"Kodowanie z UJ" rewolucjonizuje wirtualny świat

"Kodowanie z UJ" pozwala znacznie zmniejszyć wielkości plików i zmniejsza obciążenie łącz fot. pixabay.com
Mało kto zdaje sobie sprawę z tego, że polska metoda opracowana na Uniwersytecie Jagiellońskim, znana jako "kodowanie ANS" lub "kodowanie z UJ" jest jednym z fundamentów dzisiejszego wirtualnego świata. Dzięki metodzie kompresji plików zaproponowanej przez dr. Jarosława Dudę z Wydziału Matematyki i Informatyki UJ szybkość i efektywność przepływu informacji drogą elektroniczną wzrosła aż 30 razy.

Każdego dnia produkujemy zatrważającą ilość danych sięgającą ponad 2.5 kwintyliona bajtów. Szacuje się, że obecnie każdy człowiek na Ziemi wytwarza 1.7 MB w ciągu każdej sekundy! Tak gigantyczny ogrom informacji przetwarzanych drogą elektroniczną musi poruszać się po niej sprawnie. Bardzo sprawnie. I robi to dzięki kompresji, która – mówiąc kolokwialnie – "zmniejsza" dane w taki sposób, aby łatwiej im było krążyć po światłowodach.

W jaki sposób działa kompresja? Dane, zapisane w formie symboli zostają po prostu przetworzone na jednostki "najlżejsze", czyli na ciągi zer i jedynek, lub – mówiąc inaczej – na bity. I właśnie one, niosąc informację zapisaną w postaci binarnej (01001010111...), wkraczają do obiegu. Całość można przyrównać do pociągu, w którym w każdym wagonie siedzi określona liczba zer i jedynek. "Pociąg-informacja" wjeżdża do tunelu, który w tym przypadku jest po prostu światłowodem.

Binarne wagony

Wraz z rosnącą ilością produkowanych danych opracowano nowe metody, bazujące nie na całych bitach, ale na ich ułamkach (tzw. kodowanie arytmetyczne). Dzięki temu, znaczną część "binarnych wagonów" można było zmniejszyć, ponieważ wchodziły do nich tylko niewielkie fragmenty zer lub jedynek. Mimo że nowe pociągi były wolniejsze, to stały się znacznie krótsze, a więc w tunelach światłowodowych mogło ich jeździć więcej.

Jednak w ciągu następnych lat ilość przetwarzanych i produkowanych informacji wciąż rosła i rosła. Pociągi zaczynały stawać się zbyt powolne. Potrzebne były nowe, efektywniejsze metody kodowania. Na ratunek przyszło nowatorskie rozwiązanie, które umożliwiło połączenie obu zalet jego poprzedników – szybkości i stopnia kompresji. Nowe pociągi, które wyjechały na trasy były nie tylko krótkie, ale i naprawdę ekspresowe – nawet 30 razy szybsze niż stare modele.

Obecnie niemal wszystkie komputery i smartfony na świecie wykorzystują tę metodę kompresji – znana jest ona jako "kodowanie ANS" (z ang. Asymmetric Numeral Systems), albo "kodowanie z UJ". Zaproponował je bowiem dr Jarosław Duda z Uniwersytetu Jagiellońskiego, w ten sposób przyczyniając się do zrewolucjonizowania całego wirtualnego świata.

Nowa jakość obrazu

Kodowanie z UJ zostało także zastosowane w nadchodzącym wielkimi krokami nowym formacie plików graficznych – JPEG XL. Wkrótce (najprawdopodobniej już w tym roku) wszystkie zdjęcia elektroniczne będą mogły być zapisywane jako JPEG XL, a to oznacza kolejne ogromne zmiany. Oczywiście, na plus – nawet trzykrotne zmniejszenie rozmiaru plików graficznych bez utraty ich jakości, znaczne zwiększenie szybkości ich przesyłania, dużo lepszą jakość grafik na platformach społecznościowych oraz sprawniejsze i szybsze otwieranie stron internetowych. Będzie to także zmniejszenie zużycia energii oraz odciążenie nośników i łącz internetowych.

Skutki wdrożenia polskiej metody kodowania odczuwamy od kilku lat. Już wkrótce po raz kolejny przyczyni się ona do ułatwienia nam życia w świecie, w którym trudno się obejść bez elektronicznych wspomagaczy.

Polskie kodowanie ANS jest używane m.in. w:

- Facebook Zstandard (zstd) – zastąpienie plików typu ZIP; kilkukrotnie szybszy i dający lepszą kompresję, używany oficjalnie przez system Linux i dziesiątki firm;

- Apple LZFSE  od 2016 domyślny kompresor dla sprzętu Apple (iPhone, Mac, iWatch);

- Podstawowy kompresor DNA (CRAM);

- Google Draco – kompresor danych 3D, używany m.in. przez Pixar;

- Będący na ukończeniu standard kompresji obrazu JPEG XL

 

comments powered by Disqus