Форматы графики. Форматы графических файлов

Формат BMP(Bitmap– карта пикселов) разработан компаниейMicrosoftи применяется в ОСWindowsдля представления растровой графики. Позволяет хранить данные о цвете в значениях цветовой моделиRGB(до 16 млн. оттенков) или в таблице цветов (до 256 оттенков). Этот формат использует сжатие по методу RLE. Использование этого формата не желательно в WWW ни в полиграфии (это связано с тем, что этот формат разработан конкретно подWindows).

JPEG (Joint Photographic Experts Group). Строго говоря, JPEG`ом называется не формат, а алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, как в RLE и LZW, а на разнице между пикселами. Кодирование данных происходит в несколько этапов.

1. Дискретизация . Данные пикселов преобразуются из цветового пространстваRGBв цветовое пространствоYCbCr(Yзадает яркость точки изображения,CbиCrопределяют цветность. Первая компонента задает синеву, вторая – красноту. Называют телевизионной моделью (совместимость цветных изображений с черно-белыми)). Изображение делится на блоки 8х8 пикселов.

2. Дискретно-косинусное преобразование . Для каждого блока формируется набор чисел. Первые несколько чисел представляют цвет блока в целом, в то время, как последующие числа отражают тонкие делали. Спектр деталей базируется на зрительном восприятии человека, поэтому крупные детали более заметны.

3. Квантование . Отбрасываются коэффициенты дискретного косинусного преобразования, которые несущественны для восстановления изображения, близкого к оригиналу. На этом этапе, в зависимости от выбранного уровня качества, отбрасывается определенная часть чисел, представляющих тонкие детали. Именно на этом этапе теряются данные в методеJPEG-сжатия.

4. На последнем этапе используется кодирование методом Хаффмана для более эффективного сжатия конечных данных.

Восстановление данных происходит в обратном порядке.

Таким образом, чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается, тем ниже качество. Используя JPEG можно получить файл в 1-500 раз меньше, чем ВМР! Формат аппаратно независим, полностью поддерживается на РС и Macintosh, однако он относительно нов и не понимается старыми программами (до 1995 года). JPEG не поддерживает индексированные палитры цветов.

Из сказанного можно сделать следующие выводы.

1. JPEG`ом лучше сжимаются растровые картинки фотографического качества, чем логотипы или схемы - в фотографиях больше полутоновых переходов, среди однотонных заливок же появляются нежелательные помехи.

2. Лучше сжимаются и с меньшими потерями большие изображения для web или с высоким печатным разрешением (200-300 и более dpi), чем с низким (72-150 dpi), т.к. в каждом квадрате 8х8 пикселов переходы получаются более мягкие, за счет того, что их (квадратов) в таких файлах больше.

3. Нежелательно сохранять с JPEG-сжатием любые изображения, где важны все нюансы цветопередачи, так как во время сжатия происходит отбрасывание цветовой информации.

4. В JPEG`е следует сохранять только конечный вариант работы, потому что каждое новое сохранение приводит к новым потерям (отбрасыванию) данных и превращению исходного изображения в «кашу».

GIF (CompuServe Graphics Interchange Format)

Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году (GIF87a) фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован (GIF89a), были добавлены поддержка прозрачности и анимации. GIF использует LZW-компрессию, что позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы).

GIF позволяет черезстрочную запись изображения (Interlaced), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Это достигается за счет записи, а затем подгрузки, сначала 1, 5, 10 и т.д. строчек пикселов и растягивания данных между ними, вторым проходом следуют 2, 6, 11 строчки, разрешение изображения в интернетовском браузере увеличивается. Таким образом, задолго до окончания загрузки файла пользователь может понять, что внутри и решить, стоит ли ждать, когда файл поднимется весь. Черезстрочная запись незначительно увеличивает размер файла, но это, как правило, оправдывается приобретаемым свойством.

В GIF`e можно назначить один или более цветов прозрачными, они станут невидимыми в браузерах Интернет и некоторых других программах. Прозрачность обеспечивается за счет дополнительного Alpha-канала, сохраняемого вместе с файлом. (Альфа-канал : Дополнительный канал изображения. Он несёт определённую информацию о выделенной области.) Кроме того, файл GIF может содержать не одну, а несколько растровых картинок, которые браузеры могут подгружать одну за другой с указанной в файле частотой. Так достигается иллюзия движения (GIF-анимация).

Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цвета хранятся в таблице. Количество цветов в изображении может быть от 2 до 256, но это могут быть любые цвета из 24-битной палитры.

Область применения . Текст, логотипы, иллюстрации с четкими краями, анимированные рисунки, изображения с прозрачными участками, баннеры. Тем не менее, формат GIF медленно, но уверенно сходит со сцены, и толчком к этому послужили требования выплаты денежных компенсаций американской компании Unisys, владеющей патентом на алгоритм сжатия данных LZW, лежащего в основе этого формата. На сегодняшний день самым вероятным его преемником видится формат PNG.

