03b5

−mg −mu16

8:35.7

14:40.2

841 297

74,2 %

SZIP 1.05xe+TAR

−b33

1:38.0

1:31.0

872 078

73,2 %

SZIP 1.05xe+TAR

(none)

1:00.2

1:14.1

872 134

73,2 %

RKIVE 1.4

−mb

2:01.2

3:32.3

874 701

73,1 %

777 0.03b4

−m5 −mu16 –s

11:55.1 10:57.7

875 306

73,1 %

777 0.03b5

−m5 −mu16 –s

17:39.1 17:03.6

875 306

73,1 %

UFA 0.03b5

−m5 −mu16 –s

10:17.4 9:41.3

875 306

73,1 %

5:57.4

5:00.1 6:11.2

105


106


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

UFA32 0.03b4

−m5 −mu16 –s

11:49.4 10:01.6

875 306

73,1 %

777 0.03b4

−m2 −mx −s

9:19.5

58:17.1

875 428

73,1 %

777 0.03b5

−m2 −md512

−s 9:39.5 22:39.1

879 306

73,0 %

RKIVE 1.90b1

−mb

4:47.4

883 491

72,9 %

6:34.8

LGHA 1.1

(none)

2:04.6

3:35.6

883 649

72,9 %

HA 0.999b

e12

2:44.8

4:30.3

883 651

72,9 %

777 0.03b4

−m2 −md512 −s

9:43.6

22:53.7

883 780

72,9 %

HA 0.999b

e2

3:03.2

3:01.7

884 305

72,8 %

LGHA 1.1

−2

2:19.6

2:09.2

884 352

72,8 %

BZIP 0.21+TAR

−5

0:56.8

1:52.7

889 247

72,7 %

BZIP2 0.1+TAR

(none)

0:36.3

1:37.6

892 473

72,6 %

CABARC 1.0

−m LZX:21

0:08.6

23:17.5

897 086

72,4 %

BZIP2 0.1+TAR

−5

0:34.0

1:35.8

899 321

72,4 %

SZIP 1.03+TAR

(none)

1:11.3

0:54.3

899 432

72,4 %

UFA 0.03b5

−s

1:07.5

7:47.4

902 538

72,3 %

X1 0.95a −>X

xem6l2ob

25:21.1 24:29.4

902 837

72,3 %

RKIVE 1.90b1

−mf

5:05.0

6:00.0

904 491

72,2 %

JAR32 1.02

−m4

0:24.5

2:09.7

905 304

72,2 %

QUANTUM 0.97

−c7 −t20

1:11.6

135:27.5 905 520

72,2 %

RKIVE 1.4

−mf

1:51.9

2:32.4

906 457

72,2 %

UFA32 0.03b4

−m2 −mx −s

1:09.4

18:11.3

908 738

72,1 %

JAR32 1.02

−m3

0:24.7

1:18.8

909 588

72,1 %

JAR32 1.02

(none)

0:28.8

0:55.5

912 517

72,0 %

UFA32 0.03b4

−m2 −md512 −s

1:09.8

13:19.7

917 322

71,8 %

X1 0.95a −>X

xem7

0:31.6

0:57.1

919 255

71,8 %

UHARC 0.2

−m3 −md1024

1:00.7

6:13.9

919 891

71,7 %

CODEC 3.21

−c10

3:27.8

3:12.1

920 906

71,7 %

ERI32 3.0c

−md4−hc4k−ho

0:54.9

14:10.4

931 042

71,4 %

ERI32 3.0c3

−md4−hc4k−ho

0:40.0

15:16.5

931 084

71,4 %

QUANTUM 0.97

−c5

1:13.1

37:59,2

934 429

71,3 %

JAR16 1.02

−m4

0:45.6

1:38.8

937 184

71,2 %

ERI32 3.0c

−m3−hc4k−ho

0:57.2

6:26.1

938 861

71,2 %

ERI32 3.0c3

−m3−hc4k−ho

0:48.7

6:38.6

938 870

71,2 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

JAR16 1.02

−m3

0:45.8

1:40.8

938 914

71,2 %

ERI32 3.0c

−md3−m3−hc4k−ho

0:56.7

6:15.3

946 114

71,9 %

ERI32 3.0c3

−md3−m3−hc4k−ho

0:48.5

6:22.6

946 132

71,9 %

JAR16 1.02

(none)

0:46.1

1:12.1

947 412

71,9 %

WinRAR 2.02

−m5 –mm −md1024 −s 0:11.2

7:30.4

948 230

71,9 %

UHARC 0.2

−m2 −md1024

1:03.3

4:03.9

953 613

71,7 %

HAP 4.03

3

1:07.6

0:57.7

969 576

71,2 %

HAP 3.05bp

(none)

1:45.3

1:34.3

969 576

71,2 %

QUANTUM 0.97

−c3 −t20

1:12.5

7:09.5

972 250

71,1 %

WinRAR 2.02

−m5−mm−md1024

0:11.8

4:13.1

972 847

71,1 %

QUANTUM 0.97

(none)

1:14.0

5:11.1

981 912

69,8 %

WinRAR 2.02

−mm−md1024−s

0:11.1

1:41.1

985 965

69,7 %

ACE 1.1b

−m5 −d1024 −s

0:24.7

1:33.4

986 687

69,7 %

ACE32 1.1b

−m5 −d1024 −s

0:15.3

1:46.9

986 687

69,7 %

ARI 2.16m

−ho

0:19.1

13:52.1

995 625

69,4 %

UHARC 0.2

−m1 −md1024

1:03.8

2:55.9

997 730

69,4 %

CABARC 1.0

−m LZX:15

0:08.8

1:52.7

1 003 418

69,2 %

ARI 2.16m

−m3 −ho

0:19.1

4:53.9

1 007 091

69,1 %

RAR 2.02

−m5 −mm −s

0:17.4

1:45.1

1 011 311

68,9 %

UC2 v3.0 PRO

o25 (Max)

0:16.0

94:51.3

1 022 160

68,6 %

YAC 1.02

(none)

0:38.1

1:56.7

1 022 810

68,6 %

HPACK 0.79a0

−df

0:37.5

11:42.7

1 023 107

68,6 %

RAR 2.02

−m5

0:16.0

1:39.0

1 025 600

68,5 %

UC v2.37 beta

(Max Comp)

0:17.6

2:06.6

1 026 592

68,5 %

UC2 v3.0 PRO

(Max Comp)

0:17.7

2:08.1

1 026 612

68,5 %

CRUSH 1.8+UC2

−n −u

0:27.9

2:13.5

1 032 742

68,3 %

LHARK 0.4d

−tob

0:14.5

1:28.6

1 035 887

68,2 %

ACE32 1.1b

−d1024 −s

0:15.3

0:48.5

1 036 887

68,2 %

ACE 1.1b

−d1024 −s

0:22.7

0:48.8

1 036 887

68,2 %

ARJZ 0.15

−mp9

0:10.7

1:25.7

1 038 117

68,1 %

RAR 2.02

(none)

0:16.4

0:48.2

1 040 803

68,0 %

ARJZ 0.15

(none)

0:11.6

0:53.1

1 047 190

67,8 %

UC2 v3.0 PRO

(Default)

0:18.7

0:53.9

1 053 814

67,6 %

107


108


přepínače

čas

UC v2.37 beta

(Default)

0:16.5

LIMIT 1.2

−mx

0:13.6

1:08.0

1 054 168

67,6 %

LHARK 0.4d

(none)

0:14.3

0:41.7

1 054 477

67,6 %

HA 0.999b

e

0:35.5

1:31.8

1 054 534

67,6 %

0:53.0

kompr. velikost

poměr

1 053 828

67,6 %

LGHA 1.1

−1

0:24.7

1:22.4

1 054 998

67,6 %

LIMIT 1.2

(none)

0:13.3

0:57.2

1 056 022

67,6 %

ZET 0.10b

−eh

0:14.7

1:05.8

1 056 082

67,6 %

CRUSH 1.8+HA

−n −h

0:49.9

1:54.4

1 057 050

67,5 %

GZIP 1.2.4+TAR

−9

0:40.2

1:53.3

1 060 868

67,4 %

PKZIP 2.6 Win95

(Extra)

0:07.2

0:40.1

1 061 851

67,4 %

SQZ 1.08.3

−q(ALT236)

0:16.4

1:49.7

1 062 541

67,4 %

WINZIP’95 6.3

(Max Comp)

0:08.3

1:06.6

1 063 059

67,3 %

SKY 1.15

−m4

0:19.4

2:19.6

1 063 253

67,3 %

SUPERPACK 2.0

(Max)

0:17.4

2:22.9

1 063 253

67,3 %

AMGC 2.3

(Max)

0:19.3

2:22.9

1 063 253

67,3 %

TAR 3.20+GZIP

cvf.9

0:42.7

1:31.5

1 063 365

67,3 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−9 −j

0:18.3

1:04.5

1 063 437

67,3 %

TURBOZIP 2.1

(Level 9)

0:14.3

1:25.5

1 063 534

67,3 %

CRUSH 1.8+ZIP

−n

0:28.0

1:18.6

1 063 540

67,3 %

INFO−ZIP 2.2NT

−9 −j

0:33.5

1:04.8

1 063 605

67,3 %

NETZIP 4.1

(Deflate)

0:12.3

1:12.0

1 064 298

67,3 %

AIN 2.32

/m1

0:14.2

0:40.3

1 064 424

67,3 %

CODEC 3.21

(none)

0:23.4

0:50.6

1 065 105

67,3 %

PKZIP 2.04g

−ex

0:12.1

0:53.0

1 065 291

67,3 %

BSArc 2.0.0

−+1

0:15.4

1:18.5

1 065 316

67,3 %

LHA 2.67(Win32)

−wd:\

0:12.8

1:06.1

1 066 725

67,2 %

ESP 1.92

/m0

0:15.2

0:40.7

1 066 976

67,2 %

PKZIP 2.6 Win95

(Norm)

0:07.4

0:29.0

1 068 653

67,2 %

QUARK 1.0beta

(none)

0:22.3

1:44.4

1 070 012

67,1 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−j

0:18.3

0:43.8

1 070 821

67,1 %

INFO−ZIP 2.2NT

−j

0:33.2

0:43.0

1 070 911

67,1 %

BSArc 2.0.0

(none)

0:16.6

0:54.9

1 071 007

67,1 %

SQZ 1.08.3

(none)

0:17.7

0:57.7

1 073 033

67,0 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

AIN 2.32

(none)

0:14.6

0:29.6

1 073 515

67,0 %

ESP 1.92

/m2

0:15.5

0:31.5

1 075 687

67,0 %

PKZIP 2.04g

(none)

0:13.2

0:33.3

1 077 029

66,9 %

CRUSH 1.8+ARJ

−n −j

0:29.1

1:30.9

1 080 203

66,8 %

SARJ 1.20

(none)

0:23.9

1:31.0

1 080 678

66,8 %

ARJ 2.60

−jm −e

0:15.9

1:08.9

1 081 242

66,8 %

WINZIP’95 6.3

(Normal)

0:08.2

0:34.0

1 082 623

66,7 %

ARJ 2.60

−e

0:16.0

0:52.9

1 083 615

66,7 %

NETZIP 4.1

(Method 4)

0:11.9

0:35.4

1 086 421

66,6 %

TURBOZIP 2.1

(Level 5)

0:14.1

0:36.7

1 086 421

66,6 %

ZIPSERVER 2.12

(none)

0:11.7

0:43.4

1 086 764

66,6 %

ZET 0.10b

(none)

0:15.4

0:30.8

1 088 073

66,6 %

SKY 1.15

(none)

0:18.8

0:46.4

1 114 793

65,8 %

AMGC 2.3

(Normal)

0:18.1

0:46.6

1 114 793

65,8 %

SUPERPACK 2.0

(Normal)

0:19.9

0:46.6

1 114 793

65,8 %

PROPACK 2.08+TAR

d

1:09.4

19:40.9

1 121 926

65,5 %

XPACK 1.67k

−a

0:28.7

3:04.7

1 129 558

65,3 %

DEEPFREEZE 1.03

(none)

0:19.3

0:45.5

1 130 474

65,3 %

MSXIE 1.40

(none)

0:48.9

2:07.4

1 141 485

64,9 %

LHA 2.55b

−we:

0:14.3

1:04.1

1 142 342

64,9 %

SAR 1.0

(none)

0:20.5

2:15.7

1 142 363

64,9 %

CROSSEPAC 1.35

For=Binary

0:39.6

1:55.3

1 142 972

64,9 %

ZOO 2.10

h:

0:18.5

1:56.5

1 143 300

64,9 %

PUT 3.41

(none)

0:18.4

1:22.6

1 144 112

64,9 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 9)

0:31.0

1:38.1

1 153 830

64,6 %

ZipNAV 2.03

(Comp lvl 5)

0:35.6

1:33.2

1 158 207

64,4 %

PAK 2.51

(none)

0:14.4

0:37.4

1 191 686

63,4 %

ARQ 3.2

(none)

0:30.1

2:20.9

1 192 279

63,4 %

HYPER 2.6

(none)

0:26.9

0:36.2

1 192 602

63,4 %

LZOP 0.94w

−9

0:06.2

1:50.8

1 225 527

62,4 %

SQWEZ 2.2

/s

0:22.8

1:53.3

1 236 777

62,0 %

ZIP−ARCHIV 2

(none)

N/A

0:53.3

1 242 525

61,8 %

ELI 5750

(none)

N/A

0:38.8

1 242 687

61,8 %

109


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

ARX 1.00

(none)

0:22.3

1:29.8

1 251 447

61,6 %

LHARK 0.4d

−tt

0:14.5

0:12.3

1 252 349

61,5 %

PKZIP 2.04g

−es

0:12.1

0:13.1

1 263 818

61,2 %

TSCOMP 1.3.21

−sh

0:19.0

0:59,3

1 300 547

60,1 %

JAM − Aug1996

(none)

0:35.2

0:39.4

1 355 276

58,4 %

KBOOM 1.1+TAR

(none)

0:57.9

0:54.0

1 363 852

58,1 %

TSCOMP 1.3.21

−sm

0:19.6

0:47.6

1 396 823

57,1 %

DWC 5.10

z

0:14.3

0:32.1

1 399 119

57.0 %

ZIP−ARCHIV 2

−m

N/A

0:34.6

1 426 438

56,2 %

PKARC 3.5

(none)

0:13.3

0:14.2

1 450 280

55,5 %

PKPAK 3.61

(none)

0:14.1

0:25.8

1 457 040

55,2 %

DWC 5.10

(none)

0:13.2

0:30.4

1 457 467

55,2 %

LARC 3.33

(none)

0:19.0

1:11.1

1 471 881

54,8 %

SQUASH 1.21

(none)

0:32.4

1:16.8

1 471 992

54,8 %

MSCOMPRESS 2

(none)

0:33.6

1:36.4

1 484 603

54,4 %

ZOO 2.10

:

0:29.4

0:51.6

1 494 933

54,1 %

MDCD 1.0

(none)

0:22.5

0:22.0

1 495 906

54,1 %

JRCHIVE 1.10

−c −v

1:30.2

1:27.2

1 577 544

51,5 %

JRCHIVE 1.10

−v

0:56.0

1:02.2

1 578 882

51,5 %

ARC 6.02

(none)

0:17.0

0:19.1

1 590 185

51,2 %

SPLINT 2.1

(TARed)

1:30.0

1:29.4

1 602 025

50,8 %

FQ LZOP 0.94w

(none)

0:06.3

0:08.6

1 611 862

50,5 %


110

BOA 0.50b


LZOP 0.94w


LZOP 0.94w


SZIP 1.05xe

Archivační programy Poznámka: Přepínače uvedené v tabulce platí pouze pro kompresní část testů. Dekomprese probíhá bez použití přepínačů.

