Вопрос 2 Графические форматы

Любая компьютерная информация может храниться только в определенном

формате. Каждый вид информации имеет собственные форматы.

Для текста используются одни форматы, для электронных таблиц – другие, для графики – третьи.

Без формата информацию нельзя ни сохранить, ни передать.

Формат графической информации обычно определяется программой, в которой она создана. Существует большое количество форматов хранения цифровых изображений.

На рис.3 представлены форматы файлов растровой графики.

Рисунок 3 - Форматы файлов растровой графики

1. Сжатие информации.

Объем обрабатываемой и передаваемой информации быстро растет. Это связано с выполнением все более сложных прикладных процессов, появлением новых информационных служб, использованием изображений и звука.

Сжатие данных (datacompression) — процесс, обеспечивающий уменьшение объема данных.

Сжатие позволяет резко уменьшить объем памяти, необходимой для хранения

данных, сократить (до приемлемых размеров) время их передачи.

Особенно эффективно сжатие изображений.

Методы сжатия графики.

RLE. При сжатии методом RLE (RunLengthEnconding) последовательность повторяющихся величин заменяется парой - повторяющейся величиной и числом ее повторений.

Метод сжатия RLE используется в некоторых графических форматах, например в PCX.

Сжатие методом RLE наиболее эффективно для изображений, которые содержат большие области однотонной закраски, и наименее эффективно для отсканированных фотографий, так как в них нет длинных последовательностей одинаковых видеопикселей.

LZW Метод сжатия LZW основан на поиске повторяющихся узоров в изображении. Сильно насыщенные узорами рисунки могут сжиматься до 0,1 их первоначального размера. Метод сжатия LZW применяется для файлов форматов TIFF и GIF.

JPEG. Метод сжатия JPEG обеспечивает высокий коэффициент сжатия для рисунков фотографического качества.

Сжатие по JPE Gсильно уменьшает размер файла с растровым рисунком (возможен коэффициент сжатия 100: 1).

Высокий коэффициент сжатия достигается за счет сжатия с потерями, при котором в результирующем файле теряется часть исходной информации.

Метод JPEG использует тот факт, что в то время как человеческий глаз чувствителен к изменению яркости, изменения цвета он замечает хуже.

Поэтому при сжатии этим методом запоминается больше информации о разнице между яркостями пикселей и меньше — о разнице между их цветами. Уровень сжатия (степень потери данных) может изменяться, но даже при задании максимального качества JPEG теряет некоторые подробности.

Количество доступных уровней сжатия зависит от используемого для редактирования изображений программного обеспечения.

Основные растровые форматы изображений

BMP - (BitMaP — точечный рисунок) — основной формат растровой графики в OCWindows.

В файлах BMP информация о цвете каждого пикселя кодируется 1, 4, 8, 16 или 24 битами (бит/пиксель).

Числом бит/пиксель, называемым также цветовой глубиной, определяется максимальное число цветов в изображении.

Изображение при глубине 1 бит/пиксель может иметь всего два цвета, а при глубине 24 бит/пиксель — более 16 млн (2²⁴) различных цветов.

PCX - первый стандартный формат файлов для растровой графики в компьютерах систем IBMPC. Формат PCX — один из самых простых для декодирования форматов растровой графики.

TIFF - (формат файлов изображения, снабженных тегами).

В спецификации формата файлов TIFF определено более 70 различных типов тегов.

Например, тег, хранящий информацию о ширине изображения в пикселях, или о его высоте, или таблица цветов (при необходимости).

Изображение, закодированное в файле TIFF, полностью определяется его тегами, и этот формат файла легко расширяется, поскольку для придания файлу дополнительных свойств достаточно определить дополнительные типы тегов.

Файлы этого формата имеют расширение.TIF или.TIFF. Они обеспечивают сжатие с достаточным коэффициентом и возможность хранить в файле дополнительные данные, которые на рисунке расположены во вспомогательных слоях и содержат аннотации и примечания к рисунку.

GIF - формат обмена графическими данными (произносится «джиф»).

Основные достоинства GIF заключаются в широком распространении этого формата и его компактности.

Но ему присущи два достаточно серьезных недостатка.

Один из них состоит в том, что в изображениях, хранящихся в виде GIF-файла, не может быть использовано более 256 цветов.

Второй, возможно, еще более серьезный, заключается в том, что разработчики программ, использующие в них форматы GIF, должны иметь ли­цензионное соглашение с CompuServe и вносить плату за каждый экземпляр программы.

PNG - переносимый сетевой формат (произносится «пинг».

Был разработан для замены GIF, чтобы обойти юридические препятствия, стоящие на пути использования GIF-файлов.

PNG унаследовал многие возможности GIF и, кроме того, позволяет хранить изображения с истинными цветами.

Еще более важно, что он сжимает информацию растрового массива в соответствии с вариантом пользующегося высокой репутацией алгоритма сжатия LZ77, которым любой может пользоваться бесплатно.

JPEG - (произносится «джейпег»).

Эффективный метод хранения изображений с большой глубиной цвета (глубина цвета – 24 бит), например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми оттенками цвета.

Используется алгоритм JPEG-сжатия с потерями информации, который позволяет уменьшить размер файла в сотни раз.

Не поддерживается прозрачность пикселей. При сильном сжатии в области резких границ появляются дефекты. Формат JPEG хорошо применять для сжатия полноцветных фотографий. Учитывая то, что при повторном сжатии происходит дальнейшее ухудшение качества, рекомендуется сохранять в JPEG только конечный результат работы.

JPEG широко применяется при создании Web–страниц, а также для хранения больших коллекций фотографий.

Таблица 1 – Характеристики форматов растровых графических файлов

Сравнение GIF и JPEG

• GIF – формат удобен при работе с рисованными картинками;
• JPEG – формат лучше использовать для хранения фотографий и изображений с большим количеством цветов;
• для создания анимации и изображений с прозрачным фоном применяется GIF – формат.

Контрольные вопросы

1. Что такое графический редактор?

2. Назовите основные редакторы растровой графики.

3. Назовите форматы растровых графических файлов.

4. Дайте сравнительную характеристику форматов GIF и JPEG