PNG (Portable Network Graphics)

PNG - разработанный относительно недавно формат для Сети, призванный заменить собой устаревший GIF. Использует сжатие без потерь Deflate, сходное с LZW (именно из-за патентования в 1995-м году алгоритма LZW возник PNG).

Этот формат, сжимающий графическую информацию без потерь качества, используя алгоритм Deflate, в отличие от GIF или TIFF сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по вертикали, что обеспечивает более высокую степень сжатия и поддерживает цветные фотографические изображения вплоть до 48-битных включительно. Формат PNG позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности. В числе других отличительных особенностей этого формата можно отметить двумерную чересстрочную развертку (т.е. изображение проявляется постепенно не только по строкам, но и по столбцам).

Недостатки

1. Как недостаток формата часто упоминается то, что он не дает возможности создавать анимационные ролики, хотя сейчас, при повальном переходе практически всей анимации на технологию Flash, это уже совсем не актуально.

2. Этот формат плохо подходит для хранения изображений, не подлежащих печати.

3. Формат PNG значительно уступает своему предшественнику, GIF-у, в тех случаях, когда речь идет о мелких элементах оформления веб-страниц, таких, как кнопки, рамки и т.п.

TIFF (Tagged Image File Format)

Аппаратно независимый формат TIFF появился как внутренний формат программы Aldus PhotoStyler. Его модульная архитектура оказалась настолько удачной, что, успешно пережив смерть родной программы, TIFF и в наши дни продолжает совершенствоваться и развиваться. Сейчас TIFF – это самый распространенный в полиграфии формат. Надежен, поскольку его поддерживают практически все программы на РС и Макинтош так или иначе связанные с графикой. Возможность записи изображений в формате TIFF является одним из признаков высокого класса современных цифровых фотокамер.

Формат поддерживает множество алгоритмов сжатия (в том числе популярные LZW, Deflate или JPEG), типов изображений от битового (1-, 2-, 4-, 8-, 24- и 32-битные изображения) и индексированных цветов до LAB, CMYK и RGB (кроме дуплексов и многоканальных документов). Кроме того, существуют две разновидности формата, соответственно для IBM PC и Macintosh, обусловленные различным порядком записи чисел, реализуемым на этих платформах. Со сжатием LZW файл TIFF занимает почти столько же места, сколько и GIF, только, в отличие от последнего, TIFF поддерживает полноцветные изображения и хранит в своем теле подробную информацию об изображении - разрешение, тип принтера и другие детали, необходимые для профессиональной работы с изображениями. В этом формате поддерживаются такие чисто профессиональные возможности, как обтравочные контуры, альфа-каналы, возможность сохранять несколько копий изображения с разным разрешением и даже включать в файл слои. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов (например, с PC на Маc и обратно).

PSD (Adobe Photoshop)

Формат PSD является стандартным форматом пакета Adobe Photoshop и отличается от большинства обычных растровых форматов возможностью хранения слоев (layers). Он содержит много дополнительных переменных (не уступает TIFF по их количеству) и сжимает изображения, используя алгоритм сжатия без потерь RLE Packbits, иногда даже сильнее, чем PNG (только в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Формат поддерживает глубины цвета, вплоть до 16 бит на канал (48-битные цветные и 16-битные черно-белые), а также альфа-каналы, слои, контуры, прозрачность, векторные надписи и т. п. Прекрасно подойдет для переноса или хранения изображений, содержащих специфические, свойственные только Adobe Photoshop, элементы. Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмотрщиков, но не стоит забывать, что, открыв эти файлы в некоторых графических редакторах третьих фирм, даже декларирующих поддержку формата PSD, можно потерять значительную часть их специфических возможностей (особенно в части работы со слоями.

Каждый из нас, так или иначе, сталкивается с изображениями. Давайте посмотрим на вопрос понимания этого термина несколько шире. Ведь форматы изображений включают в себя не только графику анимация, мультипликация и т.д.), но и видео. Отдельно остановимся на вопросах преобразования файлов, а также хранения того или иного типа информации.

Что представляют собой форматы изображений?

Это информация, хранящаяся в файле, которая предназначена для визуализации данных (отображения ее на воспроизводящем устройстве вроде монитора, телевизора, принтера, мобильного девайса и т.д.).

Что же до самой информации в файле, то большей частью она описывает способ визуализации, метод создания цельного статического или динамического изображения, его размер (не путать с размером самого файла), количество и глубину цветов и их оттенков и так далее.

Понятие векторной и растровой графики

Для начала рассмотрим, какие форматы изображений применяются исключительно в стандартном понимании графики. Следует четко разграничить векторную и растровую графику. Эти два типа являются базовыми.

