Форматы графических изображений

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 14Следующая ⇒

Способ организации и хранения информации в файле носит название формата. Этот параметр оказывает определенное влияние на качество изображения и размер файла, т.к. некоторые форматы позволяют сжимать файлы и могут содержать в себе дополнительную информацию.

В компьютерной графике применяют более 30 форматов файлов для хранения изображений. Наиболее распространенными графическими форматами являются: BMP, TIFF, GIF, JPEG, CDR, EPS и PDF.

Все имеющиеся графические форматы можно разбить на три группы:

• растровые;
• векторные;
• универсальные.

Лучше сохранить результаты работы в формате, который является «родным» для используемой программы, например: Paint – *. bmp, PhotoShop – *.psd, CorelDraw – *.cdr.

Универсальные форматы поддерживают не только графические программы, но и другие типы прикладных программ.

В таблице 10.2 приведены наиболее распространенные форматы графических изображений.

Таблица 10.2

 

№	Формат
	Формат .ВМР родной формат WINDOWS. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в WINDOWS (рабочий стол). В этом формате хранятся растровые документы программы Paint (*.bmp).
	Формат .JPEG является одним из наиболее распространенных графических форматов, которые используются для сжатия растровых картинок фотографического качества. Недостатком этого формата является частичная потеря хранящейся в файле информации (например, тонкие нюансы цветопередачи). Формат рекомендуется использовать только для электронных публикаций. Формат «JPEG» предназначен для хранения растровых изображений в виде (*.jpg).
	Формат .EPS предназначен как для векторных, так и для растровых изображений, надежный и универсальный формат, почти все программы, работающие с графикой, могут писать и читать файлы в этом формате. В этом формате хранятся как векторные, так и растровые документы (*.eps).
	Формат .PDF (Portable Documents Format) предназначен для хранения документов целиком с любыми рисунками, служит только для чтения – родной формат программы Adobe Acrobat (основное средство распространения документов). Формат «PDF» может использоваться для представления как векторных, так и растровых изображений, отличается высокой степенью сжатия, что обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций. В этом формате хранятся как векторные, так и растровые документы (*.pdf), предназначенные только для чтения, но не для редактирования
	Формат .TIFF (Tagged Image File Format) предназначен для хранения растровых изображений высокого качества, надежный и универсальный формат, почти все программы, работающие с графикой, могут писать и читать файлы в этом формате. Формат TIFF применяется в полиграфии. В этом формате хранятся растровые документы (*.tif).
	Формат .PSD (PhotoShop Documents) предназначен для хранения растровых изображений, родной формат программы Adobe PhotoShop. Основной недостаток заключается в отсутствии эффективных средств сжатия информации и поэтому файлы имеют большой объём. В этом формате хранятся растровые документы в виде (*.psd).
	Формат .PСX предназначен для хранения растровых изображений. Формат устарел из-за ряда недостатков. В этом формате хранятся растровые документы в виде (*.psх).
	Формат .GIF (Graphies Interchange Format) стандартизирован в 1987 году как средство хранения сжатых изображений, предназначен для хранения растровых изображений с фиксированным (256) количеством цветов. Данный формат применим в Интернете благодаря высокой степени сжатия. В этом формате хранятся растровые документы в виде (*.gif).
	Формат .PNG (Portable NetworkGraphies) предназначен для хранения растровых изображений, для публикаций в Интернете. Данный формат применим в Интернете благодаря высокой степени сжатия. Создавался для замены форматов JPEG, GIF, появился в 1995 году. В этом формате хранятся растровые документы в виде (*.png).
	Формат .CDR предназначен для хранения векторных изображений, родной формат программы CorelDraw. В этом формате хранятся векторные документы в виде (*.cdr).
	Формат PhotoCD разработан фирмой Kodak для хранения цифровых растровых изображений высокого качества. В этом формате хранятся растровые документы в виде (*.pcd).
	Формат WMF (Windows MetaFile)предназначен для хранениявекторных изображений операционной системы Windows. Формат имеет ограниченное применение из-за ряда недостатков. В этом формате хранятся векторные документы в виде (*.wmf).

 

Шрифты, поддерживаемые операционной системой Windows XP

Шрифты, используемые в текстовых редакторах и процессорах, можно рассматривать как графические объекты. В Windows под шрифтом понимается имя гарнитуры шрифта. Шрифты характеризуются начертанием, например: полужирный, курсив и полужирный курсив.

Операционная система Windows XP позволяет работать с двумя классами шрифтов: растровыми и векторными.

Символы растровых шрифтов образуются как комбинации точек в матрице заданного размера, на базе которой эти символы построены. В списке растровых шрифтов указываются их характерные размеры. Достоинством растровых шрифтов является высокая скорость отображения символов на экране. Поэтому операционная система использует растровые шрифты в качестве экранных шрифтов при выводе системной информации.

