§ 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.
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:
- Открыть в графическом редакторе файл исходного формата.
- 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
Какой из форматов файлов является растровым
Рис. Графические файловые форматы
BMP (Windows Device Independent Bitmap) . Формат ВМР является родным форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. 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. Кроме того, данные этого формата включаются в двоичные файлы ресурсов RES и в PE-файлы.
В формате BMP можно сохранять изображения с глубиной цвета (числом битов, описывающих один пиксел изображения) 1, 4, 8 и 24 бит, что соответствует максимальному числу используемых цветов 2, 16, 256 и 16 777 216. Файл может содержать палитру, определяющую цвета, отличные от принятых в системе.
TIFF (Tagged Image File Format) . Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла .TIF). TIFF аппаратно независимый формат, его поддерживают практически все программы на РС и Macintosh, так или иначе связанные с графикой. TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK и дополнительных цветов Pantone. TIFF может сохранять слои, обтравочные контуры, альфа-каналы, другие дополнительные данные.
PSD (PhotoShop Document). Собственный формат программы Adobe Photoshop (расширение имени файла .PSD), один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. Поддерживаются 48–разрядное кодирование цвета, цветоделение и различные цветовые модели. Основной недостаток выражен в том, что отсутствие эффективного алгоритма сжатия информации приводит к большому объему файлов. Открывается не всеми программами.
PCX. Формат появился как формат хранения растровых данных программы PC PaintBrush фирмы Z–Soft и является одним из наиболее распространенных (расширение имени файла .PCX). Отсутствие возможности хранить цветоделенные изображения, недостаточность цветовых моделей и другие ограничения привели к утрате популярности формата. В настоящее время считается устаревшим.
JPEG (Joint Photographic Experts Group). Формат предназначен для хранения растровых изображений (расширение имени файла .JPG). Позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения. Применяемые методы сжатия основаны на удалении «избыточной» информации, поэтому формат рекомендуют использовать только для электронных публикаций.
Формат файла JPEG был разработан как эффективный метод хранения изображений с большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми оттенками цвета. Самое большое отличие формата JPEG от других форматов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями информации. Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия. Распакованное изображение JPEG редко соответствует оригиналу абсолютно точно, но очень часто эти различия столь незначительны, что их едва можно обнаружить.
GIF (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 записывать изображение «через строчку» (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.
С другой стороны, требования к компактности файлов, передаваемых по сетевым каналам, отнюдь не отошли на второй план. Графические файлы большого объема требуют и большого времени для загрузки изображения в браузер. Поэтому одной из основных задач профессионалов в области Web-дизайна как раз и является отыскание должного баланса между художественностью, информативностью страницы Web и ее объемом.
GIF — один из немногих форматов, использующих эффективный алгоритм сжатия, почти не уступающий программам-архиваторам. Иными словами, GIF-файлы не нужно архивировать, так как это редко когда дает ощутимый выигрыш в объеме.
Поэтому формат GIF, главным достоинством которого является минимальный размер файлов, до сих пор сохраняет свое значение основного графического формата World Wide Web.
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). Сжатые индексированные файлы PNG, как правило, меньше аналогичных GIF’ов, RGB PNG меньше соответствующего файла в формате TIFF.
Глубина цвета в файлах PNG может быть любой, вплоть до 48 бит. Используется двумерный interlacing (не только строк, но и столбцов), который, так же, как и в GIF’е, слегка увеличивает размер файла. В отличие от GIF, где прозрачность либо есть, либо нет, PNG поддерживает также полупрозрачные пикселы (то есть в диапазоне прозрачности от 0 до 99%) за счет Альфа-канала с 256 градациями серого.
WMF (Windows MetaFile). Формат хранения векторных изображений операционной системы Windows (расширение имени файла .WMF). По определению поддерживается всеми приложениями этой системы. Однако отсутствие средств для работы со стандартизированными цветовыми палитрами, принятыми в полиграфии, и другие недостатки ограничивают его применение (WMF искажает цвет, не может сохранять ряд параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах).
CDR (CorelDRAW Document). Формат файла CDR — векторное изображение или рисунок, созданный с помощью программы CorelDRAW. Данный формат файла разработан компанией Corel для использования в собственных программных продуктах. CDR-файлы не поддерживаются многими программами, предназначенными для редактирования изображений. Однако, файл можно экспортировать с помощью CorelDRAW в другие, более распространенные и популярные форматы изображений. Также, файл CDR можно открыть программой Corel Paint Shop Pro.
