Форматы хранения растровых изображений.

PCX— формат, разработанный фирмой Z-Soft для программы R. PaintBrush, является одним из самых старых, и практически любое при-' ложение, работающее с графикой, легко импортирует его. Он поддержи­вает исключительно индексированный цвет и имеет преимущественно историческое значение.

BMPи DIB— форматы предназначены для Windows, поэтому распознают­ся всеми приложениями, работающими в этой среде. Используют только индексированные цвета.

TIFF— формат TIFF (TaggedImageFileFormat) был создан в качестве универсального формата для хранения сканированных изображений с цветовыми каналами (файл с расширениями tif или tiff). Он импортиру­ется во все программы настольных издательских систем, его можно от­крыть и работать с ним практически в любой программе растровой гра­фики. Этот формат позволяет хранить изображения с любой глубиной цвета и цветовой моделью. Поддерживаются дополнительные каналы ма­сок, калибровочная информация, параметры растрирования, многочис­ленные алгоритмы сжатия без потерь информации. В последней, шестой спецификации формат позволяет хранить простейшие объектные конту­ры. Предпочтительный формат для изготовления макетов, ориентирован­ных на типографскую печать и другие способы тиражирования.

PSD(PhotoShopDocument) — является собственным для самого попу-лярного редактора растровых изображений AdobePhotoshop. Это исклю­чительно емкий формат, поддерживающий все многообразные функции своего приложения: слои, каналы, контуры обтравки, установки печати, системы цветокоррекции. Работает со всеми типами растровых изобра­жений и цветовых моделей, многоканальными изображениями (включая каналы плашечных цветов) и дуплексами. Популярность AdobePhotoshop заставляет производителей графических приложений включать в свои программы поддержку этого формата.

СРТ— собственный формат Corel PHOTO-PAINT. Он также поддержи­вает слои, каналы, контуры обтравки, установки печати и профили цве­токоррекции. В нем можно сохранять изображения любого типа в любой цветовой модели, использовать многоканальные изображения и дуплек­сы. Формат хорошо совместим с CorelDRAW и рекомендуется для совме­стного использования в этом пакете.

JPEG(JointPhotographicExpertsGroup) — предназначен для сохранения растровых файлов со сжатием по алгоритму с потерями информации. Ра­ботает с полноцветными изображениями в моделях RGB и CMYK, а так­же полутоновыми. Возможно хранение простых объектных контуров. Не поддерживаются дополнительныеканалы. Широко используется для вер­стки Web-страниц.

JPEG 2000— новый вариант формата JPEG, тоже допускающий высокие степени сжатия за счет снижения качества изображения. Тем не менее, усовершенствованный алгоритм сжатия позволяет добиваться еще боль­шей эффективности, меньше жертвуя качеством.

GIF(GraphicsInterchangeFormat) — широко распространен в Интернете. Более того, он был создан компанией CompuServe специально для пере­дачи изображений в глобальных сетях. К моменту создания он обладал самым эффективным методом сжатия без потерь информации. "Второе дыхание" формат обрел с появлением версии 89а.

PNG— само название формата, PortableNetworkGraphics, говорит о его предназначении — использовании при передаче изображений в сетях. Поддерживает полноцветные RGB- и индексированные изображения. Возможно использование единственного дополнительного канала для хранения обтравочной маски. Имеет эффективный алгоритм сжатия без потерь информации.

PCD(Photo CD) — первоначально разрабатывался фирмой EastmanKodakCorp. как часть технологии цифровой фотографии, но в этом качестве большой популярности не приобрел. Вместо этого данный формат начал играть заметную роль в настольных редакционно-издательских системах. Всего лишь за несколько лет из чистой экзотики он превратился в обычный способ хранения большого числа изображений, в том чис­ле при издании различных каталогов.

В настоящее время существует более двух десятков форматов графических файлов, например, BMP, GIF, TIFF, JPEG, PCX, WMF, CUR и др. Есть файлы, которые кроме статических изображений, могут содержать анимационные клипы и/или звук, например, GIF, PNG, AVI, SWF, MPEG, MOV и др. Важной характеристикой этих файлов является способность представлять содержащиеся в них данные в сжатом виде. От этого зависит объем файла.

Растровые изображения, особенно высокого разрешения и с большой цветовой глубиной, занимают значительные объемы памяти. Попробуем подсчитать, сколько места в памяти займет цветная картинка формата А4 (8.2´11.6 дюйма), если ее отсканировать с разрешением 300dpi и цветовой глубиной 24 бита.

Подсчитаем размер изображения в пикселах:

X=11.6´300=3480

Y=8.2´300=2460

Таким образом, всего картинка состоит из 3480´2460=8560800 точек. На каждую точку отводится 24 бита или 3 байта. Тогда общий объем памяти для хранения изображения будет равен 8560800´3=25682400 байт или 24.5 Мб.

Очевидно, работать с файлом такого размера затруднительно. Поэтому во многих форматах хранения растровых изображений предусмотрено сжатие информации. Можно сказать, что при сохранении изображения в таком формате включается программа-архиватор, сжимающая данные.

Принципиально существуют два способа сжатия информации: без потерь и с потерями (Рис. 27).

Рис. 27. – Алгоритмы сжатия информации.

При сжатии без потерь распакованные из архива данные точно соответствуют первоначальным, поэтому такими способами можно сжимать текст и исполнимые файлы программ. Принцип сжатия основан на поиске в файле повторяющихся фрагментов и вынесении их в отдельную таблицу. Сжатие без потерь реализовано в формате хранения растровых изображений TIFF, причем можно на выбор указать алгоритм сжатия: LZW или ZIP. На Рис. 28 приведено диалоговое окно сохранения изображения в формате TIFF программы AdodePhotoshop, в котором нужно явно указать способ сжатия.

Рис. 28. – Выбор вида сжатия файла (AdodePhotoshop 8.0) .

Названия алгоритмов образованы по первым буквам фамилий их авторов.

Сжатие с потерями основано на том факте, что, удалив мелкие детали изображения, можно резко сократить объем файла (в 100 и более раз). После распаковки полученный файл будет отличаться от исходного, поэтому таким способом сжимают только изображения, видео и звук. Алгоритм сжатия с потерями был разработан группой специалистов JointPhotographicExpertsGroup и получил название JPEG.

Рис. 29. – Сжатие изображения с потерями.

а) исходное изображение (24Кб)

б) изображение формата JPEG с 40% качеством (13Кб)

При сохранении файла в формате JPEG указывается уровень качества: от максимального (100%) до минимального. Чем ниже качество, тем меньше размер файла (Рис. 29). Формат JPEG лучше всего использовать, если изображение предназначено для вывода не экран, поэтому он широко распространен в Интернете.