Если растровые шрифты хранятся в виде наборов разных размеров, то размеры векторных шрифтов программно изменяются и эта операция управляема. Векторные шрифты описываются математическими формулами, по которым строятся криволинейные контуры. Линия – это элементарный объём векторной графики. Все рисунки и шрифты векторной графики строятся из линий.

Символы векторных шрифтов для любых размеров строятся из одного набора символов, являются такими же векторными объектами, которые представляются как графические контуры. Поэтому векторные шрифты называют масштабируемыми.

В векторных редакторах предусмотрены для работы с текстом следующие возможности: инструменты, палитры, режимы, векторное преобразование символов, если недостаточно стандартных шрифтовых наборов. Таким образом, появилась операция векторизации текстовых объектов, в результате чего символы превращаются в контуры, которые можно обрабатывать инструментами векторного редактора: наклонять, растягивать или сжимать, масштабировать, изменять параметры. Всё это позволяет в векторных редакторах художественно оформить текст: журнальные заголовки текстов или рекламные объявления.

На основе векторных шрифтов были разработаны стандарты TrueType и Type 1(PostScript). Позже появился новый общий стандарт, который получил название Open Type. Операционная система Windows XP поддерживает все эти три стандарта

Выработка единого универсального стандарта является реализацией концепции векторных шрифтов, которая учитывает методы построения контуров символов из простейших кривых линий, формат записи файла данных, описывающих шрифт.

В текстовых редакторах используются шрифтовые наборы. На основе стандартов Open Type, True Type, Type 1 создан шрифтовой набор, в котором шрифты называют контурными. Система Windows XP использует общее средство установки для всех категорий шрифтов.

В Windows XP используются шрифты трёх основных типов.

Контурные шрифты

Шрифты TrueType и OpenType являются контурными, то есть их изображение формируется с помощью прямых и кривых линий. Тип Open Type является расширением TrueType. Для тех и других шрифтов возможно масштабирование и поворот. Оба типа шрифтов хорошо смотрятся в любых размерах и во всех устройствах вывода, поддерживаемых Windows.

При использовании шрифтов TrueType, Open Type отпечатанный текст выглядит так же, как на экране. Другим преимуществом шрифтов TrueType является возможность масштабирования символов до любых размеров

Windows содержит различные шрифты OpenType, в том числе Arial, Courier New, Lucida Console, Times New Roman, Symbol и Wingdings.

Векторные шрифты

Векторные шрифты поддерживаются системой, поскольку некоторые программы все еще зависят от них. Изображение векторных шрифтов формируется из математических моделей. Эти шрифты используются преимущественно для плоттеров. Windows поддерживает три векторных шрифта: Modern, Roman и Script.

Растровые шрифты

Растровые шрифты поддерживаются системой, поскольку некоторые программы все еще зависят от них. Растровые шрифты хранятся в файлах в виде точечных рисунков и создаются путем отображения наборов точек на экране и бумаге.

В текстовых редакторах прикладные программы не занимаются управлением шрифтами, установленными на компьютере. Этим занимается операционная система. Прикладные программы лишь опираются на операционную систему. Программа «Шрифты» относится к служебным программам для настройки операционной системы Windows XP и находится в приложении «Панель управления» (кнопка «Пуск»).

Для простейших операций по изменению вида и начертания шрифта используется панель инструментов «Форматирование». В главном меню раздел «Формат» содержит команду «Шрифт», где выбирается гарнитура, размер шрифта, полужирный, курсив и т.д.

3. Примеры выполнения задания к практическому занятию №10

Практическое занятие №10 предусматривает работу с двумя видами графики, отмечая их достоинства и недостатки. Объектом рассмотрения выбраны шрифты, хранящиеся в виде стандартных шрифтовых наборов в служебной программе «Шрифты».

Задания практического занятия позволяют наблюдать недостатки растровой графики:

• Большие объёмы памяти для хранения рисунков
• Снижение качества при увеличении рисунков (плохая масштабируемость). Этот эффект называется пикселизацией.
• Сложность управления размером и начертанием символьной информации.

Указания к работе.

1. В папке «Панель управления» просмотреть виды шрифтов, затем определить к какому типу данные шрифты относятся.
2. Так как большинство шрифтов относятся к контурным (векторным) шрифтам и в текстовом редакторе с ними можно работать, то векторные редакторы в данной практической работе не используются.
3. В практической работе предусматривается работа в графическом редакторе PAINT.

Задания к практическому занятию №10

Задания к данному практическому занятию предусматривает работу со стандартными шрифтами, которые рассматриваются как графические объекты. Кроме того, данная работа касается темы настройки операционной системы, в частности, настройки шрифтов.

Задание 1. Работа со служебной программой «Шрифты».