Векторная графика позволяет производить визуализацию объекта на основе математического описания множества совокупных элементов, входящих в состав изображения, которые принято называть примитивами. К ним относятся простейшие понятия, знакомые всем еще со школьной скамьи. Это точки, линии, кривые, окружности, многоугольники и т.д.

Преимуществом такого подхода можно назвать возможность описания в сколь угодно большого числа отдельных элементов без существенного увеличения конечного размера файла. Кроме того, здесь очень сильно проявляется масштабируемость, что позволяет изменять размеры каждого отдельно взятого элемента или их полной совокупности без потери качества всего изображения. Такой описательный алгоритм годится в основном для графики, создаваемой вручную, например, в каком-то графическом редакторе. Для фотографий этот метод не применим.

PCX - формат для хранения растровых изображений с глубиной цвета 24 бита. Сжатие очень быстрое, но не подходит для преобразования детальной графики, например, фотографий.

RAW - универсальный формат, используемый для изображений, поступающих непосредственно с цифровых камер. Про него можно сказать, что это формат наилучшего качества изображения. Может служить исходным материалом при обработке не только изображений, но и звука. Кроме того, поддержка мета-данных дает огромный потенциал для обработки и применения алгоритмов сжатия без потерь или с потерями любого уровня. Формат достаточно специфичный и требующий определенных знаний при работе с ним.

Форматы файлов специализированных графических редакторов

Кроме стандартных типов, отдельно можно выделить форматы графических изображений, применяемых в специализированный редакторах.

PDF - формат, который может содержать текстовые и графические данные. Разработан корпорацией Adobe. Этот формат предполагает использование разных методов сжатия для каждого конкретного элемента, содержащегося в конечном файле. Сегодня он является универсальным в основном для технической документации в электронном виде.

CDR - векторный формат графического редактора Corel Draw. Обработать его можно только таким программным пакетом. Другими редакторами не поддерживается, но легко экспортируется в другие форматы.

AI - формат программы Adobe Illustrator, поддерживаемый большинством других редакторов. Главная особенность - наивысшая стабильность изображения и полная совместимость с технологией PostScript. Может использоваться как промежуточный формат при переводе из одного в другой.

PSD - лучший формат изображения программного пакета Adobe Photoshop для промежуточного редактирования сложных изображений. Позволяет использовать слои и режимы смешивания, но имеет больший размер по сравнению с другими форматами. В качестве конечного формата для сохранения файлов применяется исключительно в самой программе.

Изображения большого формата

Если говорить об большого формата, где требуется учесть высокую детализацию, то стоит использовать RAW, TIFF или PSD.

Однако, многие профессиональные фото- и видеокамеры, обладающие матрицами на уровне 20-25 Мп, имеют собственные стандарты. Большинство из них адаптировано к наиболее распространенным типам форматов. Здесь все зависит только от настроек самой камеры. То же самое касается и мобильных девайсов.

Основные типы видео и анимации

Теперь коротко остановимся на видео, поскольку его тоже можно в каком-то смысле трактовать как изображение, вернее, как набор чередующихся изображений (кадров). Здесь определяющим фактором является частота кадров в секунду (fps) и размер картинки в пикселях.

Изначально на заре развития цифрового видео это был всем известный формат AVI, который применяется и до сих пор, поскольку является неким контейнером, содержащим информацию, обработанную или сжатую совершенно разными методами (кодеками). Для воспроизведения требуется специальный декодер.

Чуть позже появились такие известные форматы, как WMV, MPG, MKV, MP4, VOB, TS и многие другие, причем последние можно рассматривать даже как форматы изображения телевизора высокого разрешения, позволяющего воспроизводить файлы со стандартами качества HD, Full HD (2k) или Ultra HD (4k).

Что касается анимации, сегодня наиболее известной является технология Flash. Изначально это была разработка корпорации Macromedia, но потом ее выкупила компания Adobe и существенно модернизировала. Формат таких файлов - SWF. Он применяется в основном для создания небольших анимационных роликов, компьютерной мультипликации, баннеров или для простеньких игр.

Мобильные системы

Если говорить о мобильных системах (смартфонах или планшетах на базе Android, iOS, Blackberry и т.д.), то специализированные форматы изображений встречаются крайне редко. В основном используются стандартные компьютерные форматы изображений и для графики, и для видео. Однако, без установленных кодеков и декодеров некоторые типы видео воспроизводиться не будут. Именно поэтому придется решать проблему конвертирования исходного материала в другой тип.

К примеру, обычные телефоны воспринимают только формат 3GP. Android или iOS рекомендуют использовать MP4. Но в целом вариантов хватает.

Изменение основных параметров изображений

Наверное, все прекрасно понимают, что редактирование нужно производить при помощи специальных программ.