Šestý test (126 malých textových souborů) Dalšími testovacími daty bylo 126 malých textových souborů. Nekomprimovaná velikost všech souborů dohromady 1 410 124 bajtů

Tip: V prvním sloupci je uveden název archivačního programu, ve druhém přepínače použité při testování, ve třetím čas potřebný pro dekompresi (minuty:sekundy.desetiny), ve čtvrtém čas potřebný pro kompresi, v pátém velikost komprimovaného archivu a v posledním kompresní poměr. Archivační programy jsou srovnány podle dosaženého kompresního poměru od nejlepšího k nejhoršímu.


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

BOA 0.50b

−m15 −s

2:21.8

2:26.5

254 362

82.0 %

ACB 2.00c

(u)f

4:34.4

4:04.3

255 696

81,9 %

ACB 2.00c

(b)f

3:17.9

2:49.7

259 238

81,6 %

RKIVE 1.90b1

−mt

3:21.4

4:08.0

259 803

81,6 %

RKIVE 1.4

−mtx

1:27.4

1:52.1

261 029

81,5 %

RKIVE 1.4

−mt

1:20.5

1:21.8

263 724

81,3 %

ACB 1.14a

(b)f

3:27.9

3:00.2

264 187

81,3 %

ACB 2.00c

(B)f

2:3j921.6 2:02.6

265 551

81,2 %

RKIVE 1.4

−mb

1:00.7

1:07.4

274 233

80,6 %

BOA 0.50b

−s

2:09.9

2:12.9

277 933

80,3 %

RKIVE 1.90b1

−mb

1:00.8

2:04.2

278 118

80,3 %

777 0.03b5

−m2 −s

3:14.4

9:58,6

281 797

80,0 %

777 0.03b4

−m2 −mx −s

3:12.7

12:00.5

283 276

79,9 %

111


112


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

JAR32 1.02

−m4

0:24.2

1:39.7

284 802

79,8 %

RKIVE 1.90b1

−mf

1:08.9

1:52.0

285 443

79,8 %

RKIVE 1.4

−mf

0:57.3

0:49.0

286 799

79,7 %

UFA 0.03b5

−m2 −mx −s

0:45.0

5:26.5

290 886

79,4 %

JAR32 1.02

−m3

0:24.1

0:45.3

291 132

79,4 %

QUANTUM 0.97

−c7 −t20

0:47.4

44:22.8

291 582

79,3 %

SZIP 1.05xe+TAR

−o12

0:35.2

0:52.3

291 596

79,3 %

JAR32 1.02

(none)

0:24.5

0:34.9

292 170

79,3 %

CABARC 1.0

−m LZX:21

0:09.7

1:41.7

293 273

79,2 %

UFA32 0.03b4

−m2 −mx −s

0:45.9

7:32.7

293 335

79,2 %

UHARC 0.2

−m3 −md1024

0:54.2

2:29.5

294 425

79,1 %

JAR16 1.02

−m4

0:53.3

0:59,1

294 817

79,1 %

BZIP2 0.1+TAR

(none)

0:21.9

0:47.8

299 120

78,8 %

JAR16 1.02

−m3

0:53.4

1:00.3

299 289

78,8 %

JAR 1.02

(none)

0:55.2

0:45.1

301 881

78,6 %

SZIP 1.05xe+TAR

(none)

0:30.0

0:34.5

302 649

78,5 %

UHARC 0.2

−m2 −md1024

0:53.4

1:33.2

303 480

78,5 %

777 0.03b5

−m2 −md64 −s

3:43.7

8:25.8

304 926

78,4 %

777 0.03b4

−m2 −md64 −s

3:46.2

8:43.5

305 835

78,3 %

X1 0.95a −>X

xeum7

0:44.2

1:02.6

306 626

78,3 %

X1 0.95a −>X

xeum6l2

18:15.6 17:35.4

306 872

78,2 %

BZIP2 0.1+TAR

−5

0:22.1

0:46.9

307 047

78,2 %

ERI 3.0c3

−md4−hc4k−h430−ho

0:28.9

13:10.9

308 516

78,1 %

WinRAR 2.02

−m5−md1024−s

0:10.3

2:16.1

308 592

78,1 %

UFA32 0.03b4

−m5 −mu16 −s

7:23.1

6:48.1

310 180

78,0 %

UFA 0.03b5

−m5 −mu16 −s

9:12.2

11:28.3

310 180

78,0 %

777 0.03b5

−m5 −mu16 −s

6:48.0

5:58.7

310 180

78,0 %

777 0.03b4

−m5 −mu16 −s

7:30.2

7:20.7

310 180

78,0 %

ERI32 3.0c3

−m3 −ho

0:29.6

5:08.9

311 963

77,9 %

QUANTUM 0.97

−c3 −t20

0:46.6

2:50.0

312 793

77,8 %

ERI32 3.0c3

−md3−m3−ho

0:29.6

5:01.7

314 068

77,7 %

UFA 0.03b5

−m2 −md64 −s

0:33.3

3:13.4

314 787

77,7 %

UFA32 0.03b4

−m2 −md64 −s

0:34.1

5:09.7

315 445

77,6 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

X1 0.95a −>X

xeum4l2

1:39.5

1:08.7

315 510

77,6 %

UHARC 0.2

−m1 −md1024

0:54.0

1:11.5

316 141

77,6 %

SZIP 1.03+TAR

(none)

0:29.4

0:25.1

317 215

77,5 %

SZIP 1.05xe+TAR

−o4

0:28.5

0:22.9

317 221

77,5 %

QUANTUM 0.97

(none)

0:47.3

2:08.6

317 598

77,5 %

WinRAR 2.02

−md1024 −s

0:10.6

0:43.8

319 162

77,4 %

X1 0.95a −>X

xeum3

1:37.7

1:08.1

321 287

77,2 %

ACE 1.1b

−m5 −d1024 −s

0:35.3

0:42.4

322 236

77,0 %

ACE32 1.1b

−m5 −d1024 −s

0:21.4

1:06.5

322 236

77,0 %

ARI 2.16m

−ho

0:07.7

12:30.3

329 718

76,6 %

YAC 1.02

(none)

0:43.7

0:53.9

332 211

76,4 %

ACE 1.1b

−d1024 −s

0:35.6

0:30.0

335 624

76,2 %

ACE32 1.1b

−d1024 −s

0:21.2

0:39.3

335 624

76,2 %

RAR 2.02

−m5 −s

0:45.8

0:42.4

338 585

76,0 %

BVI 1.20+TAR

(none)

0:22.3

0:51.3

341 090

75,8 %

UC2 v3.0 PRO

(Max Comp)

0:39.6

1:06.1

346 402

75,2 %

ESP 1.92

/m0

0:34.5

0:23.2

351 637

75,1 %

ESP 1.92

/m2

0:33.4

0:21.2

353 665

74,9 %

UC2 v3.0 PRO

(Default)

0:38.1

0:26.7

354 504

74,9 %

5:16.8

ARI 2.16m

−ho−z−t−e

0:10.8

BVI 1.50+TAR

(none)

12:21.1 12:40.6

358 859

74,6 %

359 317

74,5 %

CABARC 1.0

−m LZX:15

0:09.0

1:01.1

360 771

74,4 %

SARJ 1.21

(none)

0:35.9

0:39.3

368 841

73,8 %

HPACK 0.79a0

−df −u

0:33.4

1:20.5

369 574

73,8 %

CRUSH 1.8+HA

−n −h

0:45.6

0:54.0

369 675

73,8 %

CRUSH 1.8+ZIP

−n

0:35.1

0:39.0

374 088

73,5 %

AIN 2.32

/m1

0:25.5

0:18.6

376 974

73,3 %

AIN 2.32

(none)

0:26.0

0:16.3

379 248

73,1 %

GZIP 1.2.4+TAR

−9

0:15.8

0:44.2

381 657

72,9 %

HA 0.999b

e12

2:22.1

3:09.5

387 243

72,5 %

HA 0.999b

e2

2:25.5

2:34.6

387 285

72,5 %

LGHA 1.1

(none)

1:16.8

1:22.9

387 289

72,5 %

LGHA 1.1

−2

1:17.2

0:57.2

387 332

72,5 %

113


114


přepínače

čas

CRUSH 1.8+ARJ

−n −j

0:36.6

0:46.3

kompr. velikost

poměr

387 715

72,5 %

CODEC 3.21

−c10

2:01.3

1:40.4

388 924

72,4 %

PROPACK 2.08+TAR

d

0:26.0

3:49.6

404 029

71,3 %

HAP 4.03

3

0:45.9

0:28.4

404 251

71,3 %

HAP 3.05bp

(none)

0:48.6

0:30.7

404 251

71,3 %

DEEPFREEZE 1.03

(none)

0:15.9

0:24.8

414 620

70,6 %

ZET 0.10b

−eh

0:26.9

0:21.3

424 931

69,9 %

HA 0.999b

e1

0:35.5

1:04.2

430 338

69,5 %

LGHA 1.1

−1

0:33.9

0:29.3

430 601

69,5 %

HPACK 0.79a0

−df

0:34.4

0:50.2

433 956

69,2 %

ZET 0.10b

(none)

0:27.5

0:14.6

435 459

69,1 %

LIMIT 1.2

−mx

0:29.7

0:23.5

436 224

69,1 %

LIMIT 1.2

(none)

0:27.2

0:19.0

436 793

69,0 %

QUARK 1.0beta

(none)

0:53.1

0:31.2

438 482

68,9 %

LHARK 0.4d

−tob

0:49.4

0:16.0

438 832

68,9 %

SQZ 1.08.3

−q(ALT236)

0:34.5

0:40.3

438 840

68,9 %

SKY 1.15

−m4

0:51.7

0:35.1

440 188

68,8 %

AMGC 2.3

(Max)

0:30.2

0:37.0

440 188

68,8 %

SUPERPACK 2.0

(Max)

0:28.7

0:37.2

440 188

68,8 %

LHARK 0.4d

(none)

0:48.4

0:13.6

440 452

68,8 %

WinRAR 2.02

−m5 −md256

0:15.1

0:40.2

440 645

68,8 %

SQZ 1.08.3

(none)

0:32.2

0:21.9

440 930

68,7 %

RAR 2.02

−m5

0:47.6

0:22.7

441 462

68,7 %

LHA 2.67(Win32)

−wd:\

0:14.6

0:30.1

443 328

68,6 %

RAR 2.02

(none)

0:47.5

0:17.1

443 520

68,7 %

ARJZ 0.15

−mp9 −jh

0:25.7

0:26.4

444 685

68,5 %

ARJ 2.60

−jm −e

0:31.6

0:25.4

444 702

68,5 %

ARJ 2.60

−e

0:30.0

0:20.4

445 261

68,4 %

CODEC 3.21

(none)

0:30.4

0:21.1

446 404

68,3 %

PKZIP 2.04g

−ex

0:22.7

0:15.5

446 734

68,3 %

ARJZ 0.15

(none)

0:26.3

0:19.0

447 059

68,3 %

TURBOZIP 2.1

(Level 9)

0:26.9

0:29.8

447 182

68,3 %

WINZIP’95 6.3

(Max Comp)

0:10.2

0:26.7

447 184

68,3 %


přepínače

čas

kompr. velikost

poměr

NETZIP 4.1

(Deflate)

0:16.3

0:23.9

447 349

68,3 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−9 −j

0:28.8

0:26.5

449 452

68,1 %

INFO−ZIP 2.2NT

−9 −j

2:10.8

0:32.7

450 460

68,1 %

PKZIP 2.04g

(none)

0:24.7

0:13.8

450 621

68,0 %

PKZIP 2.6 Win95

(Extra)

0:08.5

0:18.7

451 145

68,0 %

MSXIE 1.40

(none)

1:05.1

0:57.1

451 560

68,0 %

ZIPSERVER 2.12

(none)

0:25.1

0:30.6

451 966

67,9 %

INFO−ZIP 2.2DOS

−j

0:30.2

0:18.8

452 193

67,9 %

LHA 2.55b

−we:

0:23.8

0:27.7

453 009

67,9 %

SAR 1.0

(none)

0:30.0

0:57.6

453 010

67,9 %

PKZIP 2.6 Win95

(Norm)

0:08.7

0:15.9

453 071

67,9 %

INFO−ZIP 2.2NT

−j

2:09.4

0:23.9

453 183

67,9 %

PUT 3.41

(none)

0:25.5

0:38.3

453 256

67,9 %

WINZIP’95 6.3

(Norm Comp)

0:09.7

0:17.5

453 649

67,8 %

NETZIP 4.1

(Method 4)

0:16.2

0:16.5

454 374

67,8 %

TURBOZIP 2.1

(Level 5)

0:26.9

0:16.8

454 374

67,8 %

SUPERPACK 2.0

(Normal)

0:29.1

0:18.1

454 517

67,8 %

AMGC 2.3

(Normal)

0:29.4

0:18.5

454 517

67,8 %

SKY 1.15

(none)

0:50.3

0:18.4

454 517

67,7 %

CROSSEPAC 1.35

For=Binary

0:40.1

0:48.7

454 564

67,8 %

ZOO 2.10

h:

0:24.5

0:46.1

457 510

67,6 %

ARQ 3.2

(none)

1:14.3

1:04.9

466 696

66,9 %

HYPER 2.6

(none)

0:30.9

0:21.8

476 258

66,2 %

ZIP−ARCHIV 2.0

(none)

0:26.1

0:21.8

477 196

66,2 %

ELI 5750

(none)

N/A

0:26.1

489 477

65,3 %

ARX 1.0

(none)

0:30.3

1:02.6

492 937

65,0 %

SQWEZ 2.2

/s

0:36.6

0:53.6

495 451

64,9 %

PAK 2.51

(none)

0:25.0

0:21.7

495 698

64,8 %

LHARK 0.4d

−tt

0:49.4

0:10.3

498 942

64,6 %

PKZIP 2.04g

−es

0:22.1

0:10.5

507 638

64,0 %

TSCOMP 1.3.21

−sh

0:29.1

0:25.1

511 796

63,7 %

LZOP 0.94w

−9

0:06.0

0:37.1

524 589

62,8 %

KBOOM 1.1+TAR

(none)

0:17.1

0:14.3

532 484

62,2 %

115


přepínače

čas

JAM − Aug1996

(none)

0:22.7

ZIP−ARCHIV 2.0

−m

0:26.8

0:18.0

551 321

60,9 %

TSCOMP 1.3.21

−sm

0:29.4

0:23.1

553 674

60,7 %

SPLINT 2.1+TAR

(none)

0:28.2

0:35.1

575 488

59,2 %

MSCOMPRESS 2

(none)

0:36.5

0:56.1

576 620

59,1 %

LARC 3.33

(none)

0:29.7

0:26.1

576 730

59,1 %

2:22.2

poměr

547 268

61,2 %

SQUASH 1.21

(none)