• Открыть папку «Панель управления» (кнопка «Пуск», выбрать «Панель управления»).
• Выбрать программу «Шрифты». Откроется окно «Шрифты», в котором приводится список названий шрифтов, имена и размеры их файлов. В каждой строке с названием шрифта слева стоит символ, который отмечает тип шрифта.
• Если символ похож на символ «0», то это тип OpenType, который относится к контурным шрифтам. Контурные шрифты составляют основную часть в списке.
• Если символ похож на символ «А», то подразумеваются все остальные типы шрифтов, кроме типа OpenType.
• Просмотреть основные виды шрифтов и определить их тип (контурные, векторные, растровые). Отличительным признаком является символ в каждой строке, который отмечает тип шрифта. В списке только три векторных шрифта: Modern, Roman и Script.
• Так как большинство шрифтов относятся к контурным, то каждому выбрать из списка «Шрифты» по одному названию этого типа в соответствии с вариантом. Например, у студента пятый вариант, то он должен выбрать наименование контурного шрифта, который является пятым в списке «Шрифты». Для сравнения выбрать из списка «Шрифты» любой растровый шрифт.
• Записать в тетрадь выбранные наименования шрифтов. Сделать выводы по выбранной паре шрифтов, в которых отметить их главное отличие.

Задание 2. Сравнение двух видов графики: векторной и растровой.

Задание практической работы направлено на сравнение двух видов графики: векторной и растровой. Объектом рассмотрения двух видов графики предлагается в данной работе выбрать шрифты.

1. Создать на рабочем столе папку с именем Шрифты.
2. В редакторе Word набрать текст из задания 2 Приложения 3 своего варианта векторным шрифтом размером 8.
3. Сохранить файл в папке «Шрифты» под именем «Шрифты векторные». Файл должен содержать текст в 0,5 страницы.
4. Скопировать текст данного файла и вставить его в графический редактор PAINT.
5. Сохранить файл под именем «Шрифты растровые» в папке Шрифты.
6. В папке «Шрифты» просмотреть размеры файлов в байтах и в соответствующих файлах записать их размеры в байтах. Отметить во сколько раз превышает размер файла под именем «Шрифты растровые» по сравнению с файлом «Шрифты векторные».
7. Представить результаты работы. В первом окне открыть файл под именем «Шрифты растровые» в папке «Шрифты», масштаб текста 100%.
8. Во втором окне открыть файл под именем «Шрифты растровые» в папке «Шрифты». Увеличить масштаб текста в четыре раза. Сохранить файл под именем «Шрифты растровые 1» в папке «Шрифты».
9. В третьем окне открыть файл под именем «Шрифты векторные» в папке «Шрифты», масштаб текста 100%.
10. В четвёртом окне открыть файл под именем «Шрифты векторные» в папке Шрифты, увеличить масштаб текста в четыре раза. Сохранить файл под именем «Шрифты векторные1» в папке «Шрифты».
11. Разместить четыре окна с текстами на экране в виде мозаики.
12. Сделать выводы по пункту 6 относительно размеров файлов и по пункту 11 следует отметить качество текста после увеличения масштаба.

Задания для ИДЗ №4 по теме «Компьютерная графика» не предусмотрено.

Вопросы для самоконтроля к практическому занятию № 10. Тема «Компьютерная графика»

1. Растровое изображение – это:

1) набор действий по созданию рисунка с помощью различных линий;

2) изображение;

3) набор фигур;

4) набор точек, расположенных на сетчатом поле.

2. Векторное изображение – это:

1) создание рисунка с помощью различных линий, фигур;

2) набор точек, расположенных на сетчатом поле;

3) создание рисунка с помощью различных наборов точек;

4) набор пикселей.

3. Недостаток растровой графики состоит в том, что:

1) изображение для своего хранения требует большое количество памяти;

2) изображение не обладает контрастностью;

3) изображение требует большого количества цветов;

4) все выше перечисленное.

4. Недостаток векторной графики:

1) описание объекта является простым и занимает мало памяти;

2) простота масштабирования изображения;

3) независимость объема памяти, требуемой для хранения изображения;

4) невозможность получения изображения фотографического качества.

5. Достоинство векторной графики – это:

1) описание объекта является простым и занимает мало памяти;

2) возможность передачи большого количества информации (фотографии) ;

3) Перед выводом на экран производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта;

4) файлы векторных форматов содержат описания рисунков в виде команд.

6. В цветовой модели RGB в качестве компонентов применяются основные цвета:

1) пурпурный, черный, зеленый;

2) зеленый, синий, желтый;

3) красный, зеленый, синий;

4) желтый, синий, красный.

7. Цветовая модель RGB является моделью:

1) перцепционной, основанной на восприятии цветов;

2) субтрактивной, основанной на вычитании цветов;

3) аддитивной, основанной на сложении цветов;

4) формальной, основанной на умножении цветов.

8. Цветовая модель CMYK является моделью:

1) перцепционной, основанной на восприятии цветов;

2) субтрактивной, основанной на вычитании цветов;

3) аддитивной, основанной на сложении цветов;

4) формальной, основанной на умножении цветов.

