A história da imagem digital: da placa de peltre ao JPG

A primeira fotografia permanente da história demorou cerca de oito horas de exposição. Foi feita por Nicéphore Niépce em 1826, sobre uma placa de peltre coberta de betume da Judeia, apontando a câmara para a janela de sua própria casa em Le Gras. Hoje, o teu telemóvel capta uma imagem numa fração de segundo, processa-a, comprime-a e envia-a para o Instagram antes de a teres guardado no bolso. Entre estes dois extremos há cerca de 200 anos de história, e quase todos os formatos e decisões técnicas que damos como garantidas — o JPG, o "tamanho do ficheiro", o próprio conceito de pixel — vêm de problemas muito concretos que alguém teve de resolver pelo caminho.

Da prata à luz: a fotografia química

Durante mais de um século, uma fotografia não era informação: era matéria. Sais de prata que reagiam à luz, revelados numa câmara escura com químicos que tinham de ser doseados à mão. Cada cópia era um objeto físico único ou quase único — fazer uma segunda cópia significava voltar a expor papel fotossensível sob o negativo. Não existia a ideia de "comprimir" uma imagem porque não existia a ideia de uma imagem como dado: era prata metálica suspensa em gelatina, e a sua qualidade dependia da química, não de um algoritmo.

Isto mudou com a chegada dos sensores eletrónicos. Em 1969, Willard Boyle e George Smith inventaram nos Laboratórios Bell o CCD (dispositivo de carga acoplada) — um chip capaz de converter luz em carga elétrica, e essa carga num número. Pela primeira vez, uma imagem podia ser representada como uma sequência de valores. A invenção valeu-lhes o Prémio Nobel da Física em 2009, quatro décadas depois, quando já estava presente em milhares de milhões de câmaras e telemóveis.

O primeiro pixel e o problema que trouxe consigo

A primeira imagem digital digitalizada da história foi feita em 1957, no Instituto Nacional de Padrões dos EUA, por uma equipa liderada por Russell Kirsch. Digitalizaram uma fotografia do filho de três meses numa grelha de apenas 176×176 pixels a preto e branco. Esse ficheiro, minúsculo para qualquer padrão atual, já colocava o problema que continua a definir este campo: quantos mais pixels, mais fiel é a imagem, mas também mais pesada. Kirsch teve de escolher uma resolução baixa porque o hardware da época não dava para mais. Setenta anos depois, continuamos a fazer a mesma escolha — só que agora o limite não é o hardware, é o peso do ficheiro que o teu site tem de carregar, ou os megabytes de dados móveis de quem te visita.

Porque existe o JPG: o problema não era guardar a imagem, era transmiti-la

No final dos anos 80, já era tecnicamente possível guardar uma fotografia como uma grelha de números. O problema era o tamanho: uma imagem de qualidade razoável sem compressão podia pesar vários megabytes, e em 1990 isso significava minutos de transferência por modem, ou discos rígidos inteiros dedicados a poucas dezenas de fotos. Em 1992, o comité conjunto de especialistas em fotografia (daí a sigla JPEG) publicou um padrão que resolvia isto de forma inteligente: em vez de guardar cada pixel tal como é, aproveita o facto de o olho humano ser muito mais sensível a mudanças de luminosidade do que a mudanças subtis de cor, e descarta seletivamente a informação de cor que menos se nota. O resultado são ficheiros até 10 vezes mais pequenos com uma perda de qualidade quase impercetível a olho nu. Esse mesmo princípio — decidir que informação visual pode ser descartada sem que o olho note — continua a ser a base de como se comprime uma imagem hoje, seja em JPG ou não.

Da câmara ao bolso: a digitalização em massa

As primeiras câmaras digitais de consumo chegaram em meados dos anos 90 com resoluções inferiores a um megapixel e preços de várias centenas de dólares. O verdadeiro ponto de viragem não foi uma câmara, foi um telefone: o Sharp J-SH04, lançado no Japão no ano 2000, foi o primeiro telemóvel com câmara integrada. A partir daí, a curva é íngreme — em 2010, a maioria das fotografias tiradas no mundo já não vinha de uma câmara dedicada. Hoje, segundo estimativas da indústria, tiram-se mais fotografias digitais num único dia do que as que foram tiradas em película durante toda a primeira década do século XX.

Essa explosão de volume é a razão pela qual a compressão de imagem deixou de ser um pormenor técnico de interesse apenas para engenheiros e passou a ser algo que afeta diretamente qualquer pessoa com um site, uma loja online ou simplesmente vontade de partilhar fotos sem que demorem uma eternidade a carregar.

De JPG a WebP e AVIF: a história ainda não terminou

O JPG resolveu o problema de 1992, mas a web de hoje tem necessidades que não existiam nessa altura: transparência com boa compressão, animações leves e, sobretudo, muito mais resolução de ecrã do que há 30 anos. Formatos como o WebP (Google, 2010) e o AVIF (2019, baseado no codec de vídeo AV1) são a continuação direta dessa mesma procura — como guardar mais qualidade visual em menos bytes — aplicando técnicas de compressão bastante mais modernas do que as dos anos 90. Se quiseres o detalhe técnico sobre as diferenças entre eles e quando usar cada um, abordamos isso no artigo seguinte.