Какие форматы и размеры фотографий существуют, как выбрать правильный? Форматы изображения
Существуют два типа графических файлов, это растровый и векторный, которые имеют различные форматы.
- растровому графическому файлу соответствуют форматы *.bmp, *.tif, *psd, *.gif, *.png, *.jpg;
- векторному графическому файлу соответствуют форматы *.wmf, *.eps, *.cdr, *.ai
Знание форматов файлов – являются основой работы с цифровыми фотографиями т.к. они определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия). Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют обычно достаточно большой объем. Сжатие графических файлов отличается от их архивации с помощью программ-архиваторов (гаг, zip, arj и пр.) тем, что алгоритм сжатия включается в формат графического файла.
Основные форматы графических файлов
RAW
В переводе с английского - сырой. Формат использующийся в процессе обработки фотографий, содержит необработанную информацию, поступающую напрямую с матрицы фотокамеры и не имеющий чёткой спецификации. Эти файлы не обрабатываются процессором камеры (в отличие от JPG) и содержат оригинальную информацию о съемке. RAW может быть сжат без потери качества. В отличие от JPG, который был обработан в камере и уже сохранен с сжатием данных – RAW дает широчайшие возможности по обработке фотографии и сохраняет максимальное качество.
Другими словами, под форматом RAW понимаются данные, полученные напрямую с матрицы без обработки.
Разные производители фототехники используют разные алгоритмы для создания RAW в своих камерах. Каждый производитель придумывает собственное разрешение для своего RAW-файла – NEF, NRW – Nikon; CRW, CR2 – Canon.
JPEG (или JPG)
Это самый распространенный формат графических файлов. Свою популярность JPEG заслужил гибкой возможностью сжатия данных. При необходимости изображение можно сохранить с максимальным качеством. Либо сжать его до минимального размера файла для передачи по сети. При сохранении JPEG-файла можно указать степень качества, а значит и степень сжатия, которую обычно задают в некоторых условных единицах, например, от 1 до 100 или от 1 до 10. Большее число соответствует лучшему качеству, но при этом увеличивается размер файла. Обыкновенно, разница в качестве между 90 и 100 на глаз уже практически не воспринимается.
В JPEG применяется алгоритм сжатия с потерей качества. Что это нам дает? Явный минус такой системы – потеря качества изображения при каждом сохранении файла. С другой сжатие изображения в 10 раз упрощает передачу данных. На практике, сохранение фотографии с минимальной степенью сжатия не дает видимого ухудшение качества изображения. Именно поэтому JPG – самый распространенный и популярный формат хранения графических файлов.
TIFF (Tagged Image File Format)
Формат TIFF - формат хранения растровых графических изображений. Изначально был разработан компанией Aldus в сотрудничестве с Microsoft для использования с PostScript. Он позволяет сохранять фотографии в различных цветовых пространствах (RBG, CMYK, YCbCr, CIE Lab и пр.) и с большой глубиной цвета (8, 16, 32 и 64 бит). TIFF используется при сканировании, отправке факсов, распознавании текста, в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями. Имеется возможность сохранять изображение в файле формата TIFF со сжатием и без сжатия. Степени сжатия зависят от особенностей самого сохраняемого изображения, а также от используемого алгоритма. В отличии от JPG, изображение в TIFF не будет терять в качестве после каждого сохранения файла. Но, к сожалению, именно из-за этого TIFF файлы весят в разы больше JPG.
PSD (Photoshop Document)
Photoshop Document (PSD) - оригинальный растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь, созданный специально для программы Adobe Photoshop и поддерживающий все его возможности. Он позволяет сохранять растровое изображение со многими слоями, любой глубиной цвета и в любом цветовом пространстве. Чаще всего формат используется для сохранения промежуточных или итоговых результатов сложной обработки с возможностью изменения отдельных элементов. Так же PSD поддерживает сжатие без потери качества. Но обилие информации, которое может содержать PSD файл, сильно увеличивает его вес.
BMP (Bit MaP image)
Bit MaP image (BMP) - универсальный формат растровых графических файлов, используется в операционной системе Windows. Этот формат поддерживается многими графическими редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями. Формат BMP один из первых графических форматов. Его распознает любая программа работающая с графикой. BMP хранит данные с глубиной цвета в данном формате от 1 до 48 бит на пиксель, максимальные размеры изображения 65535×65535 пикселей. На данный момент формат BMP практически не используеться ни в интернете (JPG весит в разы меньше), ни в полиграфии (TIFF справляеться с этой задачей лучше).
GIF (Graphics Interchange Format)
формат хранения растровых графических изображений. Формат GIF способен хранить сжатые данные без потери качества в формате до 256 цветов. Включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз. Изображение в формате GIF хранится построчно, поддерживается только формат с индексированной палитрой цветов. Рекомендуется для хранения; изображений, создаваемых программным путем (диаграмм, графиков и так далее) и рисунков (типа аппликации) с oгpaниченным количеством цветов (до 256). Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.