1:24.2

0:42.6

576 744

59,1 %

DWC 5.10

z

0:27.2

0:30.9

613 071

56,5 %

DWC 5.10

(none)

0:29.0

0:30.5

616 664

56,3 %

PKARC 3.5

(none)

0:24.4

0:11.0

619 582

56,1 %

PKPAK 3.61

(none)

0:24.1

0:11.3

619 947

56,0 %

ZOO 2.10

:

0:28.8

0:25.0

628 259

55,4 %

MDCD 1.0

(none)

0:30.3

0:14.5

634 587

55,0 %

JRCHIVE 1.10

−c −v

1:06.4

0:55.1

644 196

54,3 %

JRCHIVE 1.10

−v

1:22.6

1:19.0

644 757

54,3 %

ARC 6.02

(none)

0:25.1

0:12.8

649 709

53,9 %

LZOP 0.94w

(none)

0:06.0

0:08.4

653 957

53,6 %

Výsledky testu:

116

kompr. velikost

Nejlepší kompresní poměr:

BOA 0.50b


LZOP 0.94w


LZOP 0.94w


JAR32 1.02

Archivační programy Shrnutí Všechny testy, jejichž výsledky jsou uvedeny na předcházejících stránkách, jsou standardní pro zjišťování výkonových ukazatelů jednotlivých archivačních programů. Všimněte si obrovských rozdílů ve výsledcích, kterých dosáhly programy v testech. Tyto rozdíly již stojí za úvahu, který program pro archivaci dat zvolit. Na druhé straně je často třeba brát ohled i na to, aby byl daný archivační program dostupný i ostatním uživatelům. Dále si všimněte, že ani jeden z u nás nejoblíbenějších archivačních programů (RAR, ARJ, ZIP) nedosáhl ani zdaleka na příčky nejvyšší a to při žádném ze zvolených přepínačů. A to nejdůležitější na závěr. Pokud chcete vyzkoušet některý z výše uvedených programů, kontaktujte některou z těchto internetových adres: http://personal.nbnet.nb.ca http://www.geocities.com

WinRAR Archivační program RAR je jedním z nejoblíbenějších archivačních programů u nás. Je to pravděpodobně způsobeno jeho příjemným uživatelským prostředím, které se velice podobá Norton Commmanderu a má velice podobné ovládání (viz obr. 10)

117


Obr. 10 Prostředí archivačního programu RAR je skutečně „user – friendly“.

Pokud dáváte přednost intuitivnímu vytváření archivů v příjemném pracovním prostředí archivačního programu, bude pro vás jistě přínosem WinRAR, jehož poslední verze 2.02 byla testována v kapitole zachycující výkonové ukazatele.

Tip: Verze archivačního programu RAR pro MS-DOS (RAR 2.02) i pro systém Microsoft Windows (WinRAR 2.02) vykazují ve všech testech podobné výkonové ukazatele. Nezapomeňte však, že testy byly prováděny pouze pro případ spouštění programu WinRAR z programového řádku. Oba tyto produkty jsou tedy přibližně srovnatelné, a proto může být možnost přechodu na platformu Windows vítanou záležitostí.

118

Archivační programy

Obr. 11 Pracovní prostředí programu WinRAR.

Tip: Výhodou prostředí Windows je i u archivačních programů schopnost manipulace se soubory a zadávání příkazů pomocí techniky „Drag and drop“, používání pravého tlačítka myši apod. Výhody a možnosti líbivého prostředí Windows čtenář jistě odhalí sám. Zaměřme se proto na funkce samotného archivačního programu. Ten lze spustit i přímo z programového řádku s definovanými příkazy i přepínači specifikujícími mód činnosti programu. Následující řádky přinášejí úplný popis těchto možností, které zároveň vyčerpávajícím způsobem popisují možnosti celého programu.

119

Počítačová komprimace dat Příkazový řádek, ze kterého lze program WinRAR spustit, má obecně tento tvar: WinRAR [−<switch1>] [−<switchN>] <archive> [] [<@listfiles...>] [<path_to_extract\>]

Popis parametrů ■ command

udává funkci, kterou bude program vykonávat – např. archivaci, přidání souboru do archivu, dekompresi, komentování archivu atd;

■

switch

přepínače udávající specifický typ prováděné operace – např. druh vytvářeného archivu apod;

■

archive

název archivu, se kterým se bude pracovat;

■

files

názvy souborů, se kterými se bude pracovat;

■

listfiles

název adresáře obsahujícího soubory, se kterými se bude pracovat;

■

path_to_extract

používá se pouze při dekompresi archivu a specifikuje cílový adresář, do kterého budou soubory rozbaleny. Pokud tento adresář neexistuje, WinRAR jej vytvoří.

Nyní se podívejme na jednotlivé příkazy (commands) a přepínače (switches) podrobněji. Příkazy programu WinRAR ■ a – přidání souborů do archivu. Tento příkaz se používá nejen pro přidávání souborů a složek do existujícího archivu, ale také pro zakládání archivů nových. Příklad:

Přidání všech souborů s příponou HLP z aktuálního adresáře do archivu help.rar. WinRAR a help *.hlp ■

c – přidání komentáře k archivu. Komentář je zobrazen vždy, když je s archivem manipulováno.

Tip: Komentář může být obsažen v souboru, jehož název následuje za přepínačem –z.

120

Archivační programy Tip: Maximální délka komentáře je 62 000 bajtů.

Příklad:

Komentář přidávaný k archivu Nazev.rar je obsažen v souboru info.txt. WinRAR c -zinfo.txt Nazev ■

d – vymazat ze specifikovaného archivu určité soubory. Příklad:

Vymazat všechny soubory s příponou BAK z archivu Obrazky.rar WinRAR d obrazky *.bak ■

e – rozbalit soubory z archivu bez uvažované struktury adresářů. Při rozbalování souborů se ignoruje hierarchická struktura adresářů, ve které byly soubory archivovány. Příklad:

Rozbalit všechny soubory s příponou DOC do aktuálního adresáře, a to ze všech archivů RAR obsažených v tomto adresáři. WinRAR e *.rar *.doc ■

f – aktualizovat soubory v archivu pouze v případě, že přidávaný soubor je novější než soubor stejného jména, jenž je již v archivu obsažen. Viz také příkaz u.

Tip: Příkaz f se používá stejně jako příkaz a.

■

k – zamknout archiv. Tento příkaz má význam v tom, že zabrání jakékoli příští modifikaci archivu programem WinRAR.

121

Počítačová komprimace dat Příklad:

Uzamknout archiv s názvem Dokumenty.rar. WinRAR k dokumenty ■

m – přesunout soubory a složky do archivu. Po úspěšném archivování souborů budou tyto soubory vymazány i se svou strukturou adresářů a zůstanou pouze v komprimované formě v souboru.

Tip: Tento příkaz se používá stejně jako příkaz a.

■

mf – přesunout soubory do archivu.

Na rozdíl od příkazu m budou v tomto případě po úspěšné archivaci vymazány pouze archivované soubory. Struktura adresářů, ve kterých byly tyto soubory uloženy zůstane nezměněna.


■

r – opravit zničený archiv. Pokus o opravu poničeného archivu sestává ze dvou fází. V první fázi se WinRAR pokouší najít v archivu informace, podle kterých by bylo možné archiv obnovit (viz příkaz rr). Pokud se to nepodaří, a pokud je archiv poničen tak, že není možné jej zcela obnovit, bude ve druhé fázi obnovena pouze jeho struktura, která umožní rozbalit nepoškozené soubory.

Tip: Pokud je druhá fáze uplatněna na kompaktní archiv (solid archive), bude obnoven pouze první soubor archivu.

122

Archivační programy Tip: Pokud je potřeba přikročit ke druhé fázi obnovy archivu, bude opravený archiv přejmenován na _recover.rar.

Příklad:

Opravit archiv vadny.rar. WinRAR r vadny.rar ■

rr[N] – přidat k archivu informace o jeho struktuře, které budou výhodou při pokusu o opravu archivu v případě jeho poničení (viz příkaz r). Tato informace může být uložena až v osmi sektorech, které mohou být specifikovány přímo. Pokud tento údaj chybí, platí následující implicitní nastavení:

Velikost archivu

Počet sektorů

< 50 KB

2

50Kb−500 KB

4

> 500 KB

8

Příklad:

Přidat informace k archivu backup.rar winrar rr backup ■

s[name] – konvertovat archiv na samorozbalovací. WinRAR přidá k archivu SFX modul, který je specifikován parametrem name. Pokud není tento parametr udán, použije se modul default.sfx, který je obsažen ve stejném adresáři jako program WinRAR.

Tip: Kromě default.sfx obsahuje WinRAR i samorozbalovací moduly např. pro systém DOS nebo OS/2.

123

Počítačová komprimace dat Příklad:

Připojit k archivu backup.rar samorozbalovací modul idos.sfx a připojit komentář ze souboru script.s. WinRAR sidos.sfx -zscript.s backup ■

t – testovat archiv. Archiv je testován tím způsobem, že je virtuálně rozbalen. Provádějí se všechny operace jako při rozbalování archivu, vynechán je pouze zápis dekomprimovaných dat na disk. Příklad:

Testovat všechny archivy na disku. WinRAR t -r \*.rar ■

u – aktualizovat archiv. Tento příkaz stejně jako f aktualizuje soubory v archivu pouze v případě, že přidávaný soubor je novější než soubor stejného jména, jenž je již v archivu obsažen. Na rozdíl od příkazu f však dokáže přidávat do archivu i zcela nové soubory.


■

x – rozbalit soubory z archivu při zachování jejich adresářové struktury. Příklad:

Rozbalit strukturu fontů TTF z archivu Fonts.rar do adresáře NewFonts. WinRAR x Fonts *.ttf NewFonts\

Přepínače programu WinRAR ■ -av – verifikace autenticity archivu. Použitím tohoto přepínače při vytváření nebo aktualizování archivu se zabezpečí uložení informace o tom, kdo archiv vytvořil, čas poslední aktualizace atp. Při každé další manipulaci s archivem (rozbalování, testování, aktualizace, prohlížení atd.) budou tyto informace zobrazeny.

124

Archivační programy Tip: Zobrazení informací uložených přepínačem -av lze potlačit přepínačem -av-.

Příklad:

Přidat všechny soubory z aktuálního adresáře do archivu backup.rar spolu s informacemi o této operaci. WinRAR a -av backup ■

-av – zákaz verifikace autenticity archivu. Pokud při manipulaci s archivem zvolíte tento přepínač, nebudou uložené informace o poslední manipulaci s archivem zobrazeny. Příklad:

Testování všech archivů v aktivním adresáři s potlačením verifikace autenticity. WinRAR t -av- *.rar ■

-c – zabránění zobrazení komentáře připojeného k archivu. Při manipulaci s archivem nebude zobrazeno okno s komentářem, který byl k archivu připojen příkazem c. Příklad:

Testování archivu backup bez zobrazení jeho komentáře. WinRAR t -c- *.rar ■

-cfg – zabránění použití konfigurace programu WinRAR uložené v konfiguračním souboru RAR.ini. Stejně tak nebude použito nastavení programu uložené v tabulce proměnných.

■

-cl – konverze názvů všech souborů archivu na malá písmena. Při použití tohoto přepínače budou názvy všech archivovaných souborů, se kterými bude WinRAR manipulovat, konvertovány na malá písmena.

125

Počítačová komprimace dat Tip: Tato funkce může být užitečná v případě, kdy byl archiv vytvářen v operačním systému nerozlišujícím velká a malá písmena v názvech souborů (např. DOS) a soubory se budou používat pod operačním systémem, který velká a malá písmena rozlišuje (např. UNIX).

Příklad:

Rozbalení archivu backup.rar s konverzí názvů souborů archivu na malá písmena. WinRAR x -cl backup ■

-cu – konverze názvů všech souborů archivu na velká písmena. Přepínač -cu funguje stejně jako předcházející -cl.

■

-ds – neřadit archivované soubory. Tento přepínač má smysl pouze při vytváření kompaktních archivů (solid archives), kde jsou všechny soubory brány jako jediný datový tok. Při vytváření kompaktních archivů WinRAR implicitně řadí soubory přidávané do archivu abecedně podle jejich přípony. Toto implicitní řazení lze potlačit přepínačem -ds a definovat pořadí jiné.

Tip: Pokud bude kompaktní archiv zničen, bude možné rozbalit pouze soubory nacházející se v archivu mezi začátkem archivu a místem, kde došlo ke ztrátě dat.

Příklad:

Do kompaktního archivu budou přidány nejprve soubory COM, pak EXE, DOC, TXT a potom soubory s ostatními příponami. WinRAR

126

a

-s

-ds

tools

*.com

*.exe

*.doc

*.txt

*.*


-e<mask> – při následující akci ignorovat soubory s určitými atributy. Každý soubor má ve své hlavičce udáno, zda se jedná o soubor systémový, skrytý, archiv nebo soubor pouze ke čtení, případně zda se jedná nikoli o soubor, ale o adresář. Parametr přepínače <mask> je buď desítkové nebo osmičkové (s předponou 0) či hexadecimální (s předponou 0x) charakterizující atributy souboru. Pokud výsledek bitové operace AND mezi parametrem <mask> a atributy souboru je nenulový soubor nebude přidán do archivu.

Tip: Místo číselné masky lze použít i písmena D (Directory = adresář), H (Hide = skrytý), S (System = systémový), A (Archive = archiv) a R (Read-only = pouze ke čtení).

Příklad:

Oba příklady jsou totožné. Do archivu temp.rar nebudou přidány soubory nastavené jako systémové a skryté. Nebudou přidány ani prázdné adresáře. WinRAR a -r -e0x16 temp WinRAR a -r -ehsd temp ■

-ep – přidávat do archivu soubory bez informace o hierarchické struktuře adresářů.

Tip: Tento způsob vytváření archivů může vést k tomu, že v archivu bude více souborů stejného názvu.

Příklad:

Do archivu documents.rar přidat všechny dokumenty z aktuálního disku bez informací o jejich adresářové struktuře. WinRAR

a

-r

-ep

documents

\*.doc

127


-ep1 – vynechat část informace o adresářové struktuře. Přepínač zakazuje ukládání informace o té části cesty k souborům, která je uvedena dále na programovém řádku. Příklad:

Do archivu zaloha.rar budou přidány všechny soubory z adresáře games. Pokud tento adresář obsahuje další podřízené adresáře, jejich struktura zůstane zachována. Ignorovat se bude pouze název adresáře games. WinRAR a -ep1 zaloha games\*.* ■

-f – nahradit pouze staré soubory. Tento přepínač lze použít pouze při vytváření nebo rozbalování archivu (nikoli např. při jeho testování příkazem t atd.) Má stejnou funkci jako příkaz f. To znamená, že pokud se v archivu již nachází soubor stejného názvu, jako má soubor přidávaný, bude starší soubor nahrazen novějším. Pokud je již v archivu soubor novější, do vytvářeného archivu nebude přidán žádný soubor. Soubory, které nemají v archivu svůj ekvivalent, budou také ignorovány. Pokud je přepínač -f použit při rozbalování archivu (tj. spolu s příkazem x nebo e), provede se rozbalení souboru pouze v případě, že archivovaný soubor bude novější než existující. Archivní soubory, které nemají ve specifikovaném adresáři svůj ekvivalent, se nerozbalí. Příklad:

Soubory aktuálního adresáře budou aktualizovány soubory uloženými v archiv.rar. WinRAR e –f archiv ■

-ilog – povolení výpisu o chybách. Použití tohoto přepínače povoluje zápis chybových hlášení při manipulaci s archivem do souboru RAR.log, který bude uložen do stejného adresáře, ve kterém se nachází WinRAR.

