Какой формат файла не является графическим

§ 9. Типы графических файлов

С общими принципами кодирования графической информации вы познакомились в 10 классе (см. § 14.1). В каждом конкретном случае способ хранения изображений в памяти компьютера определяют разработчики программ. В то же время, для того чтобы их хранить, переносить между компьютерами и разными приложениями, требуется некоторая стандартизация способа записи — формат файлов.

Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый, векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).

Выбор формата графического файла далеко не простая задача из-за разнообразия типов изображений и областей их использования. Любой выбор облегчает классификация. Рассмотрим классификацию графических форматов по типу хранимой информации:

• растровые;
• векторные;
• метафайловые/универсальные.

Растровые форматы, классификация которых приведена в примере 9.1, обычно используются для фотографий, цифровых иллюстраций и веб-графики. Рассмотрим наиболее распространенные из растровых форматов.

BMP

Формат BMP (Bitmap — карта пикселов) — стандартный растровый формат без сжатия, разработанный компанией Microsoft. Позволяет хранить данные о цвете в значениях цветовой модели RGB (до 16 млн. оттенков). Используется в качестве формата графических файлов для хранения исходных изображений. Легко конвертируется в другие форматы.

JPEG

В формате JPEG (Joint Photographic Experts Group — объединенная группа фотографов-экспертов) используется высокая степень сжатия с некоторыми потерями качества. Применяется для хранения конечного варианта изображений фотографического качества. Файлы такого формата могут иметь расширения jpg и jpeg.

GIF

Формат GIF (Graphic Interchamge Format — формат для обмена изображениями) был разработан для передачи растровых изображений по сетям. Поддерживает анимацию и прозрачность фона. Имеет ограниченную индексную палитру цветов (не более 256). Использует алгоритм сжатия LZW, что позволяет без потерь сжимать файлы, в которых много однородных заливок.

PNG

В формате PNG (Portable Network Graphics — переносимые сетевые изображения) используется высокая степень сжатия без потерь для изображений с большим количеством цветов. Поддерживает многоуровневую прозрачность. PNG-формат является одним из самых распространенных форматов изображений, используемых в интернете.

TIFF

Формат TIFF (Tagged Image File Format — формат файлов растровых изображений) — это популярный формат для хранения изображений с большой глубиной цвета. Изображения TIFF-формата могут быть сохранены в сжатом или несжатом виде, а используемое сжатие может быть с потерями или без. В большинстве случаев используется сжатие без потерь. Формат поддерживается многими графическими редакторами. TIFF-формат предпочтительнее использовать при сканировании, распознавании текста, в полиграфии.

Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в векторном формате.

В отличие от растровых форматов практически все векторные форматы изначально разрабатывались под конкретные графические редакторы (пример 9.2). Рассмотрим наиболее используемые векторные форматы.

PDF

Формат PDF (Portable Document Format — формат переносимого документа) — это межплатформенный формат, созданный компанией Adobe. Используется для передачи по сети изображений и смешанных документов, содержащих и текст, и графику.

SVG

Файл формата SVG (Scalable Vector Graphics — масштабируемая векторная графика) содержит описание составляющих векторного изображения (линий, кругов, прямоугольников и т.д.) с указанием их размеров, координат и другой необходимой информации. Используется в веб-дизайне.

WMF

Файлы формата WMF (Windows Metafile) используются ОС Windows. которая хранит команды рисования и команды определения свойств графических объектов.

При подготовке изображений (для размещения в сети Интернет, для анимации, для печати и т. д.) возникает необходимость преобразования графических файлов из одного формата в другой (пример 9.3). Преобразование графических форматов файлов можно выполнить с помощью графических редакторов, воспринимающих файлы разных форматов. Для преобразования файла из одного формата в другой нужно:

1. Открыть в графическом редакторе файл исходного формата.
2. Выполнить операцию Сохранить как… или операцию Экспортировать как… с выбором соответствующего типа файла в диалоговом окне.

После преобразования сохраняется файл с другим расширением, которое указывает на итоговый формат графического файла.