Простейшие операции по изменению размера, отражению, повороту, наклону и другие можно выполнить даже в самом примитивном редакторе Paint, который входит в комплект любой «операционки» Windows.

Если же требуются более сложные действия, скажем, изменения цвета, насыщенности, контрастности, редактирование слоев, разбивка изображения на отдельные составляющие и прочее, то придется использовать профессиональные пакеты вроде вышеупомянутых Corel Draw или Adobe Photoshop.

Для редактирования видео имеются свои утилиты, например, Vegas Pro. Кроме стандартных возможностей, в них можно применять специализированные эффекты и системы моделирования, позволяющие переносить на заранее построенную математическую модель реальное изображение по типу того, как снимался бой Морфеуса и Нео в первой части «Матрицы».

Преобразование форматов

Преобразование (конвертирование) производится при помощи утилит, называемых конверторами. Один из самых ярких представителей - Xilisoft Video Converter, который умеет преобразовывать и графику, и видео.

Для графики можно предпочесть, например, ACDSee Ashampoo Photo Commander, Free Image Convert And Resize или что-то еще. Сегодня таким программ можно найти очень много.

Единственное, на что стоит обратить внимание, это конечный формат и возможную потерю качества (форматы сжатия изображений). При просмотре картинки или видео на смартфоне или планшете это будет не так заметно, но вот на телевизионной панели разница станет весьма ощутимой.

Какой формат предпочесть для хранения данных?

Фото на компьютере можно хранить в универсальном JPG-формате. При их просмотре на мониторе особая четкость не нужна. Другое дело, когда фотографии нужно напечатать. Тут лучше использовать оригинальные форматы камер.

При переводе одного формата в другой восстановить «исходник» иногда будет просто невозможно, так что, предоставляя файлы в студию, менять их начальный вид не рекомендуется. Исключение, если вы обладаете необходимыми знаниями и производите редактирование сами с использованием профессионального ПО.

То же самое касается и видео. Все зависит от того, на каком устройстве оно будет просматриваться.

Заключение

Форматы изображений многочисленны и разнообразны, это может быть и графика, и видео. В статье были рассмотрены наиболее популярные форматы. Вопросы их обработки и преобразования, выбора программных средств, используемого формата для хранения данных и т.д., каждый пользователь решает сам.

познакомить учащихся с основными форматами растровых изображений;
познакомить с возможностью конвертации форматов;
научить выбирать оптимальные параметры при сканировании изображений.

Передача изображений из одной программы в другую одинакова во всем многообразном мире цифровых изображений, так как любая программа имеет свои сильные и слабые стороны. Чтобы воспользоваться преимуществами сильных сторон программ, изображения должны экспортироваться быстро и эффективно. Чтобы оптимизировать этот процесс, разработчики программных средств создали виды компьютерных файлов - форматы.

Существует огромное множество различных форматов графических файлов. Чтобы уметь решать проблемы переносимости изображения из одной программы в другую и сжатия их с целью экономии дискового пространства, а также находить оптимально подходящий графический формат для дальнейшей обработки изображений, познакомимся с некоторыми из них, наиболее распространенными.

Собственные форматы файлов

Собственный формат (native) - обычно частный формат, созданный специально для программного приложения. В большинстве программ такой формат является самым эффективным средством при сохранении файлов в процессе редактирования, но не переносимым (или частично переносимым) в другие приложения.

"Родным" форматом для CorelDRAW является CDR, который чаще всего и используют. Для Microsoft Word собственным форматом является DOC, для Adobe Flash - формат FLA и т. д. Для графического редактора Adobe Photoshop собственным форматом является PSD, в котором можно сохранять не только графическую информацию, но и слои, и каналы. Adobe Photoshop, несомненно, является известнейшим средством редактирования изображений в мире. Популярность Photoshop вынудила другие графические программы поддерживать формат PSD, чтобы художники могли экспортировать и импортировать файлы в Photoshop без необходимости предварительно конвертировать их в общедоступный файловый формат.

Существует большое количество стандартных форматов растровой графики. Рассмотрим только самые распространенные из них.

BITMAP

BITMAP (битовая карта) - один из первых растровых форматов. Формат отличает очень большой объем файла, поскольку данные записываются по каждому пикселу отдельно. Он представляет собой чрезвычайно простую структуру и служит для описания и визуализации небольших изображений-пиктограмм (icons), широко применяемых в графических интерфейсах Windows, а также используется в мультимедийных презентациях.

Существует несколько разновидностей этого формата. Нам наиболее знаком вариант с расширением *.bmp, поддерживающий данные до 24 b/p.

GIF

Растровый формат GIF (Graphics Interchange Format ) был разработан компанией CompuServe Inс. в 1987 году для обеспечения сжатия цветных растровых файлов, загружаемых по телефонной линии и в компьютерных сетях.