9. Цветовая модель HSB является моделью:

1) субтрактивной, основанной на вычитании цветов;

2) аддитивной, основанной на сложении цветов;

3) перцепционной, основанной на восприятии цветов;

4) формальной, основанной на умножении цветов.

10. При выводе изображений на экран монитора используется цветовая модель …

1) CMYK; 2) HSB; 3) PDF; 4) RGB.

11. При выводе изображений на печать используется цветовая модель:

1) RGB; 2) CMYK; 3) HSB; 4) PDF.



10. 3 Форматы графических файлов

Графические форматы	Название формата	Описание	Алгоритм сжатия	Использование	Программы, которые могут открывать файлы.
Растровые	BMP — Windows Bitmap	Стандартный формат графических файлов, используется в ОС Windows. Высокое качество передачи. Большой объем файлов		Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями.	Paint, CorelDraw, Adobe Photoshop, ACDSee Photo Manager, Microsoft Windows Photo Gallery Viewer
	GIF — Graphic Interchange Format	Формат для обмена изображениями, поддерживается приложениями для различных операционных систем.	Включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз.	Используется для размещения графических и анимированных изображений на Web-страницах в Интернете.	Paint, CorelDraw, Adobe Photoshop, Microsoft Windows Photo Gallery Viewer, web-браузер.
	TIFF – Tagged Image File Format	Графических файлов, поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами.	Включает в себя алгоритм сжатия без потерь информации.	Используется для обмена документами между различными программами. Рекомендуется для использования при работе с издательскими системами.	CorelDraw, Adobe Photoshop, ACDSee Photo Manager Microsoft Windows Photo Gallery Viewer, web-браузер.
	JPEG — Joint Photographic Expert Group	Формат поддерживается приложениями для различных операционных систем.	Эффективный алгоритм сжатия уменьшить объем файла в десятки раз, однако приводит к необратимой потере части информации.	Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете, для отсканированных фотографий и иллюстраций	CorelDraw, Adobe Photoshop, ACDSee Photo Manager Microsoft Windows Photo Gallery Viewer, web-браузер.
Векторные	WMF-Windows MetaFile	Универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений.		Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery. Этот формат конвертируются векторные изображения при переносе через буфер обмена Clipboard	Для редактирования данного формата никакого специального приложения не существует. Понимается практически всеми программами Windows
	SVG —Scalable Vector Graphics	Формат масштабируемой векторной графики		Предназначен для описания двумерной векторной и смешанной векторно/растровойграфики в формате XML. Поддерживает как неподвижную, так анимированную и интерактивную графику.	Adobe Illustrator, Adobe Photoshop, Corel Draw, WebDraw, Inkscape
	CDR — CorelDRaw files .	Оригинальный формат векторных графических файлов		используется в системе обработки векторной графики CorelDraw	CorelDraw
Смешенные	EPS — Encapsulated PostScript	Смешанный формат векторных графических файлов, поддерживается программами для различных операционных систем.		Рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах	Adobe Illustrator, CorelDraw, Inkscape, ACDSee Photo Manager.
	PDF -Portable Document Format	Универсальный формат электронных документов.	Поддерживает RGB,CMYK,Grayscale,Lab,Duotone,Bitmap, несколько типов сжатия растровой информации.	Позволяет сохранять точный внешний вид — шрифты, форматирование, цвета, картинки. Наиболее широкое применение формат получил в производстве полиграфической продукции.	Adobe Acrobat Reader

3.3.1 Форматы графических и звуковых объектов

Видеоурок 1: Растровые форматы

Видеоурок 2: Векторные форматы

Лекция: Форматы графических и звуковых объектов

Форматы растровых изображений 

ВМР – это формат, который позволяет сохранить изображения поточечно, без сжатия.

JPEG – данный формат получается благодаря сложным алгоритмам для сжатия изображений. Во время такого сжатия происходит потеря данных и ухудшение качества изображений.

GIF – это один из наиболее тяжелых форматов, которые позволяют сохранить изображение без видимых изменений и сжатий.

TIFF – данный формат наиболее популярен среди всех графических редакторов. В нем не происходит абсолютно потерь, однако размер изображения достаточно сжимается, сохраняя при этом исходное качество.

PNG – формат, аналогичный GIF, но имеет еще большее количество цветов.

Форматы векторных изображений

CGM – это является стандартным форматом векторной графики в сети.

EPS – этот же формат наоборот используется не в сети, а на персональных компьютерах. поддерживается любой операционной системой.

SVG – этот формат позволяет использовать двумерные картинки, поскольку можно сохранять как текст с картинками, так и анимацию.

Звуковые форматы

Как и в случае с изображениями, в зависимости от формата звук может быть качественным, а может произойти потеря звука.

К качественным музыкальным форматам можно отнести WAV, APE, FLAC. Данные форматы практически не выполняют сжатие. А если и выполняют, то во время воспроизведения звук конвертируется в исходных с высоким качеством.