В настоящее время наиболее широко используются растровый, векторный и метафайловый форматы. Однако, существуют и другие типы форматов: анимации, мультимедиа, гибридные, гипертекстовые, объемные, форматы шрифтов, моделирования виртуальной реальности и т. д.

Пример 9.1. Классификация растровых графических форматов.

В заголовке файла формата BMP записана информация об изображении: размер файла, ширина и высота рисунка, глубина пикселей, количество цветов. После заголовка может следовать палитра. Далее идет непосредственно набор данных о пикселях, который идентифицирует положение каждого пикселя и его цвет. BMP — один из самых старых растровых форматов, его распознают все графические редакторы. Этот формат весит больше, чем JPG, и подходит для полиграфии меньше, чем TIFF, поэтому сейчас формат BMP почти нигде не используется.

В JPEG-формате нежелательно сохранять те изображения, где важны все тонкости цветопередачи, так как во время сжатия происходит отбрасывание некоторой цветовой информации. В этом формате следует сохранять только конечный вариант работы, потому что любое повторное сохранение приводит к новым потерям данных. Из-за существенных потерь качества изображения в профессиональной полиграфии этот формат не используется. Для просмотра изображения на экране монитора или для распечатки на принтере качества JPEG-формата вполне достаточно. JPEG — это не только графический формат, но и принцип сжатия. Он является одним из самых распространенных.

GIF-формат используется в web-дизайне для создания баннеров (рекламных заставок), элементов фона.

Достоинством формата GIF является возможность создавать многослойные изображения. Обычно при загрузке изображения оно открывается постепенно, по несколько строк. При сохранении в многослойном режиме изображение открывается с возрастающим разрешением. То есть, оно открывается сначала с низким разрешением, потом разрешение становится все выше и выше.

В полиграфии GIF-формат не используется.

PNG — формат, специально разработанный как для улучшения, так и для замены GIF-формата. Не поддерживает цветовую палитру CMYK, т.е. изображения такого формата не стоит распечатывать на принтере. В формате реализована возможность работы со слоями, а также добавления мета-даты в файл (позволяет защитить авторские права).

PNG-формат подходит для хранения промежуточных стадий редактирования изображений, так как при многократном сохранении изображения не происходит потери качества.

Файлы в формате TIFF могут быть сохранены без использования сжатия, но могут быть применены алгоритмы сжатия JPEG, ZIP, LZW и др. Сжатие изображения TIFF-формата по алгоритмам ZIP и LZW позволяет уменьшить размер файла без потерь качества.

Пример 9.2. Классификация графических форматов по степени универсальности в отношении ПО.

Формат

Приложение

Форматы графических файлов

Для чего нужны разные форматы графических файлов? Чем их открывать? Растровые они или векторные? Как расшифровывается название?

JPEG – для фотографий. Уменьшает размер фотографий в разы без заметной потери качества, но подходит и для макетов для печати

Тип – растр. Назначение – интернет или макет для печати. Программа – Photoshop или любой графический редактор. Расшифровка – Joint Photographic Experts Group – объединённая группа экспертов в области фотографии. Особенности – применяет деструктивный алгоритм сжатия (кроме максимального качества), может содержать разрешение, цветовую модель (CMYK и др.), профили – поэтому подходит для печати

PNG – с прозрачностью. Хорошо сжимает без потерь однотонные изображения, имеет 256 уровней прозрачности. Не подходит для фотографий (только если нужна прозрачность), т.к. не оптимизирует их и много весит

Тип – растр. Назначение – интернет. Программа – Photoshop. Расшифровка – Portable Network Graphics – графика для интернета. Особенности – много цветов (как в jpeg), 256 уровней прозрачности, может содержать цветовую палитру и делать графические изображения очень компактными

GIF – с анимацией. Может содержать покадровую анимацию. Содержит до 256 цветов, имеет 2 уровня прозрачности