Формат GIF позволяет хранить данные цветовой глубины только от 1 до 8 b/p. GIF использует очень эффективный архиватор. Формат нашел широкое применение на Web-страницах для изображений с небольшим количеством цветов (знаки, логотипы, кнопки, элементы оформления). Также мультимедийные программы позволяют вставлять изображения в формате GIF.

Особенности формата: изображение рисуется сверху вниз с изменением четкости и детальности (опция - чересстрочный ( interlacing )), формат позволяет задать прозрачную область или определить прозрачный цвет, что позволяет размещать изображения на любом фоне.

Возможности уменьшения объема файла не исчерпываются сжатием, GIF позволяет произвольно задавать размер палитры, используемой в изображении (другие форматы, как правило, имеют лишь стандартные варианты глубины цвета). К недостаткам формата обычно относят ограниченное число возможных цветов.

Формат позволяет хранить большое количество изображений - кадров, поэтому можно рассматривать GIF и как анимационный формат.

JPEG

Формат JPEG создан комитетом по стандартам Joint Photographic Experts Group (Объединенная группа экспертов по фотографии) в 1987 г. для хранения фотореалистичных изображений - фотографий. Основанный на особенностях человеческого зрения, этот формат использует алгоритмы сжатия с потерями и обеспечивает значительное уменьшение файла. Сжатие JPEG называют убыточным ( lossy ) - данные изображения теряются, когда файл сжимается, что вызывает ухудшение качества изображения.

Пользователь имеет возможность регулировать степень сжатия (соответственно - уровень качества). Если пользователь задает высокое качество, происходит меньшее сжатие. Когда используется установка на высокое сжатие, размер файла мал, однако в большей степени страдает качество изображения. Практически все программы при сохранении в этом формате дают возможность предварительно просмотреть результат для получения компромиссного решения между качеством и размером файла.

Формат JPEG поддерживает глубину цвета до 24 b/p. Поскольку формат имеет очень маленький объем файла, он получил большое распространение в Web-публикациях и в библиотеках изображений в тех случаях, когда требуется многоцветное фотореалистичное изображение.

PNG

Формат PNG (Portable Network Graphics - переносимая сетевая графика ) специально создан для размещения графики на Web-страницах. Этот формат молод и соединяет в себе достоинства форматов GIF и JPEG. Он позволяет значительно сжать файл с изображением без потери качества, но при этом не ограничен палитрой из 256 цветов, поддерживает 8, 24 и 32 (24 b/p плюс альфаканал) b/p.

В этом формате применяется метод сжатия, в котором из изображения удаляется информация, слабо воспринимаемая человеческим глазом. Степень сжатия можно менять от низкой, когда искажения минимальны, до высокой, когда изображение может претерпеть заметные изменения.

Формат PNG не поддерживает прозрачность, но может включать один альфа-канал, который делает часть изображения прозрачной в браузере, поддерживающем каналы PNG. Как и в GIF, здесь обеспечивается поэтапное отображение с чересстрочной разверткой.

TIFF

Одним из самых распространенных растровых форматов, используемых при подготовке изображений к печати, является TIFF (Target Image File Format), созданный Aldus Corporation в 1986 г. для преодоления трудностей, которые возникали при переносе графических файлов с IBM-совместимых компьютеров на Macintosh и обратно.

TIFF поддерживает несколько схем сжатия и специальные функции управления изображением. LZW -сжатие является безубыточной (non- lossy ) схемой сжатия данных - когда файл сжимается, никакие данные не уничтожаются и не должно произойти ни малейшего ухудшения качества.

TIFF сегодня - это стандартный файловый формат, поддерживаемый большинством графических программ создания и обработки изображений, а также программными пакетами верстки. Формат поддерживает данные до 32 b/p. TIFF позволяет сохранять с изображением альфа-канал. В последних версиях программы Adobe Photoshop этот формат позволяет сохранять документы со слоями.

TIFF стал общим форматом для систем ввода изображений со сканеров, используется в издательских системах. Формат переносится между платформами и легко импортируется во все программы верстки, что делает его незаменимым при подготовке документов для печати.

Как известно, в зависимости от способа формирования изображения на экране монитора, компьютерную графику принято классифицировать на несколько типов:

растровую
векторную
фрактальную
трехмерную

Я думаю, что читатель все это и так уже знает. Поэтому сегодня будут рассмотрены наиболее распространенные и популярные форматы растровой графики . В будущих публикациях я планирую описать и форматы файлов других типов компьютерной графики, в частности векторной. Описав эти форматы, я дам свои рекомендации по их практическому использованию в повседневной жизни, т.е. какой формат для чего и где использовать

Основы растровой графики

Растровая графика — это графика, представленная в компьютере в виде множества точек (пикселов). Каждый пиксель содержит информацию о цвете. Размер пикселов очень мал, поэтому человеческий глаз воспринимает изображение целиком, не разделяя на пиксели.