■

-isnd – povolení zvuku. Použití přepínače povolí programu WinRAR používání zvukových efektů.

128


-kb – zachovat chybné soubory po rozbalení. Pokud jsou v archivu poškozené soubory, při použití tohoto přepínače nebudou po rozbalení odstraněny.

■

-m – volba kompresní metody. Všechny moderní archivační programy umožňují uživateli zvolit si druh komprese. WinRAR k tomu používá přepínač -m následovaný číslem metody:

Přepínač

Význam

Komentář

−m0

Zálohovat

Přidání souborů do archivu bez jakékoli komprese.

−m1

Nejrychleji

Nejkratší doba komprese nejhorší kompresní poměr.

−m2

Rychle

Rychlá komprese.

−m3

Normálně

Normální kompresní metoda.

−m4

Dobře

Metoda ve které je kladen větší důraz na dobrý kompresní poměr než na rychlost komprese.

−m5

Nejlépe

Nejlepší kompresní poměr za cenu nejpomalejší komprese.

Tip: Pokud nepoužijete při vytváření archivu přepínač -m, WinRAR funguje stejně, jako by byl definován přepínač -m3.

■

-md – volba velikosti slovníku. Parametr je číselný údaj v kilobajtech definující velikost tzv. „slovníku“, což je oblast paměti využívaná kompresním algoritmem. Obecně lze říci, že pro velké soubory, které chcete přidat do archivu, platí: čím větší slovník, tím lze očekávat lepší kompresní poměr, větší nároky na dynamickou paměť počítače a delší dobu komprese. Jako velikost slovníku lze zvolit 64, 128, 256, 512 nebo 1024 kilobajtů.

Tip: Místo výše uvedených čísel můžete také adekvátně používat písmena ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’ nebo ‘e’.

129

Počítačová komprimace dat Tip: Velikost slovníku je postačující pro soubor, jehož velikost je 5*+150 kB. Další zvětšování slovníku již nepřináší efekt.

Tip: Při vytváření běžného archivu se velikost slovníku vztahuje k velikostem jednotlivého souboru, při vytváření kompaktního archivu (solid archive) k celkové velikosti všech souborů.

Příklad:

Vytvoření kompaktního archivu stuff.rar nejlepší kompresní metodou a s použitím největšího slovníku. WinRAR a -md1024 -m5 -s ■

stuff

-mm – komprese multimédií Použití přepínače -mm se doporučuje při kompresi multimediálního digitalizovaného zvuku. WinRAR při komprimaci provádí „inteligentní analýzu dat“, která mu umožní použít rozdílné kompresní metody na různé části dat. Lepší kompresní poměry tak lze čekat např. u souborů WAV, STM, MOD apod. až do čtyř osmibitových nebo dvou šestnáctibitových kanálů. Dobré výsledky lze očekávat i při kompresi bitových map s velkou barevnou hloubkou (typicky 24 bitů na pixel). U těchto souborů dosahuje WinRAR s přepínačem -mm povolujícím dodatečnou analýzu dat kompresních poměrů lepších až o 30 %.

Tip: Dodatečná „inteligentní“ analýza dat se projeví v delší době potřebné pro komprimaci. Vzhledem k tomu, že pro obvyklá binární nebo textová data tato metoda komprese nedosáhne lepších výsledků, používejte ji pouze při archivaci multimediálních dat.

130

Archivační programy Tip: Mějte na paměti předešlý obsah této knihy – „inteligentní“ analýza multimediálních dat je navržena pro nekomprimované soubory, jako jsou WAV, STM, MOD, BMP (s velkou barevnou hloubkou) apod. Soubory, kde již byl uplatněn jiný druh komprese (tj. GIF, JPEG, MP3, MID a další) nelze prakticky již vůbec zkomprimovat i při použití přepínače -mm.

Příklad:

Přidat do archivu zvuk.rar všechny soubory WAV z aktuálního adresáře. WinRAR a -mm samples *.wav ■

-mmf – používat multimediální kompresi vždy. Použití tohoto přepínače donutí WinRAR neprovádět výše zmíněnou „inteligentní“ analýzu dat, ale použít pro kompresi všech souborů přidávaných do archivu změněný komprimační algoritmus přizpůsobený struktuře multimediálních dat. Kompresní poměr u souborů jako jsou WAV nebo BMP (s velkou barevnou hloubkou) se trochu zhorší oproti použití přepínače -mm, ale tento handicap je bohatě nahrazen kratší dobou komprimace.

■

-o+ – přepsat existující soubory. Přepínač při archivaci i rozbalování archivu přepisuje automaticky stejnojmenné soubory, aniž by si vyžádal svolení uživatele.

■

-o- – nepřepisovat existující soubory. Přepínač při archivaci i rozbalování archivu automaticky přeskakuje stejnojmenné soubory. V žádném případě nedojde k přepsání souboru.

■

-p – opatřit archiv heslem. Bezpečnostní přepínač -p opatří vytvářený archiv heslem uvedeným jako parametr a toto heslo zakóduje. Při jakékoli další manipulaci s archivem musí uživatel opět použít přepínač -p následovaný heslem. Pokud tak neučiní, WinRAR se na heslo sám dotáže speciálním dialogem.

131

Počítačová komprimace dat Tip: V heslu se rozlišují velká a malá písmena.

Tip: Kompaktní archiv (solid archive) opatřený heslem nemůže být aktualizován.

Příklad:

Přidat obsah adresáře Games do archivu secret.rar a opatřit archiv heslem BuDuLINEk. WinRAR a -p BuDuLINEk -r secret games\*.* ■

-r – včetně vnořených adresářů. Pokud je použit přepínač -r, bude manipulováno se všemi soubory, které se nacházejí v hierarchické struktuře adresářů níže, než je udaná cesta.

Tip: Přepínač -r lze použít ve spojení s následujícími příkazy: a, u, f, m, x, e, t, c, s.

Příklad:

Přidat do adresáře Backup.rar obsah celého disku c. WinRAR a -r Backup c:\*.* ■

-ri
[:<s>] – přepínač nastavení priority programu WinRAR v multitaskingovém prostředí Windows. Parametr
může být nastaven na hodnoty 0 až 15. Nula znamená předdefinovanou prioritu procesu prováděného programem WinRAR, čísla od 1 do 15 nastavují tuto prioritu konkrétně, přičemž priorita 1 je nejnižší, priorita 15 nejvyšší.

132

Archivační programy Nepovinný číselný parametr <s> udává počet milisekund, po kterých se WinRAR vrací do prostředí Windows. Povolený rozsah je od 1 do 1000 ms.

Tip: Parametr <s> je užitečný v případě, že v systému Windows probíhá současně několik procesů se stejnou prioritou.

■

-rr[n] – připojení obnovovacích sektorů k archivu. Přepínač připojí obnovovací sektory, které může WinRAR využít v případě poškození archivu. Počet sektorů je specifikován parametrem [n].

■

-s – vytvoření kompaktního archivu (solid archive). Kompaktní archiv komprimovaných dat, který při komprimaci nakládá se všemi soubory jako s jediným tokem dat. Výhodou tohoto druhu archivu je lepší kompresní poměr, zvláště při kompresi velkého množství malých souborů. Nevýhodou je naopak pomalejší rozbalování jednotlivého souboru (musí být analyzovány všechny soubory uložené v archivu) a ztráta veškerých komprimovaných dat i v případě, že je poškozen třeba jen jediný soubor archivu.

■

-sfx[name] – vytvořit samorozbalovací archiv. Samorozbalovací archiv nepotřebuje k rozbalení svých souborů program WinRAR, ale používá k rozbalení spustitelný modul připojený k archivu. Modul je specifikován parametrem [name]. Pokud je tento parametr vynechán, použije WinRAR modul default.sfx.

■

-tk – zachovat původní čas a datum vytvoření. Při modifikování archivu WinRAR nezmění čas a datum původního vytvoření archivu. Tyto údaje jsou zobrazitelné všemi programy pro manipulaci se soubory.

■

-tl – nastavit datum a čas archivu podle nejnovějšího souboru. Použití tohoto přepínače nastaví datum a čas vytvoření archivu na shodné hodnoty s nejnovějším souborem, který archiv obsahuje.

133


-u – aktualizovat archiv. Přepínač -u má stejnou funkci jako příkaz u. Tj. aktualizace starých souborů novými (stejnojmennými) a přidání zcela nových souborů. Přepínač -u může být použit při vytváření nebo rozbalování archivu. Při rozbalování jsou aktualizovány soubory v adresáři, do kterého je archiv rozbalován.

■

-v[k|b] – vytvoření archivu po blocích. Velice užitečná funkce – pokud je použit přepínač -v, bude archiv rozdělen do bloků, jejichž velikost je udána parametrem n. Implicitně je velikost udávána v tisících bajtů. Přidáním písmena „k“ se udává velikost v kilobajtech (1024 bajtů), písmeno „b“ specifikuje udání čísla v bajtech. První blok archivu má potom, příponu RAR, druhý R00, třetí R01 atd. Maximální počet bloků je tedy 101.

Tip: Pokud chcete archiv posléze překopírovat na obyčejnou 3,5palcovou disketu, zvolte jeden z následujících přepínačů (disketa má kapacitu 1 457 664 bajtů): -v1457 -v1423k -v1457664b

■

-w – definice pracovního adresáře pro ukládání dočasných souborů. Cestu k adresáři určuje parametr d.

■

-x – kromě specifikovaných souborů. Při manipulaci se soubory budou ignorovány soubory specifikované parametrem . Mohou být použity i zástupné znaky.

Tip: Přepínač -x může být v jednom příkazovém řádku použit i vícekrát.

134

Archivační programy Příklad:

Do archivu bin.RAR přidat všechny soubory EXE s výjimkou těch, které začínají písmenem „k“. WinRAR a -xk*.* bin *.exe ■

-x@ – kromě specifikovaných souborů Parametr udává seznam souborů, které mají být při akci ignorovány. Nejsou povoleny zástupné znaky.

■

-y – automatický souhlas. Přepínač předdefinovává kladnou odpověď na všechny případné dotazy programu WinRAR v průběhu manipulace s archivem.

Tip: Takovou otázkou je např. dotaz na rozbalení dalšího bloku dat, pokud je archiv rozdělen do více bloků.

■

-z – přidat komentář ze souboru. Přepínač se používá při vytváření nebo modifikaci archivu k přidání komentáře archivu. Komentář musí být obsažen v souboru, který je udán parametrem .

WinZip Jedním z nejpoužívanějších a nejoblíbenějších archivačních programů je program ZIP. V našem přehledu archivačních programů jej nemůžeme přehlédnout již proto, že existují jeho verze pro operační systémy Windows 3.1 i Windows 95. WinZip 6.3, který je poslední verzí tohoto oblíbeného produktu pro kompresi souborů, se vyznačuje velkým množstvím volitelných parametrů pro vytváření a manipulaci s archivačními soubory. Popišme si nyní pracovní prostředí tohoto programu a jeho funkce z uživatelského hlediska. (Popisovaná verze je určena pro 32bitové operační systémy, tj. Windows 95 nebo NT 4.0.)

135


Obr. 12 Pracovní prostředí programu WinZip.

Tip: 32bitová verze programu WinZip vyžaduje operační systém Windows 95 nebo NT 4.0. 16bitová verze je naopak určena pro Windows 3.1 nebo 3.11. Žádné další programy nebo speciální hardware není potřebný. WinZip lze spustit buď z menu Start systému Windows nebo poklepáním myší na ikonu zástupce, kterou instalátor umístí na pracovní plochu. WinZip se spustí také v případě, že poklepáte na archiv vytvořený programem WinZip.

Tip: Archivy programu WinZip jsou ve všech prohlížečích Windows zobrazeny s ikonou odpovídající samotnému programu WinZip. Po spuštění programu WinZip se zobrazí hlavní okno programu (viz obr. 12). Toto okno obsahuje (odshora) nabídku s příkazy, panel nástrojů zpřístupňující některé často používané příkazy jediným klepnutím myši, část zobrazující soubory a stavový řádek s nápovědou nebo popisem právě prováděné činnosti.

136

Archivační programy Tip: Na pravé straně stavového řádku je semafor. Pokud na tomto semaforu svítí zelená, je WinZip připraven vykonat příkazy uživatele. Svítí-li červená, WinZip právě pracuje. Nejdůležitější částí hlavního okna je jeho největší část zobrazující archivované soubory. Tato část svou organizací připomíná windowsové nástroje pro manipulaci se soubory. Je zde však jeden významný rozdíl. Hlavní okno programu WinZip zobrazuje vždy pouze seznam souborů archivovaných ve vybraném archivu. Pokud spustíte program WinZip poklepáním na jeho ikonu nebo z nabídky Start, bude tato část hlavního okna prázdná – uživatel nedefinoval, který archiv má být zobrazen. Pro zobrazení archivu pak můžete použít příkaz nabídky File/Open Archive. Pokud je se spuštěnou instancí programu WinZip asociován některý archiv, zobrazí se všechny v něm archivované soubory v hlavním okně. Údaje v každém řádku - jako např. Date (datum vytvoření), Time (čas vytvoření), Size (nekomprimovaná velikost) – se vztahují vždy k jednotlivému konkrétnímu souboru, který je v archivu obsažen. Parametr Ratio (kompresní poměr) se vztahuje také k jednotlivým souborům a je udáván v procentech. Jeho číselná hodnota v tomto případě říká, kolik procent místa na disku bylo komprimací tohoto souboru ušetřeno. Například údaj Ratio 26 % znamená, že velikost komprimovaného souboru je 74 % z jeho původní nekomprimované podoby. Tedy čím větší je údaj Ratio, tím lepšího kompresního poměru WinZip dosáhl. Posledním údajem vztahujícím se k jednotlivým souborům archivu je Packed (velikost souboru po kompresi).

Prohlížení souborů Se soubory zobrazenými v hlavním okně lze velice jednoduše manipulovat. Jednou ze základních a velice užitečných funkcí pro manipulaci se soubory archivu je jejich prohlížení. Stačí prostě poklepat na název souboru v hlavním okně programu WinZip a soubor bude otevřen v aplikaci, která je se souborem asociována – pokud se jedná o dokument Wordu, je touto asociovanou aplikací Microsoft Word atd.

137

Počítačová komprimace dat Tip: Otevírat lze nejen textové ale všechny soubory – několikařádkový text připojený k Poznámkovému bloku lze otevřít stejně jako několika set megabajtovou databázi programu Access. Ve všech případech navíc není soubor otevřen pouze pro čtení, ale je možné v něm provádět jakékoli úpravy. Při zavření takového souboru se WinZip dotáže, zda má provedené změny zanést i do archivu. Pokud poklepáte na spustitelný soubor EXE, soubor se opravdu spustí. Soubory archivu však můžete otevírat i v jiné než jim asociované aplikaci. Pokud soubory otevřete nikoli poklepáním na jejich název, ale pomocí příkazu nabídky Actions/View (případně klepnutím na ikonou View z panelu nástrojů), WinZip nabídne otevření příslušného souboru nejen v asociované aplikaci, ale také ve svém interním ASCII textovém editoru nebo můžete sami zvolit aplikaci, která má soubor otevřít.