Формат известен в прошлом низкой устойчивостью и плохой совместимостью файлов, тем не менее, пользоваться CorelDRAW чрезвычайно удобно. В файлах этих версий применяется раздельная компрессия для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность.
Ai (Adobe Illustraror). Векторный файл изображения, созданный в программе Adobe Illustrator; вместо растровых данных, состоит из путей или линий, соединенных точками; может включать в себя объекты, цвет и текст. Документы Ai могут быть открыты в Photoshop, но изображение будет «растрированно», это означает, что оно будет преобразовано из векторного изображения в растровое. Формат AI инкапсулирует и формализует в структурированном файле подмножество языка описания страницы (PDL) PostScript. Такие файлы предназначены для отображения на принтере PostScript, но могут включать и растровую версию изображения, обеспечивая тем самым его предварительный просмотр. PostScript в полной реализации представляет собой мощный и сложный язык и способен определять почти все, что может быть отображено на двумерном устройстве вывода, формат AI адаптирован для хранения традиционных графических данных: рисунков, чертежей и декоративных надписей. Отметим все же, что файлы AI могут быть очень сложными. Мощь PostScript обусловлена в основном возможностью определять последовательности операций и затем объединять их простыми синтаксическими средствами. Эта скрытая сложность в файлах Adobe Illustrator иногда (но не всегда) сводится к минимуму.
EPS (Encapsulated PostScript). Формат описания как векторных, так и растровых изображений на языке PostScript фирмы Adobe, фактическом стандарте в области допечатных процессов и полиграфии (расширение имени файла .EPS). Так как язык PostScript является универсальным, в файле могут одновременно храниться векторная и растровая графика, шрифты, контуры обтравки (маски), параметры калибровки оборудования, цветовые профили. Для отображения на экране векторного содержимого используется формат WMF, а растрового – TIFF. Но экранная копия лишь в общих чертах отображает реальное изображение, что является существенным недостатком EPS. Действительное изображение можно увидеть лишь на выходе выводного устройства, с помощью специальных программ просмотра или после преобразования файла в формат PDF в приложениях Acrobat Reader, Acrobat Exchange.
Изображение, записанное в EPS-формате, может быть сохранено в разных цветовых пространствах: Grayscale, RGB, CMYK, Lab, Multi-channel.
Формат Encapsulated PostScript можно назвать самым надежным и универсальным способом сохранения данных. Он использует упрощенную версию PostScript: не может содержать в одном файле более одной страницы, не сохраняет ряд установок для принтера. Как и в файлы печати PostScript, в EPS записывают конечный вариант работы, хотя такие программы, как Adobe Illustrator и Adobe Photoshop могут использовать его как рабочий. EPS предназначен для передачи векторов и растра в издательские системы, создается почти всеми программами, работающими с графикой. Использовать его имеет смысл только тогда, когда вывод осуществляется на PostScript-устройстве. EPS поддерживает все необходимые для печати цветовые модели, среди них такая, как Duotone, может записывать, так же, данные в RGB, обтравочный контур, информацию и треппинге и растрах, внедренные шрифты. В формате EPS сохраняют данные в буфере обмена (Clipboard) программы Adobe для обмена между собой.
PDF (Portable Document Format). Формат описания документов, разработанный фирмой Adobe (расширение имени файла .PDF). Хотя этот формат в основном предназначен для хранения документа целиком, его впечатляющие возможности позволяют обеспечить эффективное представление изображений. Формат является аппаратно–независимьм, поэтому вывод изображений допустим на любых устройствах – от экрана монитора до фотоэкспонирующего устройства. Мощный алгоритм сжатия со средствами управления итоговым разрешением изображения обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций. В этот формат можно преобразовать практически любой документ или отсканированное изображение. Однако для того, чтобы это сделать, в большинстве случаев требуется полный пакет Adobe Acrobat, содержащий Adobe Acrobat Distiller и Adobe Acrobat Writer.
PDF с 1 июля 2008 года является открытым стандартом ISO 32000.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.
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 — графическом или текстовом редакторе, САПР и т. д., а затем экспортируется в формат PDF для распространения в электронном виде, передачи в типографию и т. п.
Какой из форматов файлов является растровым
1.Форматы графических файлов. Gif, jpeg, tiff, png форматы. Растровая и векторная графика.
