С форматами для хранения графических изображений (в данном случае любых: фотография, картинка, рисунок) творится такая же чехарда, как и с форматами для хранения музыки. В том смысле, что здесь работает старый принцип «Много хорошо — тоже нехорошо». Если графика записывается без искажений, получается файл огромного размера (например, при качественном сканировании фотопленки один кадр может занимать десятки и даже сотни мегабайт), а если изображение сжимается, это влияет на качество.
Как разработчики выходят из положения? Да так же, как и в случае с музыкой: ишут разумные компромиссы между размером и качеством, совершенствуют алгоритмы сжатия и придумывают новые продвинутые форматы.
Форматов для хранения графики существует великое множество (как минимум десятки, если не сотни), однако на практике используется совсем небольшое количество. Давайте рассмотрим некоторые основные форматы, чтобы вам проще было воспринимать описания программ для просмотра и редактирования изображений...
TIFF
Tl FF (Tagged Image File Format) — формат достаточно древний. Он был разработан фирмой Aldus Согрогаподля хранения качественных отсканированных изображений. Позднее к модификации этого формата приложили руку многие известные
компании, в том числе и Microsoft, и TIFF до сих пор является полиграфическим стандартом: именно в этом формате сканируются, записываются и обрабатываются фотографии, картинки и так далее.
TIFF позволяет записывать практически любые изображения — как сточки зрения параметров разрешения и цветности, так и с точки зрения размера картинки—и хранит в заголовке файла много весьма полезной информации. Также он обеспечивает сохранение нескольких изображений водном файле (или несколько копий одного изображения с разными характеристиками).
Изображение TIFF не искажает, однако обратной стороной качества является размер — данный формат создает очень большие файлы. Например, цифровое фото с разрешением 2304x1728 точек в стандартном TIFF будет занимать примерно 11 Мб. Правда этот формат поддерживает встроенные алгоритмы архивирования, позволяющие сжимать файл перед сохранением и восстанавливать его перед считыванием без какой-либо потери качества, однако даже архивирование не спасает от монстрообразных размеров — оно может сжать файл в полтора, два и даже три раза (выигрыш при сжатии очень сильно зависит от характера самого файла — чем больше там однотонных областей, тем лучше он сожмется), но это все равно глобально проблему не решит: когда 11 Мб преврашаются в 5 или даже 3, это все равно очень и очень много. Такой файл, во-первых, пересылать достаточно сложно, а уж выкладывать на интернетовскую страничку просто нереально.
Если сравнивать с музыкальными форматами, которые мы рассматривали в соответствующем разделе, то TIFF чем-то похож на WAV — в том смысле, что он дает наилучшее качество, но слишком большой размер файла.
Некоторые цифровые фотоаппараты предлагают возможность сохранять снимки в сжатый TIFF, но этим пользуются только профессиональные фотохудожники и только для случаев, когда предстоит серьезная обработка полученных снимков.
BMP
Графический формат, созданый фирмой Microsoft и ориентированный на применение в своих операционных системах — «боевая машина пехоты», то есть растровых изображений, линейки Windows и OS/2. (Напоминаю, что ныне устаревшая и практически нигде, кроме банкоматов, не использующаяся система OS/2 первоначально разрабатывалась совместно IBM и Microsoft, но потом Microsoft от этого проекта отошла.)
BMP (Bitmap) — значительно менее «навороченный» формат по сравнению с TIFF (не позволяет сохранять несколько изображений в одном файле, не хранит различную полиграфическую информацию). Изображение не искажает, поэтому размер файла получается достаточно большим (фактически не меньше, чем у TIFF). Умеет архивировать изображение перед сохранением и разархивировать перед загрузкой (при этом дает архивному файлу расширение .rle — по названию используемого алгоритма сжатия), но, как и в случае с TIFF, глобальные проблемы с размером это не решает.