Все остальные форматы можно отнести к тем, что теряют качество. Во время конвертирования звука в другие форматы происходит уменьшение качества звука за счет отказа от ярких дорожек – вернуть их будет невозможно.

Форматы графических файлов (стр. 1 из 3)

ВВЕДЕНИЕ

Графический формат — это способ записи графической информации. Графические форматы файлов предназначены для хранения изображений, таких как фотографии и рисунки.

Знание файловых форматов и их возможностей является одним из ключевых факторов в компьютерной графике. Да, сегодня нет такого калейдоскопа расширений, как в начале 90-х, когда каждая компания-производитель редакторов изображений считала своим долгом создать свой файловый тип, а то и не один, однако это не означает, что «все нужно сохранять в TIFF, а сжимать JPEG’ом». Каждый, из утвердившихся сегодня форматов, прошел естественный отбор, доказал свою жизнеспособность. Все они имеют какие-то характерные особенности и возможности, делающие их незаменимыми в работе. Знание особенностей, тонкостей технологии важно для современного дизайнера так же, как для художника необходимо разбираться в различиях химического состава красок, свойствах грунтов, типов металлов и породах.

Это растровая графика, векторная графика, трёхмерная и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете применяют растровые иллюстрации в тех случаях, когда надо передать полную гамму оттенков цветного изображения.

Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Существуют примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций средствами векторной графики чрезвычайно сложна.

Трёхмерная графика широко используется в инженерном программировании, компьютерном моделировании физических объектов и процессов, в мультипликации, кинемотографии и компьютерных играх.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в развлекательных программах.

Целью данной контрольной работы будет являться первоначальное изучение графических файлов и их форматов, методов сжатия информации, а также анализе проделанной работы.

Задачей данной контрольной работы будет являться определение принадлежности графического формата к определенному подтипу: векторному, растровому, комплексному.

1. Методы сжатия информации

Почти все современные форматы графических файлов используют какой-либо из методов сжатия информации, поэтому, для лучшего понимания дальнейшего материала, начало данного раздела содержит краткое изложение этих методов.

Методы сжатия информации:

Одним из простейший способов сжатия является метод RLE (Run Length Encoding — кодирование с переменной длиной строки). Действие метода RLE заключается в поиске одинаковых пикселов в одной строке. Если в строке, допустим, имеется 3 пиксела белого цвета, 21 — черного, затем 14 — белого, то применение RLE дает возможность не запоминать каждый из них (38 пикселов), а записать как 3 белых, 21 черный и 14 белых в первой строке.

Метод сжатия LZW (Lempel-Ziv-Welch) разработан в 1978 году Лемпелом и Зивом, и доработан позднее в США. Сжимает данные путем поиска одинаковых последовательностей (они называются фразы) во всем файле. Выявленные последовательности сохраняются в таблице, им присваиваются более короткие маркеры (ключи). Так, если в изображении имеются наборы из розового, оранжевого и зеленого пикселов, повторяющиеся 50 раз, LZW выявляет это, присваивает данному набору отдельное число (например, 7) и затем сохраняет эти данные 50 раз в виде числа 7. Метод LZW, так же, как и RLE, лучше действует на участках однородных, свободных от шума цветов, он действует гораздо лучше, чем RLE, при сжатии произвольных графических данных, но процесс кодирования и распаковки происходит медленнее.

Метод сжатия Хаффмана (Huffman) разработан в 1952 году и используется как составная часть в ряде других схем сжатия, таких как LZW, Дефляция, JPEG. В методе Хаффмана берется набор символов, который анализируется, чтобы определить частоту каждого символа. Затем для наиболее часто встречающихся символов используется представление в виде минимально возможного количества битов. Например, буква «е» чаще всего встречается в английских текстах. Используя кодировку Хаффмана, вы можете представить «е» всего лишь двумя битами (1 и 0), вместо восьми битов, необходимых для представления буквы «е» в кодировке ASCII.

Метод сжатия CCITT (International Telegraph and Telephone Committie) был разработан для факсимильной передачи и приема. Является более узкой версией кодирования методом Хаффмана. CCITT Group 3 идентичен формату факсовых сообщений, CCITT Group 4 — формат факсов, но без специальной управляющей информации.

2. Графические форматы файлов

2.1 Растровый формат

Растровые изображения формируются в процессе сканирования многоцветных иллюстраций и фотографий, а также при использовании цифровых фото- и видео камер. Можно создать растровое изображение непосредственно на компьютере с помощью растрового графического редактора.

Растровое изображение создается с использованием точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель может принимать любой цвет из палитры, содержащей десятки тысяч или даже десятки миллионов цветов, поэтому растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи цветов и полутонов. Качество растрового изображения возрастает с увеличением пространственного разрешения (количества пикселей в изображении по горизонтали и вертикали) и количества цветов в палитре.