Графи́ческий форма́т — это способ записи графической информации. Графические форматы файлов предназначены для хранения изображений.
Форматы растровой графики
GIF (англ. Graphics Interchange Format — рус. формат для обмена изображениями). Способен хранить сжатые данные без потери качества в формате не более 256 цветов. 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).
Graphics interchange format – .gif [ версии GIF87a и GIF89a]
n Цвет задаётся 8 битами
n Алгоритм LZW сжатия
n Возможность задать «прозрачный цвет», анимированые изображений
n Последовательное или чередующееся (interlaced) хранение
JPEG (англ. Joint Photographic Experts Group , по названию организации-разработчика). Файлы, содержащие данные JPEG , обычно имеют расширения . jpeg , . jfif , . jpg , . JPG , или . JPE . Однако из них . jpg самое популярное расширение на всех платформах. Алгоритм JPEG позволяет сжимать изображение как с потерями, так и без потерь (режим сжатия lossless JPEG ). Файл JPEG содержит последовательность маркеров, каждый из которых начинается с байта 0xFF, свидетельствующего о начале маркера, и байта — идентификатора. Некоторые маркеры состоят только из этой пары байтов, другие же содержат дополнительные данные, состоящие из двухбайтового поля с длиной информационной части маркера (включая длину этого поля, но за вычетом двух байтов начала маркера т.е. 0xFF и идентификатора) и собственно данных.
Join photographic experts group file interchange format – .jpeg .jfif [1993 г ]
n Изображения с плавным переходом цветов
n Сжатие с потерями и без потерь
n Цветовая модель YCb С r
TIFF (англ. Tagged Image File Format ) — формат хранения растровых графических изображений. Изначально был разработан компанией Aldus в сотрудничестве с Microsoft для использования с PostScript . 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.
Tagged image file format – .tiff [1992 г ]
n Богатый, сложный формат
n Элементы изображения задаются в произвольном порядке
n Плохо стандартизован
n Не может отображать изображение по мере его чтения
PNG (англ. portable network graphics)— растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь по алгоритму Deflate. PNG был создан как свободный формат для замены GIF.
Portable network graphics – .png
n Компактный, простой формат, нет анимации
n До 64 бит на пиксель
Растровая
n Изображение понимается как состоящее из отдельных точек
Векторная
n Изображение понимается как состоящее из графических элементов различных типов
Представление растровых изображений
n в реальных единицах длины
n dpi – dots per inch
n lpi – lines per inch
n Разрешение экрана (72 dpi)
n Разрешение принтера (150-200-300 dpi)
Ве́кторная гра́фика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами.
Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой
Размер, занимаемой описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно раз большой объект файлом минимального размера.
В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугу окружности, и она останется гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.
Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device — independent unit ), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.
При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура
Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или точек цветов (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.
Важными характеристиками изображения являются:
— количество пикселей — разрешение. Может указываться отдельно количество пикселей по ширине и высоте (1024*768, 640*480. ) или же, редко, общее количество пикселей (часто измеряется в мегапикселях);
— количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость: N = 2 I , где N — количество цветов,а I — глубина цвета);
— цветовое пространство (цветовая модель) RGB , CMYK , XYZ , YCbCr и др.
Достоинства
Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.
Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.
Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.
Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.
- JS
- Компьютерная графика
- Комп Графика
-
- 1. Форматы графических файлов. Gif, jpeg, tiff, png форматы. Растровая и векторная графика.
- Цветовые модели. RGB, CMYK, HSL, Lab. Перевод из одной модели в другую.
- Тоновая коррекция в Фотошопе.
- Цветовая коррекция в Фотошопе.
- Средства работы с каналами и слоями в Фотошопе.
- Средства работы с выделениями в Фотошопе.
- Режимы наложения цветов.
- Типы слоёв в Фотошопе.
- Автоматизация операций с изображениями в Фотошопе.
- Сравнение принципов и интерфейсов Фотошопа и CorelDraw.
- Основные типы объектов CorelDraw. Инструменты для их создания, изменения и их свойства.
- Алгоритм Брезенхема рисования отрезка.
- Алгоритм Брезенхема рисования окружности.
- Алгоритм заполнения ограниченной области.
- Алгоритмы трёхмерного отсечения.
- Алгоритм плавающего горизонта.
- Двумерные и трёхмерные преобразования тел.
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