Přidávání souborů do archivu Pokud máte otevřený archiv v programu WinZip, je velice jednoduché do něho přidat další soubory. Můžete to udělat hned několika způsoby. Nejjednodušší je ten, který využívá obecné vlastnosti Windows nazývané drag and drop (přetáhni a pusť). Znamená to, že příslušný soubor (jeho ikonu) zobrazený na pracovní ploše Windows nebo v kterémkoli programu pro manipulaci se soubory (Salamander, Explorer, Norton Commander) přetáhnete myší do hlavního okna programu WinZip. Zobrazí se menu, ve kterém můžete definovat způsob komprese, který se má použít, možnost opatření heslem atd.

Tip: Pokud chcete mít při dekompresi jednotlivých souborů z archivu možnost rozbalit je do jejich původního adresáře v hierarchické stromové struktuře adresářů, nezapomeňte zatrhnout volbu Save Extra Folder Info – cesta bude zobrazena v parametru Path v hlavním okně programu WinZip.

138

Archivační programy Další možností je přidání souborů po zadání příkazu Actions/Add. Tento příkaz zobrazí dialog, který umožňuje vložit více souborů najednou. Soubory lze vybírat ze stromové struktury souborů tradičním způsobem jako ve všech jiných aplikacích operačního systému Windows. Klepnutím myší na zobrazený název souboru jej označíte pro přidání do archivu. Pokud chcete přidat souborů několik, držte při jejich označování klávesu CTRL. Klepnutím na tlačítko Add potom provedete kompresi souboru. Názvy souborů určené pro archivaci jsou zobrazeny v poli Název souboru. V tomto poli lze použít i zástupné symboly, jako jsou otazník (?) nebo hvězdička (*). V tomto případě použijte tlačítko Add With Wildcards namísto Add.

Tip: V dialogovém okně určeném pro definici přidání souborů do archivu můžete zvolit způsob komprese: ■

Maximum (nejlepší kompresní poměr - nejpomalejší)

■

Normal (normální komprese)

■

Fast (rychlá komprese – horší kompresní poměr)

■

SuperFast (superrychlá komprese – nejhorší kompresní poměr)

■

None (kopírovat soubor bez komprese)

Tip: Pokud přidáváte soubory do archivu, nejsou nekomprimované soubory vymazány. Jestliže hodláte uvolnit místo na disku smazáním původních souborů, zvolte možnost Move Files z rámečku Action. Soubory lze přidávat i do zcela nového archivu. Tento soubor založíte příkazem nabídky File/New Archive. Po zadání jeho jména se otevře výše zmíněné dialogové okno pro přidání souborů do tohoto archivu.

139

Počítačová komprimace dat Nevýhodou programu WinZip je omezení pro vytváření archivů rozdělených do několika bloků. Program WinZip neumožňuje explicitní zadání velikosti jednotlivých bloků archivu. Vytváření těchto typů archivů navíc nabízí jen při vytváření archivu na vyjímatelné medium, tj. např. přímo na disketu. V tom případě lze zvolit automatickou velikost bloků, které se pak přesně rovnají velikosti média.

Mazání souborů z archivu Máte možnost vymazat jednotlivý soubor nebo celou sadu souborů z archivu. Případně lze smazat celý archiv najednou. Pokud hodláte mazat pouze soubory archivu, použijte příkaz horizontálního menu Actions/Delete. Tento příkaz vyvolá dialog, který vám dá vybrat, co bude smazáno: ■

Entire Archiv (celý archiv);

■

Selected Files (vybrané soubory – souborů lze vybrat i několik, pokud při jejich volbě v hlavním okně programu WinZip držíte klávesu CTRL;

■

Files (názvy souborů určených pro vymazání zadáte explicitně do textového pole).

Pokud hodláte vymazat celý archiv a chcete přitom obejít dialogové okno Delete, zvolte příkaz File/Delete Archive.

Rozbalování souborů K rozbalování souborů lze (stejně jako k jejich přidávání do archivu) použít funkci drag and drop. Prostě soubor z hlavního okna programu WinZip přetáhnete do adresáře, kam chcete soubor rozbalit. Můžete však také použít příkaz Actions/Extract nebo ikonu Extract z panelu nástrojů. Potom si můžete zvolit adresář, do kterého bude soubor (případně soubory) rozbalen. Pro rozbalení lze zvolit jednotlivý soubor nebo celou sadu, podobně jako při mazání.

Tip: Adresář, do kterého budou soubory rozbaleny, nemusí existovat. Tlačítkem New Folder jej lze založit.

140

Archivační programy Tip: Pokud mají soubory uchovanou cestu k adresáři, ze kterého byly do archivu přidány a vy chcete tuto cestu použít pro jejich rozbalení, nezapomeňte zatrhnout volbu Use Folder Names.

Tipy pro pokročilé V předcházejících odstavcích byly popsány základní funkce programu WinZip. Nyní se zaměřme na několik fíglů, které vám usnadní, zpříjemní a zrychlí každodenní práci s tímto užitečným archivačním programem. ■

WinZip pro manipulaci se soubory archivu využívá adresář specifikovaný v poli Temp Folder v dialogu, který zobrazíte příkazem nabídky Options/Folders. Pokud je pole Temp Folder prázdné, je implicitně používán kořenový adresář disku C. Nastavte název do pole Temp Folder a po potvrzení volby uložte nové nastavení příkazem Options/Save Settings Now.

■

Pokud chcete použít implicitní nastavení v dialogových oknech určených pro definici parametrů pro přidávání souborů do archivu technikou drag and drop, rozbalování nebo prohlížení souborů, držte současně s prováděnou akcí klávesu SHIFT. Dialog určený pro definici parametrů se nezobrazí.

■

Používejte pravé tlačítko myši. Vždy se zobrazí místní nabídka, díky níž lze manipulovat se soubory rychleji než pomocí příkazů hlavní nabídky.

■

Pokud máte dostatečně velký RAM disk, používejte jej jako Temp Folder. Výrazně tím urychlíte veškerou manipulaci se soubory.

■

Komprimované soubory můžete kopírovat a přesouvat mezi jednotlivými archivy tak, že každý archiv otevřete v jedné instanci programu WinZip a soubory prostě přetáhnete. Nezapomeňte zrušit zašktrnutí u příkazu horizontálního menu Options/Reuse WinZip Windows, aby bylo možné otevřít více instancí programu WinZip najednou.

■

WinZip můžete používat jako nástroj pro kompresi souborů posílaných programem cc:Mail. Změňte řádek “compress=” v sekci [cc:Mail] souboru Wmail.ini tak, aby za rovnítkem byla udaná úplná cesta k programu WinZip následovaná řetězcem "a %1 @%2" Např.: compress=c:\winzip\winzip.exe -a %1 @%2

141


Při stahování souborů ZIP z Internetu můžete použít přídavný nástroj programu WinZip - WinZip Internet Browser. Po stažení archivu jej WinZip Internet Browser automaticky přesune do speciální složky (implicitně c:\download) a otevře jej v programu WinZip. WinZip Internet Browser není standardní součástí programu WinZip, ale můžete si jej stáhnout z WWW stránky http://www.winzip.com/.

■

Pokud dostanete elektronickou poštou binární data ve formátu UUencode a váš software tento formát neumí interpretovat, použijte WinZip. “Textovou” zprávu obsahující binární data pak uložte do souboru s příponou UUE. Poklepáním na tento soubor se spustí WinZip a dekóduje data. Podobně lze binární data do formátu UUencode také zakódovat – slouží k tomu příkaz nabídky Actions/UUencode.

■

Pokud chcete přerušit dlouho trvající akci prováděnou programem WinZip (přidávání souboru do archivu, dekompresi atd.), klepněte myší na plochu hlavního okna programu WinZip. To vyvolá dialog, ve kterém můžete prováděnou akci zrušit, nebo povolit její pokračování.

■

Při přidávání souboru do archivu jej můžete opatřit heslem. K zadání hesla slouží tlačítko Password v dialogu Add.

■

WinZip je schopen použít antivirový program pro kontrolu souborů, se kterými manipuluje. WinZip při své instalaci rozeznává a dokáže použít každý z následujících antivirových programů:

■

NAVWNT, NAVW and NAV, firmy Symantec

■

WNAPVIR and CPAV, distributed with Central Point Desktop For Windows

■

MSAV, součást MS-DOS 6.0

■

SCAN a WSCAN, firmy McAfee Associates

■

F-PROT, firmy Frisk Software International

■

Dr. Solomon's Anti-Virus Toolkit, firmy S&S International

■

ThunderByte's TBSCAN, firmy ESaSS B.V.

Cestu k antivirovému programu a jeho parametry lze také nastavit v dialogu zobrazeném příkazem Options/Program Locations. Tento program pak lze spustit z nabídky programu příkazem Actions/Virus Scan. ■

142

Vytvářejte samorozbalovací archivy příkazem Actions/Make EXE file. K jejich rozbalení nebude třeba WinZip.


Testujte, zda vaše archivy nejsou poničeny. Slouží k tomu příkaz Action/Test. Tento příkaz provede stejné operace jako při rozbalování archivovaných souborů s tím jediným rozdílem, že je vynechán zápis dekomprimovaných souborů na disk.

■

Pro zrychlení práce s programem WinZip používejte klávesové zkratky: ■

Ctrl+N

Vytvoř nový archiv

■

Ctrl+O

Otevři existující archiv.

■

Ctrl+L

Zavři archiv.

■

Ctrl+F

Zobraz informace o používaném archivu.

■

F7

Přesuň archiv

■

F8

Kopíruj archiv

■

Ctrl+R

Přejmenuj archiv.

■

Ctrl+M

Pošli archiv e-mailem.

■

Ctrl+A

Přidej soubory do archivu.

■

Ctrl+D

Vymaž soubory z archivu.

■

Ctrl+E

Dekomprimuj soubory z archivu.

■

Ctrl+V

Prohlédnout soubory v archivu.

■

Ctrl+/

Vyber všechny soubory v seznamu souborů.

■

Ctrl+\

Zruš vběr všech souborů v seznamu souborů.

■

Ctrl+S

Spusť antivirový program.

■

Ctrl+T

Testuj archiv.

■

Ctrl+K

Vytvoř samorozbalovací archiv.

■

Ctrl+C

Aktivuj funkci CheckOut (seskupování souborů).

■

Šipky

Pohyb v seznamu souborů.

■

SHIFT+šipky

Vyber více souborů ze seznamu souborů.

■

ENTER

Stejná funkce jako poklepání myší na zaměřený objekt.

143


SHIFT+F8

Zapnutí módu v hlavním okně programu WinZip, pro označování sady souborů, které nejsou zobrazeny za sebou. Pokud orámování vybraného souboru bliká, můžete pomocí kurzorových kláves posunout toto orámování na jiný soubor a zvolit jej stisknutím mezmerníku.

ARJ Archivační program ARJ je jedním z nejznámějších a nejpoužívanějších programů pro bezztrátovou komprimaci dat vůbec. Tento kompresní nástroj má za sebou mnohaletou historii, po kterou se vyvíjel až do verze 2.60, která představuje velice kvalitní a především vysoce flexibilní program. Především jeho flexibilita a schopnost přizpůsobit se nejrozmanitějším přáním a požadavkům uživatelů reprezentovaná dvaceti sedmi různými příkazy a nesčetným počtem přepínačů je zřejmě jedním z důvodů, proč se program ARJ stále drží v popředí zájmu. Přesto, že na rozdíl od dříve popsaných archivačních programů WinRAR a WinZIP setrvává ARJ na platformě operačního systému MS-DOS, je velice hojně používán. Je tedy zřejmé, že v operačním systému DOS je uživatel ochuzen o příjemné intuitivní ovládání. Veškeré příkazy a přepínače musí být zadány do příkazového řádku DOSu.

Tip: Zatímco program ARJ nepodporuje uživatelské prostředí Windows a WinZip naopak již neumožňuje manipulaci s archivy a soubory z příkazového řádku, WinRAR je naprogramován pro oba tyto režimy, ze kterých si uživatel může vybrat. I to může hrát roli při volbě komprimačního programu. I program ARJ však musí držet krok s dobou, a proto verze 2.60 již podporuje dlouhé názvy souborů. To však platí pouze v případě, že je archivační program ARJ spuštěn v dosovém okně operačního systému Windows 95 nebo 98. To znamená, že pokud použijete ARJ 2.60 přímo v DOSu nebo dokonce i ve Windows NT, nebude podpora dlouhých názvů souborů fungovat.

144

Archivační programy Tip: Objevil se již i archivační program WinARJ, ovšem tento program nepochází z tvůrčí dílny Roberta Junga a nesouvisí nijak se společností ARJSoftware. A nyní již bez dalších úvodů rovnou k popisu programu.

Základní funkce Jak již bylo zmíněno, archivační program ARJ disponuje velkým množstvím přepínačů a příkazů. Tyto možnosti však nejsou komplexně shrnuty v žádném manuálu a uživatel je nucen si jejich syntaxi a funkce pamatovat. Ačkoli vzhledem k omezenému rozsahu knihy ani zde nelze podat do všech podrobností vyčerpávající přehled veškerých možností, jsem přesvědčen, že popis podaný v následujících kapitolách je dostatečný nejen pro všední použití programu, ale dává dostatek námětů i pro uživatele, kteří chtějí využít program ARJ na profesionální úrovni. Přesto však začněme úplnými základy, které jsou běžným uživatelům programu ARJ již většinou dostatečně známé. Příkazový řádek, kterým se program ARJ spouští, má obecně následující tvar: ARJ [] <archive_name> [] [] ■

ARJ představuje název souboru ARJ.EXE, tedy samotného komprimačního programu

■

command představuje jeden z 27 příkazů, které jsou detailně popsány v následující kapitole. Příkaz udává, jakou akci bude program ARJ provádět (např. kompresi, dekompresi, kontrolu nebo opravu archivu, přidání komentářů a mnoho dalších)

■

options je nepovinný argument reprezentující jeden nebo celou sadu přepínačů. Přepínače specifikují, jak bude program provádět akci definovanou příkazem command. (Tj. zda se bude při komprimaci přihlížet spíše k její rychlosti než kompresnímu poměru nebo naopak, zda se mají komprimovat i soubory z podadresářů zadaného adresáře a obrovské množství dalších).

145

Počítačová komprimace dat Tip: Parametry options není nutné udávat hned za parametrem command. Jejich syntaxe je zcela jednoznačná, a proto tvůrce programu povoluje zapsání přepínačů kamkoli za příkaz ARJ.

■

Archive_name je název nově vytvářeného archivu, případně archivu, se kterým se bude manipulovat. Tento parametr je povinný a neexistuje pro něj žádná implicitní zástupná hodnota.

■

Target_dir udává adresář, ve kterém se nacházejí soubory určené pro archivaci, případně kam se budou soubory rozbalovat.

■

Files je parametr, který specifikuje název jednoho či více souborů, se kterými se bude manipulovat. Tento parametr je nepovinný – je-li vynechán, vztahuje se prováděná akce na všechny soubory aktivního adresáře (případně adresáře zadaného parametrem Target_dir) nebo všechny soubory archivu.