Недостатком растровых изображений является их большой информационный объем, так как необходимо хранить код цвета каждого пикселя.

Рассмотрим непосредственно расширения растрового графического формата:

1) Формат файла BMP (сокращенно от BitMaP) — это «родной» формат растровой графики для Windows, поскольку он наиболее близко соответствует внутреннему формату Windows, в котором эта система хранит свои растровые массивы. Для имени файла, представленного в BMP-формате, чаще всего используется расширение BMP, хотя некоторые файлы имеют расширение RLE, означающее run length encoding (кодирование длины серий). Расширение RLE имени файла обычно указывает на то, что произведено сжатие растровой информации файла одним из двух способов сжатия RLE, которые допустимы для файлов BMP-формата.

В файлах BMP информация о цвете каждого пиксела кодируется 1, 4, 8, 16 или 24 бит (бит/пиксел). Числом бит/пиксел, называемым также глубиной представления цвета, определяется максимальное число цветов в изображении. Изображение при глубине 1 бит/пиксел может иметь всего два цвета, а при глубине 24 бит/пиксел — более 16 млн. различных цветов.

2) PCX стал первым стандартным форматом графических файлов для хранения файлов растровой графики в компьютерах IBM PC. На этот формат, применявшийся в программе Paintbrush фирмы ZSoft, в начале 80-х гг. фирмой Microsoft была приобретена лицензия, и затем он распространялся вместе с изделиями Microsoft. В дальнейшем формат был преобразован в Windows Paintbrush и начал распространяться с Windows. Хотя область применения этого популярного формата сокращается, файлы формата PCX, которые легко узнать по расширению PCX, все еще широко распространены сегодня.

Файлы PCX разделены на следующие три части: заголовок PCX, данные растрового массива и факультативная таблица цветов. 128-байт заголовок PCX содержит несколько полей, в том числе поля размера изображения и числа бит для кодирования информации о цвете каждого пикселя. Информация растрового массива сжимается с использованием простого метода сжатия RLE; факультативная таблица цветов в конце файла содержит 256 значений цветов RGB, определяющих цвета изображения. Формат PCX первоначально был разработан для адаптеров CGA- и EGA-дисплеев и в дальнейшем был модифицирован для использования в адаптерах VGA и адаптерах истинных цветов. Кодирование цвета каждого пикселя в современных изображениях PCX может производиться с глубиной 1, 4, 8 или 24 бит.

3) Если PCX — один из самых простых для декодирования форматов растровой графики, то TIFF (Tagged Image File Format, формат файлов изображения, снабженных тегами) — один из самых сложных. Файлы TIFF имеют расширение TIFF. Каждый файл начинается 8-байт заголовком файла изображения (IFH), важнейший элемент которого — каталог файла изображения (Image File Directory, IFD) — служит указателем к структуре данных. IFD представляет собой таблицу для идентификации одной или нескольких порций данных переменной длины, называемых тегами; теги хранят информацию об изображении. В спецификации формата файлов TIFF определено более 70 различных типов тегов. Например, тег одного типа хранит информацию о ширине изображения в пикселах, другого — информацию о его высоте. В теге третьего типа хранится таблица цветов (при необходимости), а тег четвертого типа содержит сами данные растрового массива. Изображение, закодированное в файле TIFF, полностью определяется его тегами, и этот формат файла легко расширяется, поскольку для придания файлу дополнительных свойств достаточно лишь определить дополнительные типы тегов.

Конспект по дисциплине Компьютерная графика на тему «Основные форматы графической информации»

Основные форматы графической информации

Хранение данных для воспроизведения их в графических режимах видеоподсистем выполняется в разных форматах, в зависимости от типа программ, их создавших, и от располагаемых размеров памяти для хранения графических файлов.

Данные могут представляться в растровом, векторном и смешанном видах. Кроме того, данные могут храниться в несжатом либо сжатом виде. И само сжатие, выполняемое по разным алгоритмам, может выполняться без потери данных (например, архивирование) либо предполагать частичную потерю данных.

Итак, существует много форматов представления графических файлов. ANSI (американский национальный институт стандартов) предложил несколько их спецификаций. Однако реально фирмы, работающие с графическими файлами, их не выполняют. Уже упоминалось, что существуют два принципиально различных способа записи графической информации: растровый и векторный. Различные фирменные пакеты по-разному представляют данные в рамках этих способов, стремясь наиболее эффективно по памяти и времени обработать тот класс данных, для которого предназначен пакет.

Все многообразие типов графических файлов и основную информацию о них можно представить в виде табл. 3.1 и 3.2. Их рассмотрение начнем с основных растровых форматов, используемых различными программами.