GIF
Данный формат разработан в CompuServe Incorporatioiuifl хранения, но главным образом — для транспортировки (передачи по каналам связи) изображений. Может сохранять в себе несколько совершенно различных картинок (таким образом,
Форматы для хранения графики
в одном GIF можно записать видеоролик или мультфильм). Это значительно более простой формат по сравнению с TIFF и BMP, и в нем есть серьезные ограничения по цветности изображений — GIF (Graphics Interchange Format) поддерживает всего 256 оттенков, коих, впрочем, вполне хватает для рисунков, картинок и простых фотографий.
Графическая информация в GIF записывается последовательно (в отличие от многих других форматов), в результате чего файл GIF так же последовательно может воспроизводиться при считывании по каналам связи: то есть, например, при открывании какой-то интернетовской странички располагающийся там файл GIF постепенно появляется на экране по несколько строчек. Кроме того, GIF поддерживает чередующийся (interlaced) режим записи, при котором данные записываются чередованием: каждая восьмая строка, затем каждая четвертая и так далее. При этом при считывании сначала появляется восьмая часть строк всего изображения (как бы набросок), которая затем уплотняется дополнительными строками—и так до получения полного изображения. То есть еще до загрузки картинки пользователь может понять, что там изображено. Кроме того, GIF поддерживает прозрачный фон у картинок, что весьма востребовано в дизайне интернетовских страничек.
GIF Taкжe сжимает и разжимает картинку при записи и считывании, используя для этого алгоритм LZW (Лемпеля—Зива—Уэлча).
Простота формата, отсутствие полноцветности и сжатие весьма положительно влияют на размер — картинки в этом формате совсем небольшие, поэтому GIF очень широко используется в Интернете: практически все простые элементы оформления интернетовских страниц выполнены именно в GIF. Однако этот формат редко используется для сохранения фотографий — из-за серьезного ограничения цветности.
JPEG
Как МРЗ является «царицей полей» для хранения и передачи через Интернет звуковых треков, так JPEG (Joint Photographic Experts Group), или JPG, служит такой же «царицей» для полноцветных изображений (главным образом — фотографий). Причем и по механизму действия JPEG чем-то похож на МРЗ — в том смысле, что этот формат также основан на удалении частей изображения, слабо воспринимаемого человеческим глазом (МРЗ, напоминаю, производит удаление определенных звуковых гармоник, плохо воспринимаемых человеческим слухом), в результате чего качество падает весьма незначительно, а вот размер изображения несется вниз «стремительным домкратом».
Степень сжатия регулирует сам пользователь. Чем выше сжатие, тем хуже качество и тем больше на картинке видны так называемые «артефакты» — рассыпание участков изображения на малозаметные, но все-таки различимые квадраты и прямоугольники. Многие графические редакторы при сохранении в формат JPEG позволяют сделать предпросмотр обрабатываемого изображения с разными степенями сжатия, в результате чего пользователь может сам подобрать наилучшее в данном случае соотношение сжатие/качество.
Следует иметь в виду, что потеря качества при использовании JPEG больше всего видна на таких изображениях, где есть четкие контуры линий и большие одноцветные участки. Особенно заметно сжатие JPEG на изображениях, содержащих
ГЛАВА 10 • Просмотр и обработка графики
тонкие надписи, — они начинают заметно «дрожать». Впрочем, если сжимается картинка высокого разрешения и выбирается небольшая степень сжатия, вы можете и не заметить потерю качества.
В любом случае JPEG при работе с многоцветными изображениями (фотографиями) позволяет создавать файлы невероятно маленького размера при весьма незначительном ухудшении качества.
Для сравнения можно привести следующий пример... Цифровая фотография с разрешением 2304x1728 пикселей в формате TIFF занимает 11 Мб. Она же в формате компрессированного TIFF (со сжатием LZW) —6,7 Мб. ВформатеС1Р — 3 Мб (и это, разумеется, 256 цветов, а не полноцветное изображение). В формате JPEG со сжатием 50%, при котором чисто визуально вы не заметите никакой разницы с той же фотографией в формате TIFF, файл будет занимать 300 Кб (0,3 Мб). «11 — 6,7 — 3 — 0,3» — впечатляющий результат, не так ли?
