Статья: Форматы графических файлов
В компьютерной графике применяют, по меньшей мере, три десятка форматов файлов для хранения изображений. Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый, векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).
Сжатие применяется для растровых графических файлов, т.к. они имеют достаточно большой объем. Существуют различные алгоритмы сжатия, причем для различных типов изображения целесообразно применять подходящие типы алгоритмов сжатия.
По типу хранимой графической информации форматы файлов для хранения изображений разделяются на
— растровые (TIFF, GIF, BMP, JPEG);
— векторные (AI, CDR, FH7, DXF);
— смешанные (универсальные) (EPS, PDF).
Следует учитывать, что файлы практически любого векторного формата позволяют хранить в себе и растровую графику. Однако часто это приводит к искажениям в цветопередаче, поэтому, если изображение не содержит векторных объектов, то предпочтительнее использовать растровые форматы.
Рассмотрим более подробно наиболее популярные форматы графических файлов.
Формат GIF (Graphics Interchange Format) был введен компанией CompuServe в качестве первого формата для передачи и демонстрации графики через модем.
Цвет каждого пикселя кодируется восьмью битами, поэтому GIF-файл может содержать до 256 цветов. Цвета, которые используются в GIF-изображении, хранятся внутри самого файла в индексированной палитре.
Файлы GIF могут также содержать различные оттенки серого цвета. Существуют две основные версии формата GIF: GIF87 и GIF89a — они названы так по году стандартизации. Обе версии поддерживают способ представления графического файла с чередованием строк. Более поздний вариант GIF89a допускает задание одного цвета в качестве прозрачного.
Прозрачность подразумевает, что один цвет изображения (обычно это цвет фона) может быть объявлен прозрачным. Благодаря этому изображение на странице выглядит более естественным.
Чередование строк означает, что во время приема изображения по сети его детали прорисовываются постепенно. Эффект похож на то, что происходит, когда на нерезкую картинку постепенно наводят фокус. Благодаря чередованию строк пользователи с медленными модемами могут обычно еще в самом начале приема картинки оценить ее содержание и время, необходимое на полную передачу, и тем самым принять решение, стоит ли продолжать прием или можно от него отказаться.
GIF-файлы можно также использовать для создания на экране несложной анимации.
Основным ограничением GIF-файлов является их неспособность хранить и демонстрировать неиндексированные изображения, подготовленные в режиме True Color или High Color. Иными словами, GIF-изображения должны состоять из 256 или меньшего числа цветов.
Сжатие файлов в формате GIF является сжатием без потерь. Это означает, что упаковка изображения никоим образом не сказывается на его качестве. При этом сжатие оказывается наиболее эффективным в тех случаях, когда в составе изображения имеются большие области однородной окраски с четко очерченными границами. И наоборот, сжатие по алгоритму GIF крайне неэффективно при наличии областей с градиентной окраской или случайным распределением цветовых оттенков, что имеет место при использовании различных методов настройки растра или сглаживания краев области изображения.
GIF-формат используют для хранения всех малоразмерных графических элементов: значков-ссылок, надписей и миниатюр, и для хранения изображений любого размера, изначально состоящих из больших областей однородной окраски.
Формат JPEG (Joint Photographic Experts Group) был разработан для того, чтобы эффективно хранить и передавать цветные фотографии с полным набором цветовых оттенков. Изначально формат JPEG применялся для того, чтобы фотожурналисты, специализирующиеся на опубликовании новостей, имели возможность сжать файлы своих цифровых фотоснимков до размера, пригодного для передачи с места событий в издательство через модем.
Формат JPEG приспособлен для хранения неиндексированных по цвету изображений, сформированных в режиме RGB с глубиной цвета True Color. Цвет кодируется 24 битами на пиксель, и тем самым одновременно может воспринимать более 16 миллионов цветов. Степень сжатия файлов может меняться по решению пользователя. Алгоритм сжатия основан не на поиске одинаковых элементов, а на разнице между пикселями. JPEG ищет плавные цветовые переходы в квадратах 9´9 пикселей. Вместо действительных значений JPEG хранит скорость изменения от пикселя к пикселю. Лишнюю, с его точки зрения, цветовую информацию он отбрасывает, усредняя некоторые значения. Чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается и тем ниже качество
Формат JPEG имеет возможность представления графического файла аналогично «чересстрочной развертке» формата GIF. Это называется в терминах формата JPEG – «прогрессивной разверткой». Оба метода позволяют броузеру вначале прорисовывать изображение с низким разрешением, а затем повышать его качество по мере подкачки файла, тем самым существенно сокращая кажущееся время загрузки графики.
