Форматы файлов предназначенные для работы с растровой графикой

Форматы файлов предназначенные для работы с векторной графикой.

Понятие формата файла. Форматы PCX, GIF и TIF. Особенности. Достоинства и недостатки.

Понятие формата файла. Форматы PSD и PNG. Особенности. Достоинства и недостатки.

Понятие формата файла. Форматы JPG и BMP. Особенности. Достоинства и недостатки

В данной главе рассмотрены следующие форматы:

GIF JPEG BMP	WBMP PCX PCD	TIFF PSD FLM	IFF PXR PNG	SCT PICT RAW	TGA FPX ICO	FLA SWF MNG

GIF

В 1987 году специалисты из фирмы CompuServe поднатужились и явили миру новый формат для хранения изображений в режиме индексированных цветов. Формат GIF (Graphics Interchange Format) создан крупнейшей сетевой службой CompuServe (ныне подразделение AOL, America OnLine) специально для передачи растровых изображений в глобальных сетях. В 1989 году формат был модифицирован, и его новая версия получила название gif89a. Gif ориентирован в первую очередь на хранение изображений в режиме индексированных цветов (не более 256), также поддерживает компрессию без потерь LZW. Но главная соковыжималка для картинок в формате gif, это, все же, приведение их к меньшему числу цветов. Само собой, что такое пройдет без последствий лишь на картинках с изначально небольшим количеством цветов: рисованной графике, элементах оформления, маленьких надписях (кстати, для хорошего сглаживания надписи классическим шрифтом на однородном фоне достаточно от 7 до 11 цветов в зависимости от кегля).

Используется данный формат только по своему первоначальному предназначению - в сети интернет, поскольку поддерживает только индексированные изображения. Также GIF не поддерживает дополнительных каналов, обтравочных контуров, цветовых профилей. Версия GIF 89a позволяет сохранять в одном файле несколько индексированных изображений. Браузеры способны демонстрировать все эти изображения по очереди, получая в результате несложную анимацию. В файле анимации хранятся не только кадры анимации, но и параметры ее демонстрации. GIF анимация в силу своей простоты наиболее распространена в интернете. Кроме того, один из цветов в палитре индексированного изображения можно объявлять прозрачным. В браузере сквозь участки этого цвета будет виден фон страницы.

Форматом поддерживается настраиваемая палитра (не более 256 цветов), задаваемая прозрачность одного из цветов, возможность сохранения с чередованием строк (при просмотре сначала выводится каждая 8-я, затем каждая 4-я и т.д. - это позволяет судить об изображении до его полной загрузки). GIF способен содержать несколько кадров в одном файле с их последующей последовательной демонстрацией (т.н. "анимированный GIF"). Уменьшение размера файла достигается удалением из описания палитры неиспользуемых цветов и построчного сжатия данных (записывается количество точек повторяющегося по горизонтали цвета, а не каждая точка с указанием ее цвета). Такой алгоритм дает лучшие результаты для изображений с протяженными по горизонтали однотонными объектами. К сожалению, с 1995 года разработчик GIF компания Compuserve сделала платным любое его использование в программных продуктах (кроме бесплатного ПО). Это приводит к постепенному вытеснению этого популярного формата из Интернет. Можно сказать, что на поверхности его держит только способность содержать анимацию, которая используется для создания рекламных баннеров.

JPEG

Формат JPEG (Joint Photographic Experts Group) впервые реализовал новый принцип сжатия с потерями информации. Он основан на удалении из изображения той части информации, которая слабо воспринимается человеческим глазом. Лишенное избыточной информации изображение занимает гораздо меньше места, чем исходное. Степень сжатия, а следовательно и количество удаляемой информации, плавно регулируется. Низкие степени сжатия дают лучшее качество изображения, а высокие могут существенно его ухудшить. Наиболее широко JPEG используется при создании изображений для электронного распространения на компакт дисках или в интернете. Компактность файлов JPEG делает этот формат незаменимым в тех случаях, когда размер файлов критичен, например, при их передачи по каналам связи. Формат допускает хранение цветовых профилей и контуров обтравки. JPEG поддерживает полутоновые и полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK. Не поддерживаются дополнительные цветовые альфа-каналы. На рисунках с четкими границами и большими заливочными областями сильно проявляются дефекты сжатия. Особенно характерно проявление грязи вокруг темных линий на светлом фоне и видимых квадратных областей (т.н. эффект Гиббса). Последний дефект связан с тем, что алгоритм сжатия обрабатывает изображения квадратными блоками со стороной 8 пикселов.

JPEG поддерживает миллионы цветов и оттенков, имеет ненастраиваемую палитру, и предназначен в первую очередь для представления сложных фотоизображений. Анимация или прозрачный цвет форматом не поддерживаются. Уменьшение размера файла достигается сложным математическим алгоритмом удаления информации - чем заказываемое качество ниже - тем коэффициент сжатия больше, файл меньше. Главное, подобрать максимальное сжатие при минимальной потере качества. Существует три подтипа jpg: обычный, optimized (файлы несколько меньше, но не поддерживаются старыми программами) и Progressive (чересстрочное отображение, аналог interlaced в gif). Некоторые приложения позволяют хранить изображение в jpg в режиме CMYK и даже включать в файл обтравочные контуры. Однако, использовать jpg для полиграфических нужд категорически не рекомендуется из-за взаимодействия регулярной структуры блоков 8х8 пикселей, получающихся в результате компрессии, с не менее регулярной структурой типографского растра, что в итоге приводит к образованию муара. Из долговременного пользования этим безусловно полезным форматом можно извлечь две вещи. Во-первых, не стоит сохранять в нем все что попало, а только крупные фотографии с большим количеством плавных цветовых переходов. А, во-вторых, ни в коем случае не стоит сохранять одно и то же изображение в jpg больше одного раза: слишком заметными оказываются деструктивные изменения картинки от повторного использования компрессии. Вероятно, до появления мощных алгоритмов сжатия изображения без потери качества останется ведущим форматом для представления фотографий при небольшом размере файла.