JPEG —также, как и GIF— поддерживает чередующийся режим записи (в этом формате он называется progressive), при котором картинка будет считываться частями — это очень удобно для размещения изображений в Интернете, потому что позволяет сначала быстро загрузить картинку в черновом варианте для предпро-смотра, а чуть позже получить ее в максимальном качестве. Этот же принцип записи и просмотра поддерживается некоторыми цифровыми фотоаппаратами.
Таким образом, JPEG в настоящий момент является основным форматом для передачи через Интернет и размещения в нем сложных графических изображений (в основном фотографий). Также этот формат нередко используется для хранения на компьютере больших фотоколлекций (только в этом случае выбирают невысокий коэффициент сжатия, чтобы не было заметных потерь качества).
PNG
Недавно созданный формат, который был разработан специально для использования в Интернете. Он призван заменить устаревший и довольно ограниченный в возможностях формат GIF, а кроме того, позволяет решить некоторые проблемы, связанные с внезапно возникшей необходимостью делать авторские отчисления фирме Unisys, владельцу патента на алгоритм сжатия LZW, используемый в GIF. (Компания Unisys не так давно «внезапно» вспомнила о своем патенте и потребовала делать авторские отчисления; выглядело это неприкрытым шантажом, поскольку GIF существует и активно используется уже много лет, поэтому сразу было решено сделать новый альтернативный формат. Впрочем, срок патента уже истек, и сейчас алгоритм LZW снова является общественным достоянием.)
PNG (Portable Network Graphics) существует в двух вариантах — PNG-8 и PNG-24. PNG-8 мало чем отличается от GIF (и в нем есть то же самое ограничение в 256 цветов), однако работает со свободно распространяемым алгоритмом сжатия Deflate, за использование которого не нужно делать никаких отчислений. При этом PNG-8, как правило, делает меньший размер изображения, чем GIF (процентов на 15—20), однако не поддерживает несколько изображений в одном, то есть в нем нельзя делать анимационные картинки. (Для возможности записи нескольких изображений в одном разработан еще один вариант PNG под названием MNG, однако он пока почти не используется.)
PNG-24 поддерживает полноцветные изображения. Потерь качества, как в JPEG, при этом не происходит (изображение просто сжимается перед записью
Форматы для хранения графики
и разжимается при воспроизведении), однако размер файла получается немаленьким. Впрочем, по сравнению с BMP файл в формате PNG-24 будет раза в два меньше.
Таким образом, PNG-8 является неплохой альтернативой GIF (если не нужна анимация в одном файле), a PNG-24 — хорошей заменой BMP и TIFF.
Другие форматы
Графических форматов, вообще говоря, существует великое множество. Мы поговорили только отак называемых растровых форматах, у которых при увеличении/ уменьшении в любом случае происходит искажение изображения, а существуют еще векторные форматы, позволяющие как угодно масштабировать графику без потери качества. Один из наиболее ярких представителей векторных форматов — CDR, который создает графический пакет Corel Draw (большинство рекламных блоков из газет и журналов разрабатывают с применением именно этой программы). Также в полиграфии нередко используется векторный формат AI, создаваемый программой Adobe Illustrator.
Об остальных форматах вряд ли имеет смысл говорить подробно. Потому что, во-первых, вы с ними можете никогда не столкнуться, а во-вторых, потому что этих форматов очень много, а отличаются они друг от друга фактически в мелочах. Собственно, реально используется практически только три основных формата: TIFF (полноцветные изображения типографского качества). GIF (графика в Интернете, анимационные картинки и изображения с прозрачным фоном), JPEG (полноцветные изображения для использования в Интернете и для пересылки по e-mail). Вот и все.
Конспект рубрики «Форматы для хранения трафики»
1. На практике используется фактически только три основных формата для растровых графических изображений: TIFF, GIF и JPEG.