Формат JPEG имеет два существенных недостатка:
1) Многократное сохранение файла в этом формате ведет к ухудшению качества изображения. Поэтому не стоит архивировать изображение в формате JPEG, если только речь не идет о носителях информации, доступной только для чтения. Кроме того, искажения будут проявляться и в случае, если фото формата JPEG будет скомбинировано с изображением другого формата, а затем записано со сжатием.
2) Изображения, сохраненные в формате JPEG, не могут иметь прозрачных областей.
Данный формат применяют во всех случаях, когда размер изображения по каждой из координат превышает 200 пикселей, а само изображение представляет собой полноценную фотографию или образец художественной графики, включающий тонкие переливы цветов.
Формат BMP (Windows Device Independent Bitmap) поддерживается любыми Windows-совместимыми программами. Структура файла BMPиспользуется Windows для хранения растровых изображений. В этом формате хранятся рисунки фона, пиктограммы и другие растровые изображенияWindows. Этот формат сводит к минимуму вероятность ошибок или неправильной интерпретации растровых данных.
Формат BMP правильно отображает данные независимо от аппаратных и программных устройств (монитора компьютера, видеокарты и драйвера дисплея). Такая независимость от устройств обеспечивается применением системных палитр. Однако данный формат имеет и свои недостатки. Только версии формата с 4- и 8-битовым цветом поддаются сжатию, следовательно, 24-битовые файлы BMP будут очень большими. Кроме того, применение файлов BMP ограничено формами операционных систем Windows и OS/2.
Формат TIFF (Tagget Image File Format) сохраняет множество данных изображения в помеченных полях, что и определило его название («Формат файла помеченного изображения»). Каждое помеченное поле хранит информацию о растровом рисунке или ссылку на другие поля. Программа, читающая файл, может пропускать неизвестные или ненужные ей поля. Эта многогранность позволяет формату находить применение в различных компьютерных системах. Кроме того, формат TIFF может сохранять разнообразные дополнительные данные о растровом рисунке, включая: кривую коррекции для изображения с оттенками серого; поля детальной информации об изображении (название программы, автора, дату создания и комментарии); размер изображения и разрешающую, способность; детальную информацию о цвете оригинала.
Большинство программ, читающих файл TIFF, способны без проблем прочесть файлы этого формата, созданные на других системах. Структура формата TIFF изменчива, что позволяет ему хранить разнообразные типы изображений.
Помимо традиционных цветов CMY формат поддерживает цветоделение с большим числом красок. Наиболее предпочтителен для полиграфии.
Формат PDF (Portable Document Format) предложен фирмой Adobe как независимый от платформы формат, в котором могут быть сохранены и иллюстрации (векторные и растровые), и текст, причем со множеством шрифтов и гипертекстовых ссылок. Для достижения продекларированной в названии переносимости размер PDF-файла должен быть малым. Для этого используется компрессия -для каждого вида объектов применяется свой способ. Например, растровые изображения записываются в формате JPEG. Для работы с этим форматом компания Adobe выпустила пакет Acrobat. Бесплатная утилита Acrobat Reader позволяет читать документы и распечатывать их на принтере, но не дает возможности создавать или изменять их. Acrobat Distiller переводит в этот формат PostScript-файлы. PostScript – это язык описания страниц, предназначенный для формирования изображений произвольной сложности и вывода их на печать. Многие программы (Adobe PageMaker, CorelDraw, FreeHand) позволяют экспортировать свои документы в PDF, а некоторые еще и редактировать графику, записанную в этом формате. Обычно в этом формате хранят документы, предназначенные только для чтения, но не для редактирования. Файл в формате PDF содержит все необходимые шрифты. Это удобно и позволяет не передавать шрифты для вывода (передача шрифтов не вполне законна с точки зрения авторского права).
Таким образом, знание особенностей форматов графических файлов имеет значение для эффективного хранения изображений и организации обмена данными между различными приложениями.
При подготовке файлов для размещения в сети Интернет приходиться сталкиваться с проблемой преобразования графических файлов из одного формата в другой.
Преобразование форматов графических файлов можно выполнить с помощью графических редакторов, воспринимающих файлы разных форматов. Для этих целей можно воспользоваться графическим редактором Photo Editor, входящим в Microsoft Office. Этот редактор умеет работать практически со всеми распространенными форматами графических файлов: TIFF, PCX, GIF, JPEG и др. При этом он дает возможность конвертировать файлы из одного формата в другой с помощью обычной операции Сохранить как… (Save as…). При преобразовании файлов можно уточнить желаемые параметры. Например, выполнить преобразование из цветного в черно-белый формат, выбрать количество цветов, степень сжатия файла, либо фактор качества -большой файл и лучшее качество изображения, или же маленький файл с более низким качеством изображения.