Растровые форматы.

Каждый отдельный пиксель изображения представляет самого себя, вне зависимости от его расположения и роли, которую он играет в рисунке. Наиболее распространённые из них: TIFF, BMP, PCX, GIF, JPEG, PNG. Графические компоненты всемирной сети Internet в подавляющем большинстве представлены последними тремя форматами.

Таблица 2.1.1 – Характеристики различных форматов

BMP (Windows Device Independent Bitmap)

Формат ВМР широко используется в ОС Windows для растровой графики. Он поддерживается в9семи графическими редакторами, работающими под ее управлением. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows. Способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет (16 млн. оттенков). Возможно, применение сжатия по принципу RLE (они могут иметь расширение.rle). Особенностью формата является то, что размер файла рисунка зависит только от его разрядности и размера. Сложность рисунка никакого влияния на размер файла не оказывает. Содержит рисунок всего одну линию, или даже точку, или очень сложный орнамент – размер файла будет один и тот же.

GIF (CompuServe Graphics Interchange Format)

Разработан фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. Он использует LZW-компрессию, основанный на поиске повторяющихся узлов в изображении (логотипы, надписи, схемы). GIF-формат позволяет записывать изображение «через строчку» (Interlaced), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Эта возможность широко применяется в Интернете. Сначала вы видите картинку с грубым разрешением, а по мере поступления новых данных ее качество улучшается. В GIFe можно назначить один или более цветов прозрачными, они станут невидимыми в интернетовских браузерах и некоторых других программах. Прозрачность обеспечивается за счет дополнительного Alpha-канала, сохраняемого вместе с файлом.

Кроме того, файл GIF может содержать не одну, а несколько растровых картинок, которые интернетовские браузеры могут подгружать одну за другой с указанной в файле частотой. Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов. Для полиграфии этого явно недостаточно.

JPG (Joint Photographic Experts Group) – в основном используется для хранения фотографий. В отличие от GIF он поддерживает до 24 бит на пиксель. JPEG использует мощный алгоритм компрессии (сжатия), который позволяет эффективно уменьшить размер файла за счет разницы между яркостной состовляющей между пикселами без видимой потери качества изображения.

Поскольку этот формат позволяет сохранять миллионы цветов и оттенков, он часто используется для представления сложных фотоизображений. Одна из разновидностей этого формата – Progressive JPEG – позволяет воспроизводить изображения с низким разрешением (плохим качеством), а затем первичное изображение перерисовывать более качественной картинкой.

JPG самый подходящий формат для размещения в Интернете полноцветных изображений, хранения электронных фотоархивов и других целей, связанных с обработкой экранной графики.

PCX (Paintbrush Color eXchange) – формат, который широко используется в среде IBM-совместимых компьютеров. Первоначально формат PCX был предложен компанией Z-Soft в программе Paintbrush. Существует насколько разновидностей этого стандарта, основное различие между ними – способ хранения палитры и ее размер. Последний стандарт поддерживает до 32 млн цветов. Поддерживает сжатие по методу ZSoft.

PNG (Portable Network Graphics) – недавно разработанный формат для сети, призванный заменить собой устаревший GIF. Использует сжатие без потерь. Глубина цвета может быть любой, вплоть до 48 бит (RGB, для сравнения, – 24), используется Interlacing, причем не только строк, но и столбцов, поддерживается плавно переходящая прозрачность. В файл формата PNG записывается информация о гамма-коррекции. Гамма представляет собой некое число, характеризующее зависимость яркости свечения экрана вашего монитора от напряжения на электродах кинескопа. Это число, считанное из файла, позволяет ввести поправку яркости при отображении. Нужно оно для того, чтобы картинка, созданная на Macintosh, выглядела одинаково и на РС и на Silicon Graphics. Таким образом, эта особенность помогает реализации основной идеи WWW – одинакового отображения информации независимо от аппаратуры пользователя. Файлы PNG могут делать все основные графические редакторы.

TIFF (Tagged Image File Format) – предложен фирмой Aldus Corporation. Он был разработан для хранения сканированных изображений с высокой разрешающей способностью. Высокая разрешающая способность обуславливает большой объём файлов, который усложняет их обработку. Основная идея формата TIFF – это поддержка быстрого доступа к отдельным фрагментам изображения. Это позволяет редактировать изображения отдельными частями. Формат поддерживает до 24 бит на пиксел. Часто используется для переноса изображений между различными платформами. Воспринимается практически всеми графическими редакторами, широко используется в подготовке изображений для полиграфии, поскольку осуществляет сжатие файла без потери качества. 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 векторы Photoshopa, Alpha-каналы для создания масок в видеоклипах Adobe Premiere и массу других дополнительных данных. Наибольшие проблемы обычно вызывает LZW-компрессия, иногда применяемая в TIFFe. Ряд программ (например, QuarkXPress 3.x и Adobe Streamline) не умеют читать такие файлы, кроме того, они могут дольше выводиться на принтеры и фотонаборные автоматы. Только если файл комрессуется в 3-4 раза, получается выигрыш во времени вывода.

TGA (Targa). «Targa» – это имя графического адаптера фирмы Truevision, который впервые использовал TGA-формат. Первая редакция TGA-формата имеет название «Original TGA format» (оригинальный TGA-формат), а вторая – «New TGA Format» (новый TGA-формат). Формат может хранить изображения с глубиной цвета до 32 бит. Наряду со стандартными тремя RGB - каналами TGA-файл имеет дополнительный альфа-канал для представления информации о прозрачности изображения. Информация может быть сжата. Формат используется программными продуктами многих известных в мире компьютерной графики фирм.

DjVu (от фр. dé jà vu – «уже виденное», произносится «дежавю») – это комплект технологий сжатия, формата файла и программной платформы, который разрабатывался с 1996 года в фирме AT& T Labs специально с целью размещения в Интернете сканированных документов (книг, журналов, документации, изображений с высокой разрешающей способностью и т.п.). В марте 2000 года формат был продан фирме LizardTech Inc. Это относительно новый формат, который использует волновой (wavelet) алгоритм сжатия. Конечный результат сжатия сопоставим по своим качествам с оригинальной сканированной версией. При многоразовом его увеличении не появляется растровая мозаика.

DjVu хранит изображение, используя три слоя.

Первый слой содержит маску (битовый массив), указывающую, какая точка изображения соответствует переднему плану (текст, рисунки, подписи) и какая – фону (текстура бумаги, фотографии). Этот слой кодируется алгоритмом без потерь.

Второй слой содержит информацию о фоне, при этом используется кодирование, основанное на волновом сжатии.

Третий слой содержит информацию о переднем плане, сжатую по тому же алгоритму, что и предыдущий слой.

Одна из основных технологий DjVu – способность отделить фон изображения и передний план. Традиционные методы сжатия изображения пригодны для фотографий, но они значительно ухудшают резкие переходы цвета между контрастными сопредельными областями. Отделяя текст от фона, DjVu может сохранить текст с высокой разрешающей способностью (т.е. сохранить острые грани и максимизировать чёткость) и в то же время сжать фон с более низкой разрешающей способностью (используя методику на основе волнового алгоритма).

PSD (Adobe Photoshop Document) – формат популярного растрового редактора Adobe Photoshop. Он позволяет записывать изображение со многими слоями, их масками, дополнительными каналами, контурами и другой информацией – все, что может сделать Photoshop. Начиная с версии 3.0, используется RLE-компрессия, в 4-й версии файлы становятся еще меньше. PSD понимают некоторые программы.