2. TIFF является основным форматом для хранения полноцветных изображений полиграфического качества. Размер файла при использовании TIFF получается очень большим, и этот формат не используется в Интернете. TIFF поддерживает несколько видов сжатия информации, что помогает в полтора-два раза уменьшить размер графического файла.
3. GIF — основной формат для элементов дизайна интернетовских страниц. Он не искажает изображение, однако поддерживает только 256 цветов, что не позволяет использовать GIF для записи и хранения, например, фотографий. Однако 256 цветов, как правило, вполне хватает для элементов дизайна. GIF поддерживает чередующийся режим записи, обеспечивающий постепенный вывод картинки на экран, улучшая ее качество, позволяет создавать прозрачный фон у картинки и записывать несколько картинок в одну (создавая таким образом анимированный файл). Использует специальный алгоритм сжатия LZW, в результате чего картинки, созданные в этом формате, получаются весьма небольшого размера.
4. JPEG — наиболее популярный формат для полноцветных изображений. В отличие от всех остальных форматов искажает картинку (за счет удаления из нее элементов, слабо различимых человеческим глазом), однако размер файла при этом становится очень маленьким (по сравнению с TIFF — минимум
ГЛАВА 10» Просмотр и обработка графики
на порядок меньше). Размер сжатия при сохранении в JPEG пользователь может менять по своему усмотрению, выбирая наилучшее соотношение качество/размер. JPEG лучше не использовать для изображений с текстом и четкими линиями контуров, потому что в этом случае ухудшение качества будет заметным.
5. Формат PNG-8 был разработан как альтернатива GIF, a PNG-24 — как альтернатива BMP и TIFF. Несмотря на то что этот формат поддерживает уже большинство графических редакторов и браузеров (программ для просмотра интернетовских страниц), он используется все-таки достаточно редко.
6. Кроме форматов для записи растровых изображений (TIFF, GIF, JPEG, PNG) существуют также форматы для хранения векторных изображений. Наиболее известный и популярный из них — CDR, создаваемый графическим пакетом Corel Draw.
Ответы на часто задаваемые вопросы
Б каком формате лучше всего хранить фотографии на компьютере? На этот вопрос трудно дать однозначный ответ. Потому что тут все зависит от того, каким образом эти фотографии сканировались и что с этими фотографиями вы собираетесь делать дальше. Если фотографии нужны для того, чтобы их потом серьезным образом обрабатывать (например, делать коллажи) распечатывать в высоком разрешении (в форматах А4, A3, А2 или даже AI), тогда сканировать их нужно воченьвысоком качестве и сохранять обязательно в TIFF. Однакоеслирсчьидето цифровых фотографиях, которые почти всегда создаются в формате JPEG, тогда в JPEG и храните. Но даже отсканированные фотографии, если их не планируется использовать в полиграфии, лучше хранить в том же JPEG с небольшой степенью сжатия (я обычно использую JPEG quality 80 в терминологии программы Adobe Photoshop).
Что такое JPEG стопроцентного качества ? Будет ли он по размеру при этом отличаться от T/FF?
Да, будет, потому что JPEG в любом случае предполагает определенное искажение изображения. Просто при 100-процентном качестве оно будет настолько минимально, насколько почти не различима разница между МРЗ с битрейтом 320 бит/ с и WAV. Но размер JPEG даже 100-процентного качества будет раза в дна меньше, чем TIFF со сжатием, ил и в пять раз меньше, чем TIFF без сжатия.
Какой уровень сжатия (или уровень качества) для JPEG является оптимальным? Нет такого понятия «оптимальный» уровень сжатия (качества). Потому что все зависит от множества самых разнообразных факторов: вида изображения, желаемого размера и так далее. Почти все современные графические программы при сохранении в JPEG позволяют сделать предпросмотр получаемого изображения, варьируя параметры качества. Таким образом, наилучший вариант рекомендуется выбирать именно на глаз: визуально оценивая качество и смотря, какой размер файла должен получиться. В программе Adobe Photoshop для передачи фотографий через Интернет (и для выкладывания их на страничку) обычно используют JPEG Medium (это 30-процентное качество). Для хранения фотографий на диске — JPEG High (60-процентное качество).