BMP (WindowsDeviceIndependentBitmap).Это – самый простой растровый формат. Он является родным форматом Windows и поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. В BMP данные о цвете хранятся только в модели RGB, поддерживаются как индексированные цвета (до 256 цветов), так и полноцветные изображения. Этот формат сводит к минимуму вероятность ошибок или неправильнойинтерпретации растровых данных. Благодаря примитивному алгоритму записи изображения при обработке файлов формата BMP расходуется очень мало системных ресурсов, поэтому этот формат очень часто используется для хранения логотипов, экранныхзаставок, иконок и прочих элементов графического оформления программ.

Таблица 3.1

Типы графических файлов

Форматы

анимации

Форматымультимедиа

Смешаные

форматы

Гипертекст

и гипермедиа

Трехмерные

Фрагментыязыкамоделирования

Форматы

аудиофайлов

BDF

IGES

CGM

3DS

DVM

CMU

IGES

HTML встраивает GIF,

JPEG,

XBM

P3D

PDL

MPEG

GIF

DIF

EPS

DKB

FLI

RIFF

TDDD

SGI

PIX

POV

GEM

MTV

Invertor

JPEG

HDF

NFF

MSP

RTF

BMP

WMF

PCX

PIC

TIFF

Таблица 3.2

Характеристикиграфическихфайлов

Тип

Использование

Фирма

Платформы

Расши-рение

BMP

Растровый

Хранение и отображение информации в Windows

“Microsoft”

PC

bmp

GIF

Растровый

Передача данных в сети Compuserve

“Compuserve Inc.”

PC, UNIX

gif

PCX

Растровый

В графическихредакторах

“Zsoft Corp. ”

PC

pcx

JPEG

Растровый

Дляфотографическойинформации

“Joint Phоtographic Experts Group”

PC, Macintosh

jpg

TIFF

Растровый

Обмен данными между настольными и издательскими системами

“Aldus Corp. ”

PC, Macintosh, UNIX

tif

DXF

Векторный

Обмен чертежами и данными САПР

“Autodesk Inc.”

PC

dxf

CDR

Векторный

Чертежная, издательская и другие виды графики

“Corel”

PC

cdr

WMF

Векторный

Хранение и отображение информации в среде Windows

“MicroSoft”

PC

wmf

RIB

Векторный

Передачаинформацииобобъектах

“Pixar”

PC, Macintosh, UNIX

rib

PCX (SoftPublisher’sPaintbrush). Этот формат обладает примерно такими же возможностями, как и BMP, был разработан еще на заре компьютерной эпохи фирмой “Z-Soft”специально для своего графического редактора PCPaintBrush под операционную систему MS-DOS. Изображения в формате PCX можно посмотреть большинством программ под управлением DOS, в том числе и внутренним файловым менеджеромNortonCommander. Цветовые возможности: 1, 2, 4, 8 или 24-битовый цвет. В системе цветов поддерживается только схема RGB, причем полностью отсутствуют возможности сохранения монохромного изображения в оттенках серого. Как и ВМР, этот формат в значительной мере устарел и поддерживается современными графическими программами исключительно для совместимости с антикварным ПО.

GIF (GraphicsInterchangeFormat). Этот формат является самым популярным форматом на просторах Интернет, предложен фирмой “CompuServe” в 1987 году. Отличительной его особенностью является использование режима индексированных цветов (не более 256), что ограничивает область применения формата изображениями, имеющими резкие цветовые переходы. Формат GIF является излюбленным форматом веб-мастеров, использующих его для сохранения многочисленных элементов оформления своих страничек. Небольшие размеры файлов изображений обусловлены применением эффективных алгоритмов сжатия, благодаря чему изображения в этом формате наиболее удобны для пересылки по каналам связи глобальной сети. В 1989 году формат был обновлен и получил наименование “GIF89А”. От предыдущей версии его отличает наличие дополнительного канала для реализации эффекта прозрачности (к сожалению, не более одной градации) и возможности хранить в одном файле несколько картинок с указанием времени показа каждой, что используется для создания анимированных GIF-файлов.

PNG (PortableNetworkGraphics). Это – формат, являющийся плодом трудов сообщества независимых программистов.Появился на свет как ответная реакция на переход популярнейшего формата GIF в разряд коммерческих продуктов. Этот формат, сжимающий графическую информацию без потерь качества, поддерживает цветные фотографические изображения вплоть до 48-битных включительно. Как недостаток формата часто упоминается то, что он не дает возможности создавать анимационные ролики, хотя сейчас, при переходе практически всей анимации на технологию Flash, это уже совсем не актуально. Зато формат PNG позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности за счет применения дополнительного альфа-канала с 256 градациями серого что, безусловно, выделяет его на фоне всех существующих в данный момент форматов. Формат хорош для публикации высококачественной растровой графики в Интернете.

JPEG (JointPhotographicExpertsGroup). Это – самый популярный формат для хранения фотографических изображений. Он является общепризнанным стандартом в Интернете. JPEG может хранить только 24-битовые полноцветные изображения. Одноименный с форматом, достаточно сложный алгоритм сжатия отлично сжимает фотографии, но это сжатие происходит с потерями и портит качество, тем не менее он может быть легко настроен на минимальные (практически незаметные для человеческого глаза) потери. Формат JPEG не поддерживает анимацию или прозрачный цвет и пригоден в подавляющем большинстве случаев только для публикации полноцветных изображений, типа фотографических, в Интернете.