Тип – растр. Назначение – интернет. Программа – Photoshop и другие. Расшифровка – Graphics Interchange Format – формат для обмена изображениями. Особенности – всего 1 уровень прозрачности, поэтому края получаются рваными, палитра – настраивается под изображение (2-256 цветов), что очень мало для фотографий. Оптимизирует только однотонную графику, фотографии весят очень много

SVG – векторный. Для векторных изображений в интернете. Хорошо подходит для логотипов, иконок – всегда идеален в адаптивной верстке и на ретина-дисплеях. Рекомендуется использовать вместо PNG для изначально векторных файлов

Тип – вектор. Назначение – интернет. Программа – Illustrator. Расшифровка – Scalable Vector Graphics – масштабируемая векторная графика. Особенности – мало весит по сравнению с растром, но не подходит для фотографий

PDF – для всего. Универсальный многостраничный формат. Подходит как для интернета, так и для печати. Может содержать вектор, растр, шрифты и интерактивные элементы

Тип – вектор/растр. Назначение – интернет и печать. Программа – InDesign, Illustrator. Расшифровка – Portable Document Format – формат электронных документов. Особенности – в первую очередь это макет для печати, т.к. лучше других форматов приспособлен под это, но в то же время может быть легко оптимизирован для интернета за счет сжатия изображений. Может содержать текст и все шрифты прямо в файле

TIFF – для печати. Растровый формат для отправки в печать. Применяет недеструктивные алгоритмы сжатия, так что весит довольно много

Тип – растр. Назначение – печать, линк. Программа – Photoshop. Расшифровка – Tagged Image File Format. Особенности – может содержать слои – нужно не забывать свести их перед отправкой в печать. Может содержать прозрачность (как альфа-канал или векторную маску), так что удобен в качестве линков в программах верстки (InDesign). Может быть совсем без сжатия и весить очень много

AI – исходник редактора векторной графики Adobe Illustrator. Открывается только в Иллюстраторе той же или более новой версии

Тип – вектор. Назначение – исходник. Программа – Illustrator. Расшифровка – Adobe Illustrator. Особенности – может содержать растровые изображения как в качестве линков, так и включенными в файл. Шрифты должны быть установлены в системе, пока их не перевели «в кривые»

PSD – исходник программы Adobe Photoshop. Открывается только в Фотошопе, служит для хранения файла в редактируемом виде («в слоях»)

Тип – растр. Назначение – исходник. Программа – Photoshop. Расшифровка – Photoshop Document. Особенности – много весит, и иногда при пересылке или попытках отправить в печать слои сводят в один. Поэтому возникло уточнение «в слоях», которое значит, что слои сохранены и файл можно редактировать. Может содержать контейнеры с векторной графикой. Совместим с разными версиями программы

EPS – для печати. Векторный формат, уступает PDF в удобстве и универсальности, поэтому используется редко

Тип – вектор. Назначение – макет для печати. Программа – Illustrator. Расшифровка – Encapsulated PostScript. Особенности – часто используется для передачи векторных изображений между графическими редакторами, не имеющими прямой совместимости (ai-cdr и др). Для отправки в печать используется редко, т.к. не многостраничный, много весит и уступает формату PDF. Может содержать включенные растровые изображения.

RAW – «сырой» формат фотокамеры, содержащий данные с матрицы в необработанном виде

Тип – растр. Назначение – исходник. Программа – Lightroom, Photoshop. Особенности – для каждой из моделей камеры формат имеет свою разновидность, поэтому для открытия нужна не только программа, но и плагин с поддержкой этой камеры. Содержит гораздо больше информации о яркости и цвете, чем JPEG, поэтому используется при профессиональной съемке. Часто снимают в RAW+JPEG для быстрого просмотра и отправки эскизов

INDD – исходник программы макетирования и верстки Adobe InDesign. Открывается только в Индизайне той же или более новой версии

Тип – вектор. Назначение – исходник. Программа – InDesign. Расшифровка – InDesign Document. Особенности – растровые файлы содержит в виде линков. При передаче верстки на другой компьютер и в другие версии программы используют InDesign Package, который складывает в отдельную папку всё необходимое.