Форматы для хранения графики
35-5323 Э
Можно ли фотографию сохранять в формате GIF?
Можно. Ноне нужно. При преобразовании полноцветной фотографии в 256 цветов (GIF больше не поддерживает) вы можете добиться весьма отталкивающих эффектов. Для этих целей лучше всего использовать JPEG.
Мне часто приходится сохранять так называемые скриншоты — состояние окна работающей программы. В каком формате их лучше всего хранить? GIF, GIF и еше раз GIF. Этот формат как раз и разработан для изображений подобного типа. При этом у вас не будет искажаться текст, контурные линии и так далее, а размер полученного файла — даже в случае сохранения полного экрана с высоким разрешением — вас приятно удивит. Впрочем, если речь идет о сохранении скриншотов программ, работающих с графикой высокого качества, тогда JPEG может оказаться более подходящим (потому что GIF работает только с 256 цветами).
Если JPEG сохранить как TIFF, качество улучшится?
Разумеется, нет. Если изображение сохранено с искажениями (a JPEG всегда искажает информацию), то восстановить ее путем сохранении в TIFF невозможно. Отсутствующую информацию просто неоткуда взять. Точно так же вы не улучшите качество затертой до дыр видеопленки, просматривая ее на высококлассном телевизоре.
Насколько падает качество при сохранении TIFF в JPEG?
Это зависит от вида изображения и от выбранного уровня компрессии JPEG. Вы
всегда это сможете оценить визуально — собственными глазами.
Чем BMP лучше TIFF?
BMP создан для хранения полноцветных изображений в Windows. Каких-либо преимуществ nocpaBHeHHiocTIFFy него нет. Зато есть определенное количество недостатков, которые, впрочем, для обычных пользователей не имеют никакого значения.
Чем отличается файл с расширением Jpg от файлов с расширениями Jpeg и Jpe? Ничем. Это все файлы JPEG.
Можно ли по файлу JPEG сказать, с каким качеством его сохранили? Все зависит от того, каким образом сохранялся этот файл. Есть способы записывать в файл JPEG массу дополнительной информации (каким образом он был создан, какой программой обрабатывался и так далее), и если эта информация была записана, тогда о файле можно много всего выяснить. Называется этот стандарт EXIF, и его поддерживает большинство современных цифровых камер и программ для обработки графики.
Если сохранять в JPEG в одном и том же качестве две разные фотографии одинакового формата, будут ли одинаковыми размеры полученных файлов? Скорее всего, нет. Размер полученного файла зависит от характера изображения: чем больше в нем однородных областей, тем лучше оно будет сжато. Например, если на фотографии изображена белая стена, то она будет очень сильно сжата при сохранении в JPEG. А если на фотографии запечатлено буйство красок осеннего леса, то она будет сжата значительно меньше.
Мой цифровой фотоаппарат предлагает несколько типов JPEG для записи кадров. Какой мне выбрать ?
Цифровые фотоаппараты позволяют варьировать два параметра: разрешение снимка и уровень компрессии. Разрешение лучше ставить максимальное, потому что это очень заметно влияет на качество. А вот уровень компрессии, если вы делаете фотографии для домашнего альбома, а не для журнала Vogue, можно ставить не самый лучший, а нормальный (Normal — в терминологии большинства аппаратов).
Мой знакомый говорит, что PNGзначительно лучше JPEG. Ему.можно верить? Знакомому нужно сначала изучить матчасть, прежде чем делать подобные безапелляционные заявления. Потому что сравнивать JPEG с PNG — это все равно что сравнивать мух с котлетами, поскольку речь идет о принципиально разных форматах. PNG-8 является хорошей альтернативой GIF. PNG-24 — альтериатигюй BMP и, при определенных требованиях, TIFF. A JPEG — это совсем другая сторона ботинок, как говорят англичане.
Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Форматы для хранения графики", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:
Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
Обсудить статью на форуме