BMP

Растровый формат BMP (BitMap), созданный Microsoft, ориентирован на применение в операционной системе Windows. Он используется для представления растровых изображений в ресурсах программ. Поддерживаются только изображения в модели RGB с глубиной цвета до 24 бит. Не поддерживаются дополнительные цветовые и альфа-каналы, контуры обтравки, управление цветом. В принципе формат предполагает использование простейшего алгоритма сжатия (Run Length Encoding, RLE) без потерь информации, но этот вариант используется редко из-за потенциальных проблем несовместимости.

Без компрессии размер файла оказывается близок к максимально возможному. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows и, по сути, больше ни на что не пригоден. Использовать BMP нельзя ни в web, ни для печати (особенно), ни для простого переноса и хранения информации.

WBMP

Wireless Bitmap (WBMP), специально оптимизирован для сотовых телефонов, смартфонов, карманных компьютеров и прочих мобильных устройств. Описание этого формата вместе с языком разметки WML (Wireless Markup Language) включено в спецификацию WAP (Wireless Application Protocol). Формат поддерживает только два цвета, но можно имитировать больше с помощью разброса пикселей (dithering). Теоретически файлы WBMP могут содержать анимацию. Сжатие не поддерживается, что очень удивительно, так как на практике графический файл для WAP не может быть больше 1461 байт (это ограничение связано с небольшим объемом памяти сотовых телефонов). Из-за скромного разрешения дисплеев мобильных устройств безопасный размер файлов ограничено 90х24 пикселями. Помимо вышеперечисленных недостатков WBMP еще довольно сыроват: лишь немногие устройства способны отображать графику в этом формате, кроме наиболее современных.

PCX

Формат PCX (PC eXchange) - один из первых растровых форматов, созданных фирмой ZSoft для программы PC Paintbrush. Поддерживает монохромные, индексированные и полноцветные изображения модели RGB. Не поддерживаются дополнительные цветовые и альфа-канлалы, контуры обтравки, управление цветом. Формат предполагает использование простейшего алгоритма сжатия (Run Length Encoding, RLE) без потерь информации. Ныне имеет преимущественно историческое значение. Он почти так же прост внутри, как и bmp. Возможности у этого формата такие же, как и у bmp, только поддержка операционной системы OS/2 отсутствует. Зато pcx можно посмотреть большинством программ под DOS.

PCD

Формат PCD (Photo CD) был разработан фирмой Kodak для хранения сканированных фотографических изображений. Сканирование выполняется на специальной аппаратуре (рабочих станциях Kodak), а его результат записывается на компакт-диск особого формата, Kodak Photo CD. Его можно просматривать с помощью промышленных видеоплееров и игровых приставок на обычном телевизоре. На практике Photo CD чаще применяются в издательских технологиях как источник изображений. Большинство производителей библиотек фотоснимков используют именно этот формат на своих компакт-дисках. Формат PCD имеет ряд полезных особенностей, делающих эту его область применения превалирующей. Файл PCD содержит изображение сразу в нескольких фиксированных разрешениях. Базовое (Base) разрешение, 512x768 пикселов, используется для просмотра на телевизорах NTSC и PAL. Кроме него имеются пониженные разрешения Base4, Base16 и более высокие 4Base, 16Base и 64Base. Последнее разрешение, 64Base, равно 4096x6144 пикселов. Любопытно, что наличие в одном файле шести вариантов одного изображения не увеличивает его размер. Дело в том, что копии высокого разрешения представлены в виде разностей с базовым. Таким образом удается избежать дублирования графической информации. Изображения на Photo CD представлены в особой цветовой модели YCC, разработанной специалистами Kodak и во многом аналогичной модели Lab. YCC тоже имеет три базовых компонента, яркостный и два хроматических. Поскольку глаз более чувствителен к яркостям, чем к цвету, половина цветовой информации отбрасывается при сканировании: на каждые два пиксела приходится только одно значение хроматических компонентов. Благодаря этому удается сократить объем графических данных и размер PCD-файла. Для дальнейшего уменьшения размеров файла используется обычная схема сжатия без потерь качества LZW. Существуют несколько форматов Photo CD. Формат Master Photo CD содержит изображения, сканированные с обычной фотопленки формата 35 мм. Максимальное разрешение для этого типа 16 Base. Профессиональным фотографам адресован формат Master Pro Photo CD, для которого используется пленка большего формата (120 мм и 4x5 дюймов). Для полиграфических приложений предназначен формат Print Photo CD. Оригинал сканируется профессиональными сканерами (Crosfield, Linotype, Scitex) и сохраняется с несжатым разрешением 64 Base. Формат Catalog Photo CD позволяет разместить на одном диске до 4500 изображений с базовым разрешением. И наконец, на мультимедийные приложения ориентирован формат Portfolio PhotoCD. На компакт-диске такого формата можно разместить до 800 изображений, а также звук, интерактивные сценарии и т. п.