Сюда не вошли ряд графических форматов, такие, как CDR (исходник программы Corel Draw), SWF (флеш-анимация), WMF (Windows Meta File, устаревший аналог SVG) и другие.

JPEG – отличный формат, но в зависимости от настроек он может весить очень много, а может в самый раз. Узнайте, как определить оптимальные настройки сохранения фотографии.

Типы графических файлов, которые можно вставлять и сохранять

Графические файлы любых типов, открывающиеся с помощью доступной версии QuickTime, скорее всего, откроются и в Office. В документы Office можно вставлять графические файлы любых из перечисленных ниже типов. Вставленные графические файлы сохраняются вместе с документами Office.

Формат файла

точечный рисунок Windows

Расширенный метафайл Windows

Сжатый расширенный метафайл Windows

JPEG, JFIF, JPEG-2000

Формат изображения QuickTime

Сжатый метафайл Windows

Типы файлов, которые можно использовать для сохранения отдельных графических файлов

Изображения и объекты из документов Office можно сохранять в виде отдельных файлов различных типов. Некоторые типы графических файлов больше других подходят для определенных задач. Информацию о том, какие типы графических файлов подходят для конкретных задач, см. в представленной ниже таблице.

Примечание: При сохранении изображений из приложения Office в виде отдельных файлов нельзя контролировать сжатие и другие параметры, влияющие на качество изображения. Если доступна изначальная версия графического файла, сжатием и другими характеристиками рисунка можно управлять при сохранении с помощью специального графического ПО.

Сохранение изображени й из приложения Office

Тип графического файла

Для использования в браузерах

Для одновременного использования на компьютерах под управлением Windows и компьютерах Macintosh

GIF, JPEG, PNG, PDF

С тысячами и миллионами цветов

С не более чем 256 цветами

Для использования в других приложениях Macintosh

Форматы графических файлов

Форматы графических файлов. Растровые и векторные форматы.

Информация в разделе по материалам ВикипедиЯ

Формат TIFF

TIFF (англ. Tagged Image File Format) — формат хранения растровых графических изображений. TIFF стал популярным форматом для хранения изображений с большой глубиной цвета. Он используется при сканировании, отправке факсов, распознавании текста, в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями.

Структура формата гибкая и позволяет сохранять изображения в режиме цветов с палитрой, а также в различных цветовых пространствах:

• Бинарном (двуцветном, иногда называемом чёрно-белым)
• Полутоновом
• С индексированной палитрой
• RGB
• CMYK
• YCbCr
• CIE Lab

Поддерживаются режимы 8, 16, 32 и 64 бит на канал.

Сжатие. Имеется возможность сохранять изображение в файле формата TIFF со сжатием и без сжатия. Степени сжатия зависят от особенностей самого сохраняемого изображения, а также от используемого алгоритма. Формат TIFF позволяет использовать следующие алгоритмы сжатия:

• PackBits (RLE)
• Lempel-Ziv-Welch (LZW)
• LZ77
• ZIP
• JBIG
• JPEG
• CCITT Group 3, CCITT Group 4

Алгоритмы CCITT Group 3, CCITT Group 4 первоначально были разработаны для сетей факсимильной связи (поэтому иногда их называют Fax 3, Fax 4). В настоящий момент они также используются в полиграфии, системах цифровой картографии и географических информационных системах.

TIFF является теговым форматом и в нём используются основные, расширенные и специальные теги:

Основные теги составляют ядро формата и должны поддерживаться всеми продуктами, реализующими формат TIFF в соответствии со спецификацией. Поддержка расширенных тегов, в отличие от основных необязательна.

Формат JPEG

JPEG ( англ. Joint Photographic Experts Group, по названию организации-разработчика) — один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений. Файлы, содержащие данные JPEG, обычно имеют расширения .jpeg, .jfif, .jpg, .JPG, или .JPE. Алгоритм JPEG позволяет сжимать изображение как с потерями, так и без потерь.

Алгоритм JPEG в наибольшей степени пригоден для сжатия фотографий и картин, содержащих реалистичные сцены с плавными переходами яркости и цвета. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет.