Tip: Při zadávání parametru Files jsou povoleny i zástupné znaky jako hvězdička (*) nebo otazník (?). Podívejme se nyní na několik konkrétních nejjednodušších příkladů, na kterých si snáze ozřejmíme výše uvedenou syntaxi a zároveň podáme návod, pro běžné každodenní použití archivačního programu ARJ: ■

Jak vytvořit ARJ archiv (s názvem archive.arj), který bude obsahovat všechny soubory aktivního adresáře? ARJ a archive

Zde jsou kromě názvu souboru ARJ použity pouze parametry command (tj. a) a archive_name (tj. archive) ■

Jak vytvořit archiv obsahující všechny soubory aktivního adresáře, který bude uložen do adresáře D:\directory? ARJ a D:\directory\archive

146


Jak vytvořit archiv obsahující všechny soubory s příponou DOC, které se nacházejí v aktivním adresáři? ARJ a archive *.DOC

■

Jak vytvořit archiv obsahující všechny soubory s příponou DOC nebo EXE, které se nacházejí v aktivním adresáři? ARJ a archive *.DOC *.EXE

■

Jak vytvořit archiv obsahující všechny soubory nacházející se v adresáři C:\directory? ARJ a archive C:\directory\*.*

■

Jak vytvořit archiv obsahující všechny soubory adresáře directory a jeho podadresářů? K tomu použijte parametr options –r. ARJ a -r archive directory\*.*

■

Jak vytvořit archiv, kde názvy souborů neobsahují cestu do svého původního adresáře (tím se mírně zmenší i velikost výsledného archivu)? Použijte přepínač –e. ARJ a -e archive named_directory\*.*

■

Jak vytvořit archiv s nejlepším kompresním poměrem? K tomu slouží přepínač –jm nebo -jm1. ARJ a -r -jm1 archive named_directory\*.*

■

Pokud naopak kladete důraz na rychlost komprese oproti kompresnímu poměru, použijte přepínač –m2. ARJ a -r -m2 archive named_directory\*.*

Tip: Poslední dva příklady demonstrují fakt, že přepínačů může být v jednom příkazovém řádku uveden libovolný počet (tedy více než jeden).

■

Jak vytvořit archiv obsahující soubory s plnou cestou včetně názvu disku i kořenového adresáře? ARJ a -r -jf archive C:\top_directory\*.*

147


Jak komprimovat soubory do bloků, které je možné odnést na 3.5palcových disketách (přepínač –v)? ARJ a –v1440 archive d:\obr\*.*

Tip: Minulý příklad ukládá všechny bloky archivu do aktivního adresáře. Pokud archivujete soubory přímo na diskety, používejte kromě přepínače –v také přepínač –w specifikující pracovní adresář. Velice tím urychlíte kompresi. Dále se doporučuje používat přepínač -jt, jenž vytvořený archiv ihned kontroluje. ARJ a –v1440 -wC:\ -jt a:\archive d:\obr\*.*

■

Jak zobrazit výpis všech souborů archivu? ARJ l archive

■

Jak zobrazit výpis všech souborů archivu tak, aby se výpis pozastavil po každé stránce? ARJ l archive -jp

■

Jak zobrazit výpis souborů archivu s příponou DOC? ARJ l archive *.DOC

■

Jak přesměrovat výpis souborů na disk (zapsat výpis do souboru)? ARJ l archive > file.txt

Posledním polem výpisu je přehled atributů souboru následovaný parametrem BTPMGVX. První čtyři znaky tohoto pole jsou vyhrazeny pro atributy: ■

Archivační příznak (A)

■

Skrytý soubor (H)

■

Systémový soubor (S)

■

Pouze pro čtení (R) nebo povolen úplný přístup (W)

Zobrazena jsou pouze ta písmena, jejichž příznaky soubor má.

148

Archivační programy V řetězci BTPMGVX zastupuje každé písmeno jednu vlastnost: ■

B - soubor chapter není obsažen v poslední kapitole (zastaralý soubor)

■

T - Text/Binary/Directory/Chapter/Label type (je zobrazeno jedno z těchto písmen)

■

P – je dostupná informace o cestě k souboru

■

M – kompresní metoda (je zobrazeno číslo metody – implicitní nastavení kompresní metody je 1 = normal)

■

G – soubor je zakódován

■

V – archiv je rozdělen na bloky (volumes)

■

X – soubor je rozšířenou součástí většího souboru

■

Jak rozbalit všechny soubory archivu do aktivního adresáře? ARJ e archive

■

Jak rozbalit všechny soubory archivu do určitého adresáře? ARJ e archive directory\

■

Jak rozbalit všechny soubory s příponou DOC do aktivního adresáře? ARJ e archive *.DOC

■

Jak rozbalit všechny soubory archivu se znovuvytvořením původní struktury adresářů, tentokrát však uvnitř aktivního adresáře? ARJ x archive

■

Jak rozbalit všechny soubory archivu s použitím úplné původní cesty souborů? ARJ x -jf archive

■

Jak otestovat archiv, zda není poškozen, aniž by bylo nutné jej rozbalit? ARJ t archive

149

Počítačová komprimace dat Tip: Testování archivu znamená kontrolu, zda obsah archivu odpovídá původním souborům. Program ARJ to provádí za použití tzv. CRC (cyclical redundancy checksumming). Pro zvýšení spolehlivosti ARJ používá 32bitový CRC.

■

Jak vytvořit samorozbalovací archiv archive.exe z již hotového archivu archive.arj? ARJ y -je archive

■

Jak zkonvertovat archiv ZIP na archiv ARJ? Přepněte se do adresáře s archivem typu ZIP a spusťte příkaz: REARJ *.ZIP

Program REARJ.EXE je dodáván spolu s programem ARJ (i sharewareovou verzí).

Tip: Program ARJ identifikuje soubory v archivech podle jejich názvu. To vede k tomu, že soubor uložený do archivu včetně cesty je považován za odlišný od téhož souboru uloženého bez této cesty. V archivu tudíž mohou vzniknout duplicitní soubory, pokud je archiv vytvořen např. příkazem ARJ a archive temp\*.* a potom jsou k němu přidány soubory příkazem ARJ a archive *.*

Tip: Pro rychlé získání nápovědy slouží příkaz ARJ /?.

Tip: Pokud použijete v zadání cesty adresář obsahující mezeru, je nutné uzavřít cestu do uvozovek a použít dvě zpětná lomítka. Např. takto: ARJ a archive "C:\Program Files\*.*" –r

150

Archivační programy Nyní jsme probrali všechny základní funkce programu ARJ a jste připraveni pro každodenní používání tohoto archivačního nástroje. Přes to všechno se jedná pouze o zlomek všech možností, které program ARJ nabízí. Těm z vás, kterým je úvodní kurz málo, jsou věnovány další kapitoly zabývající se jednotlivými příkazy a přepínači podrobněji.

Příkazy programu ARJ Začněme nejprve novinkami týkajícími se poslední verze programu ARJ. ■

ac příkaz je zkratkou dřívějšího příkazu u společně s přepínači -u2 –jb. Tento příkaz přidá do zálohovacího archivu (chapter archive) novou zálohovací kapitolu (chapter backup). Zálohovací archiv je archiv, který obsahuje pouze různé soubory (lišící se časem vytvoření nebo svou délkou). Výhodou tohoto typu souborů je to, že do jediného archivu můžete přidávat postupně další zálohovací kapitoly (maximální počet kapitol v jediném zálohovacím archivu je 250) stejného adresáře (nebo i disku). Další kapitoly však obsahují pouze soubory, které byly pozměněny nebo jsou nové.

■

cc příkaz je zase zkratkou příkazu y spolu s přepínačem –jb. Příkaz cc zkonvertuje standardní ARJ archiv na zálohovací.

■

dc příkaz je opět zkratkou, tentokrát příkazu d spolu s přepínačem –jb. Tento příkaz vymaže specifikované soubory pouze z poslední záložní kapitoly. Např.: ARJ dc archive *.*

■

q příkaz se používá pro pokus o opravu poškozených archivů, které byly zabezpečeny proti poškození přepínačem –hk při vytváření (byl vytvořen také soubor s informacemi nutnými pro opravu - ARJ-PROTECT file).

■

t příkaz se používá k testování ARJ archivů (viz předcházející kapitola). Pokud je příkaz použit spolu s přepínačem –hk, bude při pozitivním výsledku testu vytvořen ARJPROTECT file.

■

y příkaz slouží ke kopírování archivu s jinými přepínači. Pokud je tento příkaz použit spolu s přepínačem –g, odstraní z archivu dříve nastavenou ochranu heslem. Např.: ARJ y archive -gpasswrd

Pokud je příkaz použit spolu s přepínačem –jb, překonvertuje se standardní archiv na záložní, přepínač -jb0 naopak překonvertuje záložní archiv na standardní atd.

151

Počítačová komprimace dat Zde končí novinky z oblasti příkazů programu ARJ verze 2.60. Další příkazy fungují stejně jako v předcházejích verzích:

152

■

a - přidat soubory do archivu. Většinou se tento příkaz používá k vytvoření nového archivu (viz předcházející kapitola).

■

b – spustit soubor BAT nebo dosovský příkaz.

■

c – přidat komentář k archivu.

■

d – vymazat specifikované soubory z archivu.

■

e – rozbalit soubory z archivu do aktuálního adresáře.

■

f – aktualizovat soubory v archivu

■

g – opatřit existující archiv heslem

■

i – zkontrolovat integritu programu ARJ (antivirový test)

■

j – spojení dvou nebo více archivů

■

k – vymazat zastaralé soubory ze záložního archivu (chapter backup)

■

l – prohlédnout obsah archivu

■

m – přesunout soubory do archivu (z původního adresáře budou automaticky vymazány)

■

n – přejmenovat soubory v archivu

■

o – uspořádat soubory v archivu

■

p – vytisknout soubory na standardní tiskové zařízení

■

r – odstranit údaje o cestě ze souborů obsažených v archivu.

■

s – scannování textu. Program ARJ vypíše začátek zadaného souboru a zeptá se, zda chcete číst dál.

■

u – aktualizovat soubory v archivu za jejich novější verze

■

v – zobrazit obsah archivu s konkrétnějšími údaji, než to činí příkaz l.

■

w – hledání zadaných textových řetězců v archivovaných souborech.

■

x – rozbalit soubory archivu s použitím plné cesty, pokud je dostupná.

Archivační programy Některé zajímavé vlastnosti programu ARJ ■

Na rozdíl od mnoha jiných archivačních programů může ARJ pracovat až s 65 000 soubory najednou a ovládat přitom velký diskový prostor.

■

ARJ poskytuje možnost komprimace dlouhých souborů (nebo jejich sad) do oddělených bloků (volumes) nezávisle na médiu, na které jsou soubory komprimovány. Navíc se soubory komprimovanými do jednoho bloku (tedy nerozdělenými do více bloků) lze manipulovat bez nutnosti použití bloků předcházejících. Slouží k tomu přepínač –v v několika podobách: ■

-vnumber – archiv bude rozdělen do bloků o velikosti number kilobajtů.

■

-va – autodetekce volného místa na přenosném médiu.

■

-vi – zákaz testu, zda byla do disketové jednotky vložena prázdná disketa

■

-vrnumber – rezervuj v prvním bloku number kilobajtů

■

-vsCMD – před vytvořením každého bloku spusť dosovský příkaz CMD.

■

-vv – pípnutí po dokončení každého bloku.

■

-vw – nerozdělovat soubory do více bloků. Každý soubor se bude nacházet právě v jednom bloku.

Při přímé komprimaci na diskety nebo jiné přenosné médium je možné zapnout verifikaci vytvářených archivů a nastavit pracovní adresář na pevný disk nebo dokonce RAM disk pro zrychlení celé operace. ■

-wtemp – parametr temp je název pracovního adresáře. In addition, only ARJ allows the user to restart an aborted

■

ARJ poskytuje volitelnou ochranu archivů proti poškození. Pokud chcete této funkce využít, použijte při vytváření archivu přepínač –hk.

■

Registrovaná verze programu ARJ umožňuje tvorbu samorozbalovacích archivů rozdělených do bloků (např. WinRAR umožňuje tuto volbu již v sharewarové verzi). Jednoblokové samorozbalovací soubory jsou tvořeny přepínačem –je).

■

ARJ poskytuje mezi všemi dostupnými archivačními programy patrně nejvyšší stupeň flexibility při manipulaci s archivy. Např.:

■

Vyhledávání textových řetězců v souborech archivů, aniž by bylo nutné soubory dekomprimovat (příkazy w a s).

■

Dnes již více méně standardní podpora dlouhých názvů souborů.

153


Možnost přeuspořádání souborů uvnitř archivů (příkaz o).

■

Spojení dvou či více archivů bez nutnosti znovu komprimovat soubory v těchto archivech obsažené (příkaz j).

■

Možnost rozbalení archivů přímo na jakékoli médium a adresář (přepínač -ht).

■

Možnost astavit rychlost a kvalitu komprese (přepínače –m a -jm).

■

Možnost přidat komentáře k archivům (příkaz c a přepínač –z).

■

Možnost manipulovat se soubory archivu v závislosti na jejich datu (přepínače –n a –o) nebo názvu (přepínač –x).

■

Možnost opatřit archivy heslem (příkaz g nebo přepínač –g).

■

Možnost verifikace archivů již při jejich vytváření (přepínač –jt).

■

Nastavit buffer pro slovník Huffmanových kódů (přepínač –jh).

■

Přejmenovat soubory archivu při rozbalování (přepínač –jw).

■

Archivační program ARJ je dosud asi nejrozšířenějším archivačním programem nejen u nás.

■

Široká škála možností při používání zástupných znaků namísto jmen souborů: ■

* nebo *.* - znamená všechny soubory

■

*. - znamená všechny soubory bez přípony

■

*.DOC - znamená všechny soubory s příponou DOC

■

?B* - znamená všechny soubory, kde druhé písmeno názvu je ‘B’

■

?? - znamená všechny soubory s dvoupísmenným názvem

■

*1* - znamená všechny soubory, jejichž název obsahuje znak ‘1’

JAR JAR není jen prostředek na mytí nádobí, ale je to také jeden z vysoce výkonných archivačních programů z tvůrčí dílny Roberta Junga, tedy firmy ARJSoftware, která produkuje všechny verze výše zmíněného programu ARJ.

154

Archivační programy Tip: Hned na začátku je potřeba zdůraznit, že se jedná o jiný archivační program než ARJ. Archivy vytvořené programy JAR a ARJ tedy nejsou kompatibilní. Přípona archivů JAR je J. Tento mladší bratříček programu ARJ (popisována je verze JAR 1.02) nezapře podobu se svým starším bratrem. Jedná se o program s velice podobným (téměř shodným) uživatelským rozhraním – JAR se spouští opět z příkazové řádky DOSu, i když s poněkud rozšířenou syntaxí: JAR{16|32} [] <archive_name> [] []

JAR je však na rozdíl od ARJ dostupný jak v 16bitové, tak i v 32bitové verzi (viz číslo v názvu programu). 32bitová verze je určena pro operační systémy Windows 95 a NT a je samozřejmě mnohem rychlejší než dosová 16bitová verze. Stejně tak i dosahované kompresní poměry jsou lepší u 32bitové verze.