Для растровой графики важной характеристикой является разрешение изображения. Одна и та же картина может быть представлена с лучшим и худшим качеством в соответствии с количеством точек (пиксевлов) на единицу длины.

Разрешение — количество точек на единицу измерения.

dpi (dots per inch) — количество точек на дюйм.

ppi (points/pixels per inch) — пикселов на дюйм.

Пиксел — точка растра экранного изображения. Все изображения делятся на точки. Пиксел — точка наименьшего размера. Дальше изображение уже делить нельзя. Кроме того, пиксел — это точка одного цвета, невозможно покрасить половину пиксела в один цвет, а другую в другой.

Не путайте разрешение изображения, разрешения монитора и разрешение принтера. Это разные вещи.

Вспомнив основы растровой графики, перейдем к описанию форматов хранения растровой графики.

Форматы хранения изображений в растровой графике

Формат файла — способ сохранения электронных частей, из которых состоит компьютерный файл. Разные форматы организуют сохранение файлов по-разному. Рассматривать все существующие форматы растровой графики я не буду (да и не смог бы), рассмотрим лишь наиболее распространенные и популярные.

BMP (Bit Map — битова карат). В этом формате первоначально использовалось простейшее кодирование — по пикселам (самое неэкономное), которые обходились последовательно по строкам, начиная с нижнего левого угла графического изображения. Файлы этого формата входили в первые версии Windows . В этом формате использовалось только 256 цветов, т.е. пиксел представляется только одни байтом. В дальнейшем формат стал использоваться и для сохранения полноцветных изображений. Формат BMP — один за стандартных форматов растровой графики.

TIFF (Taged Image File Format) — стандартный формат в топографической графике и издательских системах. Файлы в формате TIFF обеспечивают лучшее качество печати. Из-за большого размера, данный формат не применяется при создании Web-сайтов и публикации в Интернет.

Формат TIFF относится к числу наиболее универсальных и распространенных форматов растровой графики. Он создавался в качестве межплатформенного универсального формата для цветных изображений. Работа с ним поддерживается почти всеми программами для работы с точечной графикой. Может хранить графику в монохромном виде, в RGB и CMYK цветовых представлениях.

Формат включает в себя внутреннюю компрессию. Он имеет открытую архитектуру — предусмотрена возможность объявления в заголовке сведений о типе изображения, т.е. его версии могут быть использованы в дальнейшем для представления новых разработок. В формате сохраняется и сопроводительная информация передаваемых изображений (подписи и пр.). Изображения в формате TIFF хранятся в файлах с расширением .tif .

Формат GIF (Graphic Interchamge Format) — формат обмена графическими данными, который служит для записи и хранения растровых графических изображений. Этот формат отличается от других форматов растровой графики тем, что он долгое время поддерживается в Интернете. Использует индексированные цвета (ограниченный набор цветов). Это один из самых распространенных форматов картинок, распространяемых в Интернет и применяемых при создании Web-сайтов.

Изображения в GIF .gif . К преимуществам GIF изображения относится то, что вид изображения не зависит от браузера и платформы. Лучше всего отображаются рисунки, чертежи и изображения с небольшим количеством однородных цветов, прозрачные изображения и анимационные последовательности (эта очень известная особенность данного формата графики). В GIF изображениях используется сжатие без потери информации.

Формат JPEG (Joint Photographic Expert Group) — предназначен для хранения изображений со сжатием. Применяющийся в нем метод сжатия изображений разработан группой экспертов в области фотографии. Сразу становится ясной расшифровка аббревиатуры JPEG — объединенная группа экспертов по обработке фотоснимков.

JPEG — один из самых мощных алгоритмов сжатия изображения. Практически он является стандартом де-факто для хранения полноцветных изображений. Формат JPEG был создан для того, чтобы избавиться от ограничений которые налагались на изображения, созданные в GIF формате.

Алгоритм оперирует областями 8 ? 8, на которых яркость и цвет меняется сравнительно плавно. Сжатие в JPEG осуществляется за счет плавного изменения цветов в изображении. Обеспечивается высокий коэффициент сжатия, значение которого достигает 100 и зависит от допустимого уровня потерь изобразительной информации.

Формат широко используется в документах HTML и для передачи данных по сети. Сохраняет параметры графики в цветовом представлении RGB (как правило). Изображения в JPEG формате хранятся в файлах с расширением .jpg .

Программы, работающие с JPEG , используют алгоритмы сжатия с потерей информации, они исключают из изображения те данные, которые считаются несущественными. Перед применением алгоритма сжатия изображения делится на прямоугольные области. При сжатии есть риск получить нечеткое, размытое изображение с искажением деталей.