С другой стороны, JPEG малопригоден для сжатия чертежей, текстовой и знаковой графики, где резкий контраст между соседними пикселами приводит к появлению заметных артефактов. Такие изображения целесообразно сохранять в форматах без потерь, таких как TIFF, GIF или PNG.

JPEG (как и другие методы искажающего сжатия) не подходит для сжатия изображений при многоступенчатой обработке, так как искажения в изображения будут вноситься каждый раз при сохранении промежуточных результатов обработки. JPEG не должен использоваться и в тех случаях, когда недопустимы даже минимальные потери, например, при сжатии астрономических или медицинских изображений.

К недостаткам сжатия по стандарту JPEG следует отнести появление на восстановленных изображениях при высоких степенях сжатия характерных артефактов: изображение рассыпается на блоки размером 8×8 пикселов (этот эффект особенно заметен на областях изображения с плавными изменениями яркости), в областях с высокой пространственной частотой (например, на контрастных контурах и границах изображения) возникают артефакты в виде шумовых ореолов.

Однако, несмотря на недостатки, JPEG получил очень широкое распространение из-за достаточно высокой степени сжатия, поддержке сжатия полноцветных изображений и относительно невысокой вычислительной сложности.

Формат PDF

PDF (англ. Portable Document Format) — кроссплатформенный формат электронных документов, созданный фирмой Adobe Systems с использованием ряда возможностей языка PostScript. Чаще всего PDF-файл является комбинацией текста с растровой и векторной графикой, реже — текста с формами, JavaScript’ом, 3D-графикой и другими типами элементов. В первую очередь предназначен для представления в электронном виде полиграфической продукции, — значительное количество современного профессионального печатного оборудования может обрабатывать PDF непосредственно. Для просмотра можно использовать официальную бесплатную программу Adobe Reader, а также программы сторонних разработчиков. Традиционным способом создания PDF-документов является виртуальный принтер, то есть документ как таковой готовится в своей специализированной программе — графической программе или текстовом редакторе, САПР и т. д., а затем экспортируется в формат PDF для распространения в электронном виде, передачи в типографию и т. п. PDF.

Формат PDF позволяет внедрять необходимые шрифты (построчный текст), векторные и растровые изображения, формы и мультимедиа-вставки. Поддерживает RGB, CMYK, Grayscale, Lab, Duotone, Bitmap, несколько типов сжатия растровой информации. Имеет собственные технические форматы для полиграфии: PDF/X-1, PDF/X-3. Включает механизм электронных подписей для защиты и проверки подлинности документов. В этом формате распространяется большое количество сопутствующей документации.

Формат CALS

Растровый формат CALS (англ. Computer Aided Acquisition and Logistics Support) стардарт, разработанный подразделением министерства обороны США для стандартизации обмена графическими данными в электронном виде, особеннв в областях технической графики, CAD/CAM и приложений обработки изображений.

CALS — хорошо документированный, хотя и громоздкий, формат, в котором сделана попытка охватить многие вещи. Если вы не знакомы с документами правительства США, вам, вомзожно, покажется работа с данным форматом весьма сложной. Растровый формат CALS является необходимым в большинстве приложений, обрабатывающих документы правительства США. Поскольку все данные имеют байтовую организацию проблем типа «с какого конца разбить яйцо тупого или острого » никогда не возникает.

Характеристики формата CALS

• Тип — Bitmap (битовая матрица)
• Цвет — монохром
• Сжатие — CCITT Group 4 или без сжатия
• Максимальный размер изображения — неограничен
• Несколько изображений в файле — да, только для Type II
• Платформы — все

Формат BMP

BMP (от англ. Bitmap Picture) — формат хранения растровых изображений, разработанный компанией Microsoft. С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные системы Windows и OS/2. Файлы формата BMP могут иметь расширения .bmp, .dib и .rle.