Jaký je tedy rozdíl mezi programy ARJ a JAR? ■

Hlavním rozdílem je samozřejmě pozměněný kompresní algoritmus, který je ovšem výrobním tajemstvím Roberta Junga. Pro srovnání výkonnosti obou archivačních programů viz kapitolu popisující výkonové ukazatele jednotlivých archivačních programů.

■

Ačkoli existují určité odlišnosti v použití některých příkazů a přepínačů, je jejich použití prakticky stejné a při běžném každodenním používání programu JAR tyto odlišnosti vůbec nezjistíte.

■

Zajímavou možnost představuje konfigurační soubor JAR.cfg, který je společný pro 16ti i 32bitovou verzi. Tento soubor umožňuje uživateli nastavit implicitní hodnoty používané programem pro práci s pamětí, implicitní nastavení přepínačů používaných spolu s určitými příkazy a mnoho dalšího.

Konfigurační soubor Konfigurační soubor JAR.cfg musí být umístěn do stejného adresáře jako programy JAR16 a JAR32. Tento soubor obsahuje obecná nastavení programu JAR.

155

Počítačová komprimace dat Členění souboru je podobné jako u jiných konfiguračních a inicializačních souborů (např. WIN.INI). Obsahuje tři druhy řetězců: ■

Komentáře začínající znakem středník (;)

■

Nastavení hodnot systémových proměnných programu JAR

= ■

Označení jednotlivých oddílů uzavřených do hranatých závorek Např: SwapFileDirectory=c:\tmp [OS/2 settings] SwapFileDirectory=d:\tmp [Windows NT settings] SwapFileDirectory=e:\tmp

Popišme si nyní význam jednotlivých klíčových slov, která je možné v konfiguračním souboru programu JAR použít: ■

ColoredOutput – možné hodnoty Yes/No. Použití barevného výstupu na obrazovku

■

SwapFileDirectory – nastavení pracovního adresáře používaného pro vytváření swapovacích souborů Např.: SwapFileDirectory=c:\tmp

■

■

FullPath – možné hodnoty Yes/No. Nastavuje přepínač –jf jako implicitní.

■

DefaultAccessProtection – možné hodnoty "Authenticate" nebo "GOST v1.01". Udává implicitní metodu ochrany dat (viz přepínač –hg).

XmsLimit a EmsLimit – nastavuje maximální velikost XMS a EMS paměti v kilobajtech. Toto nastavení používá pouze 16bitová verze JAR.

Tip: Autor doporučuje používat nejméně 1024 kilobajtů XMS pro vyšší výkon programu. Optimální hodnota pro EMS je okolo 4096 kilobajtů.

156


CheckAvailableMemory – možné hodnoty Yes/No. Povolení či zákaz empirického testu dostupné paměti před spuštěním komprese. Pokud je test povolen, program JAR nastaví ještě před kompresí limit pro používání dostupné paměti tak, aby nebyl snížen celkový výkon programu.

■

32MemoryLimit – Nastavení omezení v používání paměti kompresním strojem programu JAR při kompresi (v kilobajtech). Nastavení využívá pouze 32bitová verze a doporučená hodnota je 4096.

■

InteractiveCriticalErrorHandler – možné hodnoty Yes/No. Interaktivní ošetření chyb. Vyskytne-li se při běhu programu chyba a nastavení této proměnné je Yes, zobrazí se otázka typu Drive not ready. Abort, Retry? apod. Nastavení používá pouze 16bitová verze.

■

ErrorsToStdout – možné hodnoty Yes/No. Je-li nastavena hodnota Yes, jsou všechna chybová hlášení zapisována do souboru, stejně jako jiná hlášení programu JAR.

■

EmulateANSIComments – možné hodnoty Yes/No.

■

OptionsForCommand command – implicitní nastavení přepínačů pro příkaz command. Implicitní nastavení může být v každém konkrétním spuštění programu JAR změněno. Právě tato sada možností je z uživatelského hlediska zřejmě nejpřínosnější. Chcete-li například výpisy archivů řadit podle přípony souborů, zapište do konfiguračního souboru následující řádek: OptionsForCommand L=-ju1

■

HideMarkedFiles - možné hodnoty Yes/No. Skrytí zprávu Marking file pro příkaz ac.

■

DefaultColor

■

ErrorColor

■

SignalColor

■

CommentColor

■

HighlightColor

Nastavení barevného výstupu programu JAR. Zde je tabulka hodnot: černá

(0)

šedá

(8)

modrá

(1)

světle modrá

(9)

157

Počítačová komprimace dat zelená

(2)

světle zelená

(10)

cyan

(3)

light cyan

(11)

červená

(4)

světle červená

(12)

fialová

(5)

světle fialová

(13)

hnědá

(6)

žlutá

(14)

bílá

(7)

zářivě bílá

(15)

■

HighIntensityColors - možné hodnoty Yes/No. Při nastavení Yes používá JAR pouze intenzivnější světlé barvy.

ACE Archivační program ACE ver. 1.2 je v testech výkonnostních ukazatelů srovnatelný s výše uvedenými a velice oblíbenými programy typu WinRAR nebo ARJ. Navíc vyniká poměrně krátkou dobou komprese, která je v publikovaných výkonových ukazatelích často o několik minut kratší oproti konkurenci. ACE vytváří archivy s příponou ACE. Navíc se jedná o zástupce těch produktů pracujících na platformě DOS, které je možné spustit jak z příkazové řádky za pomoci příkazů a přepínačů, tak i v textovém interaktivním módu (podobně jako RAR pro DOS). ACE je navíc dostupný i v 32bitové verzi a verzi pro OS/2. U tohoto produktu se zaměřme pro změnu na popis funkčních kláves dostupných v interaktivním textovém módu (funkce většiny těchto kláves je shodná s funkcí kláves v programu RAR).

158

■

F1 - Nápověda

■

F2 - Přidat vybrané soubory do archivu

■

F3 - Prohlédnout soubor


F4 - aktualizovat soubory druhého adresáře soubory adresáře prvního

■

F5 - kopírovat soubory do jiného adresáře. V závislosti na typu souboru (je-li či není součástí archivu) a cílového adresáře může být soubor komprimován či dekomprimován.

■

F6 - stejná funkce jako F5, po úspěšném dokončení operace se však zdrojový soubor smaže.

■

F7 - vytvořit nový adresář

■

F8 - smazat vybrané soubory či adresáře

■

F9 - zobrazit okno pro definování implicitních nastavení programu

Tip: Nastavení zapnutá v okně zobrazeném klávesou F9 jsou uložena do konfiguračního souboru ACE.cfg.

■

F10 - ukončit program ACE

■

Alt+F1 - změnit aktuální disk

■

Alt+F2 - vytvoření kompaktního archivu (solid archive)

■

Alt+F3 - vytvoření samorozbalovacího archivu

■

Alt+F4 - aktualizace druhého adresáře soubory z prvního

■

Alt+F5 - vytvoření archivu ve druhém adresáři obsahujícího označené soubory z prvního adresáře.

■

Alt+F6 - jako Alt+F5, původní soubory budou smazány

■

Alt+F7 - vytvořit nový archiv v aktivním adresáři.

■

Alt+F8 - oprava poškozeného archivu. Vytvoří soubor "REPAIRED.ACE", který bude obsahovat všechny opravené soubory z označeného archivu.

■

Alt+F9 - přepnutí zobrazení EGA/VGA .

■

Ctrl+F1 - prohlédnout si manuálový soubor ACE.DOC

■

Ctrl+F3..Ctrl+F6 - řazení souborů v aktivním adresáři postupně podle názvu, přípony, času, velikosti

159

Počítačová komprimace dat Následující funkční klávesy mají odlišný význam, pokud pracujete se soubory nikoli v aktivním adresáři, ale v aktivním archivu.

Tip: Soubory archivu zobrazíte tak, že poklepete myší (nebo použijete klávesu Enter) na název archivu s příponou ACE.

■

F2 - rozbalit označené soubory do aktivního adresáře

■

Alt+F2 - pokud je tento příkaz aplikován na standardní archiv, je překonvertován na kompaktní (solid archive)

■

Alt+F3 - pokud je tento příkaz aplikován na standardní archiv, je překonvertován na samorozbalovací

■

Alt+F7 - možnost přidání hesla či komentáře k archivovanému souboru.

■

Alt+F8 - zobrazí okno, ve kterém lze změnit některé charakteristiky archivu jako celku (např. přidat komentář nikoli k jednotlivému archivovanému souboru, ale k celému archivu.

■

Alt+F10 - test integrity archivu.

Shrnutí Z velkého množství archivačních programů dostupných na Internetu všem uživatelům popisují předcházející kapitoly 5 vzorových programů, které vystihují různé přístupy svých autorů co do uživatelského rozhraní a komprimačních možností. Zbývá otázka, který archivační program si zvolit. Přístup každého uživatele bude samozřejmě specifický, ale přesto se pokusím zdůraznit několik faktorů, které by výběr archivačního programu měly ovlivňovat nejvíce. ■

160

Pokud budete používat program pro archivaci a zálohování svých vlastních rozsáhlých dat, bude asi nedůležitějším faktorem výkon archivačního programu. To znamená především kompresní poměr a v závislosti na frekvenci zálohování i doba potřebná pro kompresi. Nejnovější výkonové ukazatele jsou publikovány

Archivační programy na stránce http://personal.nbnet.ca/jeffg/act.html a pravidelně se aktualizují. Nezapomeňte, že výkonové ukazatele jednotlivých programů jsou silně závislé na typu komprimovaných dat. ■

Většina z vás bude asi patřit spíše do skupiny lidí, kteří používají archivační programy proto, aby svá data mohli přenášet mezi jednotlivými počítači, ať již po Internetu nebo prostě na disketách. V takovém případě bude vystupovat do popředí důležitost intuitivního a příjemného uživatelského prostředí a především kompatibilita jednotlivých archivačních programů.

Tady lze asi nejvíce doporučit WinZip nebo WinRAR. Oba tyto produkty se vyznačují velice příjemným uživatelským prostředím (WinRAR lze navíc spouštět i z příkazové řádky) a akceptovatelným kompresním poměrem (i zde vede WinRAR). Ve většině případů však WinRAR platí za lepší kompresní poměry nepřiměřeným prodloužením doby potřebné pro komprimaci (WinZIP je nezřídka o mnoho minut rychlejší). Otázku větší kompatibility opět není možné jednoznačně zodpovědět. WinZIP je pravděpodobně stále mnohem rozšířenějším programem, který však dokáže manipulovat z ostatních moderních archivačních programů pouze s programy ARJ, zato však ovládá formát MIME nebo UUcode pro přenos binárních souborů. WinRAR naproti tomu dokáže prohlížet, dekomprimovat, mazat a komentovat soubory obsažené v archivech ZIP, ARJ a LZH. Ovládá tedy i archivy svých konkurentů. Zároveň dokáže tyto archivy překonvertovat na samorozbalovací. Jistě najdete i další argumenty pro i proti a možná nakonec vyberete za svůj oblíbený úplně jiný program. Otázka výběru archivačního programu je z velké části věcí subjektivní. Přeji vám šťastnou ruku při jejím řešní.

161

6

Slovníček

Slovníček Adaptivní metody Jedná se o podmnožinu tzv. slovníkových metod. Adaptivní kompresní algoritmus je schopen zjistit do určité míry nezávislost dosaženého kompresního poměru na komprimovaných datech. Algoritmy si budují své vlastní slovníky pro každý komprimovaný soubor dat dynamicky v průběhu kódování. Nejčastěji se vyskytujícím posloupnostem bitů nebo bajtů je přiřazen nejkratší kódový symbol a tím se dosahuje maximálního možného kompresního poměru. Adaptivní algoritmy neobsahují žádné statické slovníky řetězců. Viz také neadaptivní metody. Archiv Soubor obsahující komprimovaná data souborů a jejich strukturu adresářů. Takové archivy jsou tvořeny tzv. komprimačními nebo archivačními programy (např. ARJ, ZIP, RAR a mnoho dalších). Komprimace archivačních programů je vždy bezztrátová. Viz také Self-extracting archiv, Solid archiv, Volume. Aritmetické kódování Aritmetické kódování kóduje celou zprávu jako jediné kódové slovo. Základní myšlenku použitou v této komprimační metodě lze popsat ve stručnosti takto: aritmetické kódování reprezentuje celou zprávu jako číslo z intervalu <0,1). Na začátku kódování uvažujeme celý tento interval. Jak se zpráva prodlužuje, zužujeme postupně interval v závislosti na pravděpodobnosti výskytu každého nového znaku – přibližují se k sobě i horní a dolní mez nově vytvářeného intervalu. Na konec stačí zapsat libovolné číslo z výsledného intervalu – to samo o sobě reprezentuje celou zprávu. ARJ Archivační program pracující pod operačním systémem MS-DOS určený pro bezztrátovou archivaci souborů. Bajt Uspořádaná osmice bitů. Do jednoho bajtu lze uložit 256 různých hodnot. Barevná hloubka Barevná hloubka specifikuje počet barev na jeden pixel digitalizovaného obrázku. Barevná hloubka 1 bit na pixel se používá pro černobílé obrázky (nikoli pro obrázky s několika odstíny šedé). Barevná hloubka 8 bitů na pixel se používá pro obrázky obsahující 256 barev nebo 256 odstínů šedé atd.

165

Počítačová komprimace dat Benchmarks Výkonové ukazatele archivačních programů. Na základě těchto výkonových ukazatelů lze provést porovnání výkonu těchto programů. Mezi základní výkonové ukazatele patří: ■

Kompresní poměr.

■

Doba komprese.

■

Doba dekomprese.

■

Poměr kompresního poměru a doby potřebné pro kompresi určitého druhu dat.