Формат JPEG 2000 (jp2)

Данный формат был разработан для замены JPEG . При сохранении изображения с одинаковым уровнем сжатия изображения, сохраненные в формате JPEG 2000 , получаются более четкими и занимают меньше места на диске. К тому же, в этом формате решена проблема с появлением дефектов JPEG , которые появлились при сохранении с большим коэффициетом сжатия (решетка из блоков 8 ? 8 пикселей).

Поддержка формата реализована не во всех браузерах, что сильно мешает распространению этого формата.

PNG (portable network graphics) — формат хранения растровой графики, использующий сжатие без потерь. PNG — это свободный формат (в отличии от GIF), поэтому получил широкое распространение.

Это очень мощный и широко применяемый формат в Интернете и других областях компьютерной графики.

Формат WMF

Формат WMF (Windows Metafile Format) — используется для обмена графическими данными между приложениями ОС Microsoft Windows . В WMF файлах могут хранится как векторные, так и растровые изображения. Изображения в WMF формате хранятся в файлах с расширением .wmf .

Форматы PSD и CDR

Формат PSD (PhotoShop Document) — внутренний формат для пакета Adobe Photoshop . Позволяет сохранять слои в изображении и поддерживает все типы графики. Изображения в PSD формате хранятся в файлах с расширением .psd .

Формат CDR — внутренний формат для пакета программ фирмы CorelDRAW . Изображения и текст подготовленные в программе CorelDRAW в CDR формате, хранятся в файлах с расширением .cdr .

Заключение

Надеюсь данная статья помогла Вам немного разобраться в многообразии форматов растровой графики. Мои рекомендации помогут Вам определиться с выбором формата для хранения графики. Если кратко, то в JPEG хранят фотографии, в GIF — баннеры и логотипы (но желательно постепенно переходить к PNG ), а TIFF используется для подготовки документов к печати.

Все изобилие изображений, используемых на компьютерах, можно разделить на три больших группы. Прежде всего, 2D-графика, в которой создаются плоские (не имеющие третьей координаты) изображения, к этой группе относятся растровая и векторная графика. Затем 3D-графика и анимационная графика.

Поскольку изображения создаются с использованием специальных инструментов - графических редакторов, - рассмотрение форматов файлов невозможно без учета их особенностей. Прежде всего, что такое графический файл? В самом общем случае, это принятая в данном графическом редакторе система информации об изображении и способ ее сохранения (записи). Такая система информации может содержать как данные общего характера (представление изображения на том или ином устройстве отображения, размер, разрешение, тип принтера для печати, степень и способ сжатия информации), так и данные, являющиеся специфическими, уникальными. Такие данные создаются на этапе редактирования изображения и предназначены для последующего использования при редактировании. Так, например, файлы CorelDraw содержат информацию о кривых, файлы Photoshop - информацию о слоях, каналах и т.д. Каждый графический редактор кодирует определенным образом эту информацию при записи (сохранении) на носитель. Таким образом, под форматом графического файла следует понимать совокупность информации об изображении и способ ее записи в файл. В общем случае все графические форматы можно разделить на две группы. Форматы общего назначения содержат только само изображение и предназначены для хранения, переноса или просмотра изображений (gif, tiff, jpeg и др.) и специфические форматы, предназначенные для хранения промежуточных результатов редактирования изображений (cdr, cpt, psd, ai и др.).

Остановимся подробнее на группе 2D в силу наибольшей ее распространенности. Изображение в растровой графике представляет собой упорядоченный массив единичных элементов (пикселов для монитора или точек для принтера), содержащих информацию о цвете. Количество таких элементов определяется размером изображения и разрешением, а размер файла дополнительно зависит от используемой цветовой палитры (черно-белая или 1- битная, оттенки серого и 256 цветов или 8-битная, high color или 16-битная, true color или 24-битная). Векторная графика содержит математические описания кривых и цветовых заливок (областей, залитых одним цветом и областей градиентов), составляющих изображение. Вопрос о разрешении и цветовой палитре решается непосредственно перед выводом файла на конкретное физическое устройство и с учетом его характеристик. В полиграфии этот процесс известен как RIP - процесс растрирования изображения.

Сжатие файлов. Поскольку графические файлы, как правило, имеют большой размер, полезной оказывается возможность сжатия (упаковки) информации. В настоящее время известны два способа сжатия - без потери и с потерей качества. Алгоритмы сжатия без потерь аналогичны алгоритмам обычных архиваторов (LZH, PKZIP, ARJ). Самый известный из них LZW (LZ84) широко используется в популярных растровых форматах GIF, TIFF. Алгоритмы сжатия с потерей качества отбрасывают информацию, не воспринимаемую человеком (JPEG, PCD). Степень упаковки в этом случае гораздо выше, но происходит медленнее и может привести к ухудшению качества (в зависимости от выбранной степени сжатия). Главный недостаток этого алгоритма заключается в невозможности пересжатия без значительной потери исходного качества изображения. Поэтому сохранять в формате JPEG рекомендуется только конечные результаты редактирования, и ни в коем случае не промежуточные.