TIFF (TagImageFileFormat). Этот формат разработан компанией “Aldus” для своего графического редактора PhotoStyler, впрочем, уже не развивающегося. Однако самому формату была уготована гораздо более долгая жизнь. Как универсальный формат для хранения растровых изображений, TIFF достаточно широко используется, в первую очередь в издательских системах, требующих изображения наилучшего качества. Кстати, возможность записи изображений в формате TIFF является одним из признаков высокого класса современных цифровых фотокамер. Формат поддерживает множество алгоритмов сжатия (в том числе популярные LZW, Deflate или JPEG), типов изображений от битового (1-, 2-, 4-, 8-, 24- и 32-битных изображений) и индексированных цветов до систем LAB, CMYK и RGB. Существуют две разновидности формата (соответственно для IBMPC и Macintosh), обусловленные различным порядком записи данных, реализуемым на этих платформах. В этом формате поддерживаются такие чисто профессиональные возможности, как альфа-каналы, возможность сохранять несколько копий изображения с разным разрешением и даже включать в файл слои. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов (например, с PC на Маc и обратно).

PSD (AdobePhotoshop). Этот формат является стандартным форматом пакета AdobePhotoshop и отличается от большинства обычных растровых форматов возможностью хранения слоев (layers). Он содержит много дополнительных переменных (не уступает TIFF по их количеству) и сжимает изображения, используя алгоритм сжатия без потерь RLEPackbits, иногда даже сильнее, чем PNG (только в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Формат поддерживает глубины цвета, вплоть до 16 бит на канал (48-битные цветные и 16-битные черно-белые), а также альфа-каналы, слои, контуры, прозрачность, векторные надписи и т. п.,прекрасно подходит для переноса или хранения изображений, содержащих специфические, свойственные только AdobePhotoshop, элементы. Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмотрщиков, но не стоит забывать, что, открыв эти файлы в некоторых графических редакторах третьих фирм, даже декларирующих поддержку формата PSD, можно потерять значительную часть их специфических возможностей.

Рассмотрим теперь основные векторные графические форматы, использующиеся в программах. Разработчики практически всех векторных графических программ предпочитают иметь дело только со своими собственными форматами, что связано, скорее всего, со спецификой алгоритмов формирования векторного изображения. Так как возможность переноса файлов между различными приложениями в векторной графике не менее актуальна, чем в растровой, то своего рода стандартом стали файловые форматы двух наиболее популярных профессиональных графических пакетов – AdobeIllustrator и CorelDRAW.

AI (AdobeIllustratorDocument). Этот формат поддерживают практически все программы, так или иначе связанные с векторной графикой. Он является лучшим посредником при передаче изображений из одной программы в другую, с РС на Macintosh и наоборот. В целом, несколько уступая CorelDRAW по иллюстративным возможностям, тем не менее он отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с языком PostScript, на который ориентируются практически все издательско-полиграфические приложения.

CDR (CorelDRAWDocument). Это – основной рабочий формат популярного пакета CorelDRAW, являющегося неоспоримым лидером в классе векторных графических редакторов на платформе РС. Имея сравнительно невысокую устойчивость и проблемы с совместимостью файлов разных версий формата, тем не менее формат CDR, особенно последних версий, можно без натяжек назвать профессиональным. В файлах этих версий применяется раздельное сжатие для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, поддерживается многостраничность.

WMF (WindowsMetafile). Это – еще один родной формат Windows, на сей раз векторный. Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях, поскольку он не может сохранять некоторые параметры, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не воспринимается «Macintosh», и, самое главное, способен исказить цветовую схему изображения.

PDF (PortableDocumentFormat). Этот формат первоначально проектировался как компактный формат электронной документации, но в последнее время он все больше используется для передачи по сетям графических изображений и смешанных документов, содержащих как текст, так и графику. Формат PDF является в полной мере платформонезависимым форматом, в текстовой части которого возможно использование множества шрифтов и гипертекстовых ссылок, а также графических иллюстраций любого типа (векторных или растровых). Поэтому документ будет выглядеть так, как задумал его автор, на любом компьютере, независимо от используемого на нем программного обеспечения. Для достижения минимального размера PDF-файла используется сжатие, причем каждый вид объектов сжимается по наиболее выгодному для него алгоритму. Просматривать документы в формате PDF и распечатывать их на принтере можно с помощью утилиты AcrobatReader, распространяемой компанией “Adobe” бесплатно. Так как все изображения выводятся на экран в виде точек, то перед выводом векторных изображений программа производит вычисление координат экранных точек изображения объекта. Поэтому, наверное, векторную графику иногда называют вычисляемой.