Bezztrátová komprimace (lossyless compression) Bezztrátová komprimace má tu vlastnost, že data, která projdou procesem komprimace a následné dekomprimace jsou identická s původními. Při procesu komprese se tedy neztrácí žádné informace obsažené v původních datech. Bezztrátová komprimace (lossyless compression) se používá – jak již sám název napovídá – tam, kde si nelze dovolit jakoukoli ztrátu dat – u binárních a textových souborů a také u některých grafických souborů. Bit Základní jednotka informace. Může obsahovat pouze dvě různé hodnoty. Bitová mapa Dvourozměrné pole hodnot – pixelů – tvořících obrázek, kde každá hodnota pole nese grafickou informaci uloženou v jednom pixelu. Viz také barevná hloubka. CRC (Cyclic Redundancy Check) Kompresní algoritmy odstraňující cyklickou redundanci komprimovaných dat. DCT (diskrétní kosinová transformace) Jeden z kroků kódovacího algoritmu, který používají ke kompresi grafických obrázků standardy JPEG a MPEG. Diskrétní kosinová transformace v podstatě převede amplitudovou informaci na informaci frekvenční, u které lze jednoduše rozlišit, které části informace jsou pro danou oblast obrazu dominantní (nižší frekvence) a které části popisují pouze jemné detaily (vyšší frekvence). Pro každý obrázek (nebo jeho část) se tak získá nová matice hodnot. Na rozdíl od původní matice, kde byla obrazová informace rozložena rovnoměrně (pro každý pixel jsme znali jeho barevnou hodnotu), po aplikování transformace se informace s největším vlivem dostaly do levého horního rohu a se zvětšující se vzdáleností od něj důležitost informací klesá. Tím se dominantní a důležitější složky

166

Slovníček obrazu reprezentované nižšími frekvencemi oddělí od drobných detailů (vyšších frekvencí) a obraz je tak připraven pro ztrátový komprimační krok – redukci vypuštěním těchto drobných detailů. Fraktální komprese Jedná se o ztrátovou kompresi. Fraktální komprese je založena na existenci tzv. fraktální geometrie a jejího matematického popisu. Fraktální obrazce se daleko více než klasická geometrie hladkých čar blíží „přírodním“ útvarům, jako jsou mraky, sněhové vločky apod. Jediný matematický vzorec pak dokáže reprezentovat fraktální geometrický útvar. Základní myšlenka fraktální obrazové komprimace spočívá ve snaze rozeznat v částech digitalizovaných obrázků fraktální geometrický útvar a ten potom vyjádřit matematickým vzorcem. Komprese je poměrně pomalá, neboť je důležitá důkladná analýza obrazu. Fullcolor Způsob ukládání barevných obrázků, který zachovává veškerou barevnou informaci. Barevná hloubka těchto obrázků je typicky 24 bitů na pixel. Grabovací programy Programy, které dokáží přímo z audio CD uložit skladby do formátu WAV. Grayscale Způsob ukládání černobílých obrázků jako bitové mapy s určitým počtem odstínů šedé. Huffmanovo kódování Huffmanovo kódování je nejznámějším zástupcem skupiny algoritmů, které pracují na základě různých četností znaků v kódovaných datech. Při komprimaci se postupuje tak, že nejprve komprimační algoritmus zjistí pravděpodobnosti výskytů jednotlivých znaků (příp. jejich kombinací) a každému znaku (kombinaci znaků) přiřadí jedinečný kód. Takovéto kódy se liší svou bitovou délkou. Huffmanovo kódování patří mezi slovníkové metody, které jsou neadaptivní. To znamená, že používá statickou tabulku udávající jedinečné kódy, kterými jsou nahrazovány původní znaky nebo posloupnosti znaků.

167

Počítačová komprimace dat JBIG JBIG je zkratka Joint Bi-level Image Experts Group. JBIG je metoda pro bezztrátovou kompresi obrazů, které obsahují nízký počet odstínů šedé, ideálně pouze černou a bílou. Tato metoda se využívá především u faxů. Obecně je JBIG metodou pro kompresi černobílých obrázků s nejvýš osmi bity na pixel (tj. maximálně 256 odstíny šedé). JPEG Jedná se o ztrátovou kompresi redundantních grafických předloh. Zkratka JPEG znamená Joint Photographic Experts Group – komise pro standardy pracující pod International Standard Organization (ISO). JPEG není samotným přesně definovaným algoritmem. Jedná se spíše o sadu kompresních metod, které mohou být přizpůsobeny konkrétním požadavkům uživatele. Z toho je zřejmé, že JPEG není ani přesně definovaným grafickým formátem. Kompresní poměr Nejdůležitější výkonový ukazatel (benchmark) komprimačních programů. Tento parametr bývá při testování komprimačních programů vyjadřován v několika různých formách, které však při správné interpretaci vystihují totéž. Kompresní poměr bývá udáván jako:

168

■

Poměr mezi velikostí komprimovaného a původního souboru. Podle tohoto schématu pokud komprimační program zkomprimuje soubor o původní délce 200 KB na 50 KB, je udáván kompresní poměr 25 %. Jedná se vlastně o procentuální vyjádření velikosti souboru komprimovaného vzhledem k původnímu. Čím menší procentuální vyjádření, tím lepší výsledek komprimace.

■

Někdy je tento poměr nahrazen doplňkem předcházejícího údaje do 100 %. Předcházející příklad komprimace souboru o původní délce 200 KB na 50 KB ve sbaleném stavu by byl charakterizován kompresním poměrem 75 %. V tomto případě naopak čím vyšší procentuální vyjádření, tím lepší výsledek komprimace.

■

Existuje také vyjádření kompresního poměru převráceným zlomkem -– jedná se o poměr velikostí nekomprimovaných dat ke komprimovaným. Předcházející příklad komprimace souboru o původní délce 200 KB na 50 KB ve sbaleném stavu by byl tedy charakterizován kompresním poměrem 4:1. V praxi se opravdu můžete setkat se všemi uvedenými definicemi kompresního poměru.

Slovníček Komprimace Komprimace (komprese) dat je termínem vystihujícím proces zakódování původních dat takovým způsobem, aby kódovaná podoba původních dat zabírala menší prostor na paměťovém médiu. Viz také benchmarks a kompresní poměr. Kvantifikace Kvantifikace vlastně znamená dělení čísla jinou hodnotou. Tím se dosahuje snížení počtu bitů nesoucích příslušnou informaci na úkor informace obsažené v nejméně významných bitech. ■

Skalární kvantifikace spočívá v tom, že skalární hodnota je reprezentována fixní podmnožinou bitů. Pokud například u obrázku s barevnou hloubkou 16 bitů na pixel reprezentujeme každý pixel pouze významnější osmicí bitů, dochází ke komprimaci obrazu v poměru 2:1 za cenu ztráty barevné informace.

■

Vektorová kvantifikace se nezakládá na reprezentaci jednotlivých hodnot, ale malých polí těchto hodnot. Např. barevný obrázek může být reprezentován 2D polem tripletů (RGB hodnot). Ve většině obrázků nevyužívají tyto triplety celý barevný prostor RGB, ale mají tendenci koncentrovat barvy do určitých částí obrázků. Obrázek lesa bude složen především z bodů zelené barvy. Je tedy možné vybrat relativně malou oblast a v ní aproximovat každý triplet reprezentativní barvou. Triplet tak degeneruje ze tří bajtů na jediný bajt opět za cenu rozumné ztráty barevné informace.

Skalární a vektorová kvantifikace není samostatnou formou ztrátové komprese, ale většinou se používá ve spojení s jinými metodami. Layers Části kompresního standardu MPEG-1 definující ztrátovou kompresi zvuků ve videosekvencích. LZW (algoritmus Lempel-Ziv-Welch) Rodina komprimačních algoritmů známá především pod označením algoritmus LempelZiv-Welch (LZW) (také substituční nebo slovníková metoda) je velice rozšířená při bezztrátové komprimaci jak grafických, tak i binárních či textových dat. Základním principem tohoto kompresního algoritmu je vyhledávání stejných posloupností bajtů v originálním souboru. Zápisem odkazů na tyto posloupnosti dat algoritmus buduje datový slovník – na rozdíl od Huffmanova kódování se jedná o adaptivní metodu. Každý další výskyt takové posloupnosti bajtů se zakóduje buď

169


odkazem na předcházející výskyt posloupnosti nebo

■

použitím slovníkového odkazu spojeného s příslušným řetězcem.

MPEG MPEG je zkratka pro Moving Picture Expert Group, komisi, která se zabývá vývojem standardů pro komprimaci videa a připojeného audiosignálu. Skupina pracuje pod organizací ISO – International Standards Organization. Existuje několik norem pro kompresi videa MPEG, které vyhovují různým oblastem využití. Všechny kompresní standardy jsou ztrátové. Neadaptivní metody Neadaptivní algoritmy jsou určeny výhradně pro komprimaci specifického druhu dat. Většinou obsahují předdefinované slovníky nebo řetězce znaků, o kterých je známo, že jejich pravděpodobnost výskytu v souborech dat je vysoká. Neadaptivní algoritmus určený pro komprimaci anglického textu bude obsahovat slovníkové řetězce jako „the“ nebo „of“, které bude nahrazovat předem definovaným znakem. Tento způsob komprimace by však byl velice málo účinný na text v jiném jazyce, o obrázcích nebo binárních datech nemluvě. Na druhou stranu použití neadaptivního algoritmu na vhodný druh dat je nejen velice účinné co do dosaženého kompresního poměru, ale i času potřebného pro kompresi a dekompresi dat. Palette Způsob ukládání digitalizovaných obrázků využívající předdefinovanou paletu barev. Typická barevná hloubka těchto obrázků je 8 bitů na pixel. Pixel Bod, který je základní stavební jednotkou většiny grafických obrázků. Viz také bitová mapa a barevná hloubka. RAR Jeden z nejoblíbenějších archivačních programů. Je určen jak pro operační systém MS-DOS, tak i Windows (WinRAR). Redundance Přeurčení, nadbytečná informace obsažená ve vstupních datech. Vypuštění této nadbytečné informace je základní myšlenkou ztrátové komprimace obrazových a zvukových dat.

170

Slovníček RLE (Run-length Encoding) Bezztrátová komprimační technika nazývaná „proudové kódování“. Základním principem komprimace metodou RLE je zhuštění opakovaných znaků, které se v souboru vyskytují hned za sebou. Řetězec opakujících se znaků se nazývá proud (odtud proudové kódování). Tento proud znaků je vždy zkomprimován do formy jednoho paketu RLE. Paket musí vždy obsahovat dvě informace: ■

proudové číslo udávající počet znaků proudu snížený o jedničku a následující

■

proudovou hodnotu, jež se shoduje s hodnotou opakujícího se znaku v proudu.

Tato komprese dosahuje dobrých výsledků při aplikaci na jednoduché málobarevné obrázky s velkými jednobarevnými plochami. Self-extracting archiv (samorozbalovací) Archiv doplněný o spustitelný modul, který se používá pro rozbalení (dekomprimaci) archivovaných souborů. Slovníkové metody Základním principem slovníkových (substitučních) komprimačních metod je existence převodní tabulky (slovníku), podle které je každému znaku nebo posloupnosti znaků původních dat přiřazen jedinečný kód. Viz také adaptivní a neadaptivní metody, LZW a Huffmanovo kódování. Solid archiv Kompaktní archiv komprimovaných dat, který při komprimaci nakládá se všemi soubory jako s jediným tokem dat. Výhodou tohoto druhu archivu je lepší kompresní poměr, zvláště při kompresi velkého množství malých souborů. Nevýhodou je naopak pomalejší rozbalování jednotlivého souboru (musí být analyzovány všechny soubory uložené v archivu) a ztráta veškerých komprimovaných dat i v případě, že je poškozen třeba jen jediný soubor archivu. Switch Přepínač.

171

Počítačová komprimace dat Vlnková transformace (wavelet transformation) Obecně se předpokládá, že vlnková transformace bude základem příštího standardu ve ztrátové kompresi obrazu. Jedná se o matematickou transformaci do jiného ortogonálního prostoru (podobně jako diskrétní Fourierova transformace) při vhodném výběru jeho ortonormální báze. Pomocí bázových funkcí se obrázek expanduje do většího počtu jednodušších obrázků, které vykazují vysokou redundanci. Volume Velké archivy mohou archivační programy rozdělit do několika bloků (volumes), aby bylo možné komprimovaná data uložit na několik disket. Velikost jednotlivého bloku lze většinou v archivačních programech změnit. YUV Barevný model, kde je samostatně uchována jasová (Y) a dvě barvonosné složky (U a V). Tento mód je pro ztrátovou komprimaci obrázků daleko vhodnější než obvykle v počítači užívaný mód RGB. Důvodem je vlastnost lidského oka lépe rozeznávat změny v intenzitě (jasu) a nikoli v malé změně barvy. ZIP Jeden z nejoblíbenějších archivačních programů. Je určen jak pro operační systém MS-DOS, tak i Windows (WinZIP). Ztrátová komprimace Ztrátové komprimační algoritmy kódují data způsobem, který nejen že nezaručuje stoprocentní obnovu dat po dekomprimaci, ale dokonce schválně některé informace při kompresi ztrácí. Je zřejmé, že taková kompresní schémata lze použít pouze tam, kde existuje určitá redundance vstupních dat a kde ztrátou některých původních informací datový soubor neutrpí žádnou újmu. Takovými daty mohou být statické obrázky, zvuková data, data uchovávající videosekvence atp. Výše uvedená data jsou redundantní ve vztahu k nedokonalosti lidských smyslů.

172

Ztrátové a bezztrátové druhy komprese

173


174

Rejstřík

Rejstřík A

D

ACE, 158 adaptivní komprimace, 17 adaptivní metody, 139 archiv, 83, 139 archivy kompaktní (solid archives), 84 aritmetické kódování, 43, 139 ARJ, 139, 144 asymetrická komprimace, 17

DCT (diskrétní kosinová transformace), 61, 70, 140 diskrétní kosinová transformace (DCT), 140 DMC (Dynamic Markov Coding), 49 Dynamic Markov Coding (DMC), 49

B bajt, 139 barevná hloubka, 54, 65, 139 benchmarks, 10, 84, 140 bezztrátová komprese, 13, 21, 70, 140 binární strom, 40 bit, 140 bitová mapa, 140

C CRC (Cyclic Redundancy Check), 140 Cyclic Redundancy Check (CRC), 140

F Fractal Image Compression (fraktální komprese), 66, 141 fraktální komprese (Fractal Image Compression), 66, 141 frekvence znaků, 49 fullcolor, 141 fyzická komprimace, 16

G GIF, 55 grabovací programy, 141 grayscale, 141

H Haarovy transformace, 64 Huffmanovo kódování, 17, 39, 73, 141

175

Rejstřík J JAR, 154 JBIG, 70, 142 JFIF, 59 JPEG progresivní, 56 JPEG základní, 56 JPEG, 53, 69, 70, 142

N neadaptivní komprimace, 17 neadaptivní metody, 144

K

P

komprese audio dat, 76 komprese videosnímků, 79 kompresní poměr, 10, 55, 68, 78, 137, 142 komprimace obrazových dat, 53 komprimace, 143 kvalita obrázku, 54 kvantifikace, 61, 143

palette, 144 PCX, 23, 28 pixel, 144

L Lempel-Ziv-Welsh (LZW), 32, 56 logická komprimace, 16 LZ77, 33 LZ78, 34 LZW (Lempel-Ziv-Welsh), 56 LZW, 143

M modifikace RLE, 23 MPEG, 71, 144 MPEG-1, 71, 76

176

MPEG-2, 72 MPEG-3, 72 MPEG-4, 72

Q Q faktor, 54

R RAR, 118, 144 redukce barev, 61 redundance, 144 redundantní data, 54 redundantní soubory, 14 RGB, 61 RLE (Run-length Encoding), 21, 145 Run-length Encoding (RLE), 145 rychlost dekomprimace, 11 rychlost komprimace, 11

Rejstřík S

W

samorozbalovací archiv, 84, 133 self-extracting archiv (samorozbalovací), 145 Shannon-Fanovo kódování, 42 skalární kvantifikace, 69 solid archives (kompaktní archivy), 84, 133, 145 substituční metoda, 32 symetrická komprimace, 17

WAV, 77 wavelet transformation (vlnková transformace), 64 WinRAR, 117 WinZip, 135

Z ZIP, 146 ztrátová komprese, 13, 53, 56, 146

T transformace barev, 61

V vektorová kvantifikace, 69 vektorové obrázky, 55 vlnková transformace (wavelet transformation), 64, 70, 146 volume, 84, 146

177

Doporučená literatura vydavatelstvi Computer Press:

Další podrobné informace o komprimačních metodách naleznete v publikaci: Encyklopedie grafických formátů II., James D. Murray, 1200 stran + CD-ROM, [ K0113 ]

a archivační programy Jak funguje komprese binárních, textových a grafických dat. Uživatelský popis programů: WinRAR WinZIP ARJ JAR ACE

Recommend Documents