Форматы общего назначения

Microsoft Windows Bitmap (BMP)

Формат для хранения растровой графики в среде Microsoft Windows (например, экранные обои и заставки). Поддерживает 1-, 4-, 8-, 24-битный цвет. Допускает сжатие без потери качества.

Kodak Photo CD (PCD).

Разработчик - фирма Kodak. Формат предназначен для хранения слайдов и негативов, отснятых с помощью камеры типа Kodak Photo CD. В каждом файле хранится 5 копий одного изображения разного размера и качества от 192x192 до 3072x2048 пикселов. Программно записать изображение формата PCD на компьютере невозможно, возможен только импорт изображения в графический редактор, поддерживающий этот формат.

Zsoft PC PaintBrush (PCX)

Один из наиболее старых и известных форматов для хранения растровой графики. Появился чуть ли не вместе с персональными компьютерами, благодаря чему является наиболее распространенным, поддерживается практически всеми программами просмотра/редактирования изображений. Использует простейший алгоритм сжатия без потери качества RLE.

Tag Image File Format (TIFF)

Разработчики - Aldus и Microsoft. Универсальный формат для хранения растровой графики, широко используется в издательстве. Необходимо оговориться, что существует достаточно много его разновидностей, обусловленных различными алгоритмами сжатия. Наибольшей совместимостью обладает формат, использующий алгоритм LZW. Формат поддерживает 24-и 32-битный цвет (CMYK), два вида записи IBM PC и Macintosh, может хранить информацию о масках (выделенных областях изображения).

TrueVision TGA (TGA)

Разработчик - компания TrueVision. Формат используется для хранения растровой графики и обладает интересной особенностью - наряду с поддержкой 24-битного цвета имеет еще 8 бит на каждый единичный элемент изображения для хранения дополнительной информации. В частности, может содержать маску, что используется в программах видеомонтажа, например, для создания наложения двух последовательностей кадров. Известен достаточно давно и поддерживается многими графическими пакетами.

Graphics Interchange Format (GIF)

Разработан корпорацией CompuServe в 1987 г. для хранения растровой графики. Реализовал один из самых эффективных для своего времени (87г) способов сжатия LZW. Позволяет выводить изображение на экран за четыре прохода, давая возможность просмотра изображения до его окончательной прорисовки. В 1989 г. появилась новая версия GIF 89a. Этот формат поддерживает сохранение в одном файле нескольких изображений, анимационной последовательности, цвет прозрачности для целей наложения изображений друг на друга. До сих пор широко используется для хранения и передачи небольших изображений (элементов оформления страниц) в World Wide Web.

Joint Photographic Experts Group (JPEG)

Растровый формат, своей популярностью обязан сильной степени сжатия исходного изображения, основанной на алгоритме сжатия с потерей качества. Однако касается это прежде всего 24- и 8-битных изображений. Существует несколько разновидностей, обусловленных разными алгоритмами сжатия и способами вывода на экран (постепенная отрисовка аналогично gif). Также широко применяется в WWW, в основном для передачи больших изображений.

Специфические форматы

Как уже говорилось выше, эта группа форматов предназначена в основном для "внутреннего" употребления (хранения промежуточных результатов редактирования изображений). Помимо информации о самом изображении, файлы содержат массу данных служебного характера, которые не могут быть правильно интерпретированы другими программами просмотра/редактирования. К таким данным может относиться информация о шрифтах, слоях, выделениях (масках), кривых, спецэффектах и пр. Наиболее распространенными форматами являются для векторной графики - cdr (Corel Draw) и ai (Adobe Illustrator), для растровой графики - psd (Adobe Photoshop) и cpt (Corel PhotoPaint). Как правило, конечное изображение (т.е. изображение, предназначенное для публикации) импортируется в один из форматов общего назначения в зависимости от целей публикации (gif или jpeg для Internet, tiff для издательских систем и т.д.).

Игорь СИВАКОВ

Форматы графики. Форматы графических файлов

Что представляют собой форматы изображений?

Понятие векторной и растровой графики

Форматы файлов специализированных графических редакторов

Изображения большого формата

Основные типы видео и анимации

Мобильные системы

Изменение основных параметров изображений

Преобразование форматов

Какой формат предпочесть для хранения данных?

Заключение

Собственные форматы файлов

BITMAP

GIF

JPEG

PNG

TIFF

Основы растровой графики

Форматы хранения изображений в растровой графике

Формат JPEG 2000 (jp2)

Формат WMF

Форматы PSD и CDR

Рекомендации по использованию различных форматов растровой графики

Использование GIF

Использование PNG

Использование JPEG

Использование TIFF

Использование BMP

Заключение

Форматы общего назначения

Специфические форматы