Глубина цвета в данном формате может быть 1, 2, 4, 8, 16, 24, 32, 48 бит на пиксель, но глубина 2 бита на пиксель официально не поддерживается. При этом для глубины цвета меньше 16 бит используется палитра с полноцветными компонентами глубиной 24 бита. В формате BMP изображения могут храниться как есть или же с применением некоторых распространённых алгоритмов сжатия. В частности, формат BMP поддерживает RLE-сжатие без потери качества, а современные операционные системы и программное обеспечение позволяют использовать JPEG и PNG.

Формат PCX

PCX (PCExchange) — стандарт представления графической информации, не столь популярный аналог BMP, хотя поддерживается специфическими графическими редакторами, такими как Adobe Photoshop, Corel Draw, GIMP и др. В настоящее время практически вытеснен форматами, которые поддерживают лучшее сжатие: GIF, JPEG и PNG.

Тип формата — растровый. Большинство файлов такого типа использует стандартную палитру цветов, но формат был расширен из расчета на хранение 24-битных изображений. PCX — аппаратно-зависимый формат. Предназначается для хранения информации в файле в таком же виде, как и в видеоплате. Для совместимости со старыми программами необходима поддержка EGA-режима видеоконтроллером. Алгоритм такого сжатия очень быстрый и занимает небольшой объём памяти, однако не очень эффективен, непрактичен для сжатия фотографий и более детальной компьютерной графики. Используется сжатие без потерь. При сохранении изображения подряд идущие пиксели одинакового цвета объединяются и вместо указания цвета для каждого пикселя указывается цвет группы пикселей и их количество. Такой алгоритм хорошо сжимает изображения, в которых присутствуют области одного цвета.

Достоинства формата

• возможность создания ограниченной палитры цветов (например, 16 или 256 цветов);
• поддерживается большим количеством приложений.

Недостатки формата

• не поддерживает цветовые системы, отличные от RGB;
• многочисленные варианты, особенно при работе с цветами, могут делать работу с файлом невозможным;
• неудобная схема сжатия в действительности может увеличивать размеры некоторых файлов.

Формат PNG

PNG (англ. portable network graphics) — растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь.

Область применения

Формат PNG спроектирован для замены устаревшего и более простого формата GIF, а также, в некоторой степени, для замены значительно более сложного формата TIFF. Формат PNG позиционируется прежде всего для использования в Интернете и редактирования графики.

PNG поддерживает три основных типа растровых изображений:

• Полутоновое изображение (с глубиной цвета 16 бит)
• Цветное индексированное изображение (палитра 8 бит для цвета глубиной 24 бит)
• Полноцветное изображение (с глубиной цвета 48 бит)

Формат PNG хранит графическую информацию в сжатом виде. Причём это сжатие производится без потерь, в отличие, например, от JPEG с потерями. Формат PNG обладает более высокой степенью сжатия для файлов с большим количеством цветов, чем GIF, но разница составляет около 5-25 %, что недостаточно для абсолютного преобладания формата, так как небольшие 2-16-цветные файлы формат GIF сжимает с не меньшей эффективностью.

PNG является хорошим форматом для редактирования изображений, даже для хранения промежуточных стадий редактирования, так как восстановление и пересохранение изображения проходят без потерь в качестве.

Анимация

Существует одна особенность GIF, которая в PNG не реализована — поддержка множественного изображения, особенно анимации; PNG изначально был предназначен лишь для хранения одного изображения в одном файле.

Формат Sun Raster

Формат изображений Sun Raster это родной растровый формат платформ Sun Microsystems использующих операционную систему SunOS. Этот формат поддерживает черно-белые, полутоновые и цветные растровые данные произвольной глубины цвета. Поддерживается также использование цветовых карт и простой компрессии данных Run-Length. Обычно большинство изображений в операционной системе SunOS представлены в формате Sun Raster. Также этот формат поддерживается большинством программ работы с изображениями под UNIX.

Характеристики формата Sun Raster

• Тип — bitmap (битовая матрица)
• Цвета — различные
• Сжатие — RLE
• Несколько изображений в файле — не поддерживается
• Платформа — SunOS
• Приложения — многие приложения под UNIX

Информация в разделе по материалам ВикипедиЯ