PNG (Portable network graphics)
Растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь. PNG был создан как для улучшения, так и для замены формата GIF графическим форматом, не требующим лицензии для использования. В отличии от GIF, у PNG есть поддержка альфа-канала и возможность хранить неограниченное количество цветов. PNG сжимает данные без потерь, что делает его очень удобным для хранения промежуточных версий обработки изображений. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.
JPEG 2000 (или jp2)
Графический формат, который вместо дискретного косинусного преобразования, характерного для JPEG, использует технологию вейвлет-преобразования, основывающуюся на представлении сигнала в виде суперпозиции некоторых базовых функций - волновых пакетов. В результате такой компрессии изображение получается более гладким и чётким, а размер файла по сравнению с JPEG при одинаковом качестве уменьшается ещё на 30%. Говоря простым языком, при одинаковом качестве размер файла в формате JPEG 2000 на 30% меньше, чем JPG. При сильном сжатии JPEG 2000 не разбивает изображение на квадраты, характерные формату JPEG. К сожалению, на данный момен этот формат мало распространён и поддерживается только браузерами Safari и Mozilla/Firerox (через Quicktime).
WMF (Windows MetaFile)
Универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.
CDR (CorelDRaw files)
Оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw.
AI (AdobeIllustrator files)
Оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики AdobeIllustrator.
EPS (Encapsulated PostScript)
Формат векторных графических файлов, поддерживается программами для различных операционных систем.
Вот практически и все самые распространенные форматы графических файлов , которые должен знать уважающий себя фотограф и дизайнер.
Любая цифровая фотография по сути это программный файл, в котором хранится информация об изображении, полученном оцифровкой каждой его точки и о том, как и когда оно было сделано. Структура данных этой информации называется форматом файла фотографии или по-другому файловым фото форматом.
Таких форматов существует много, и все они относятся к графическому типу. Отличаются они алгоритмом сжатия информации, спецификацией и назначением. Каждый формат файлов фотографий разрабатывался для своих целей и подходит для них лучше других. Например, для хранения изображений, обработки или их размещения в сети Интернет.
Получить первоначальную цифровую фотографию можно одним путем. Надо спроецировать кадр будущей фотографии на матрицу, состоящую из множества чувствительных к свету фотоэлементов, измерить уровень сигнала каждого из них и записать все эти значения в файл фотографии. Такое разделение фотографии на отдельные точки – пиксели называется растром, а формат ее файла – растровым (рис.1).
Рис.1 Любая цифровая фотография состоит из отдельных пикселей, информация о которых хранится в файле растрового формата.
Сделать файл фотографии растрового формата можно двумя основными устройствами – цифровой фотокамерой или . Но при этом количество форматов, в которых можно сохранять файлы фотографий, у них ограничено. Для получения файлов фотографий другого формата их надо конвертировать в специальной программе (рис.2).
Рис.2 Способы получения файлов цифровых фотографий растровых форматов.
Изменение формата файла фотографии может потребоваться по разным причинам. Например, для уменьшения размера файлов фотографий, для сохранения максимального качества изображения или для возможности работать со слоями. Есть и другие причины, но в любом случае каждый формат файла фотографии следует использовать по своему назначению.
Основные форматы файлов фотографий
Имена файлов цифровых фотографий любого фото формата также как и программные файлы других типов состоят из изменяемой части, точки и расширения. Расширение файлов фотографий всегда неизменно и может состоять из трех или четырех символов, по которым и определяется тип файла или название формата. Например, jpeg, cr2, tiff, psd, gif (рис.3).
Рис.3 Расширение файла фотографии указывает на его формат.
Универсальным форматом для файлов цифровых фотографий считается JPEG. Это самый популярный растровый формат, который используется для сохранения фотографий в разных типах фототехники. С ним удобно работать в различных фоторедакторах и использовать его для просмотра фотографий во всех технических устройствах. Главный его недостаток – потеря качества изображения при сохранении файла (рис.4).
Рис.4 Потеря качества изображения фотографии при сохранении ее файла в формате JPEG.
Кроме формата JPEG в дорогой фототехнике часто используется формат RAW. В файле этого формата сохраняется самая полная информация об изображении и обо всех настройках фотоаппарата, с которыми оно было сделано. Это дает огромные преимущества при обработке фотографий и позволяет устранять многие ошибки фотосъемки (рис.5).
Рис.5 Используя специальную программу в файлах фотографий формата RAW можно изменять настройки фотоаппарата.
Формат RAW это общее название нескольких форматов используемых в фототехнике разных производителей. Каждый такой формат имеет свои особенности и не является унифицированным. Для того чтобы привести все существующие форматы RAW к единому стандарту был разработан формат DNG. По сути это тот же формат RAW, но у него размер файлов меньше и нет дополнительных текстовых файлов (рис.6).
Рис.6 Файлы одной и той же фотографии в формате RAW и DNG имеют разные размеры и способы хранения текстовой информации.
В тех случаях, когда требуется сохранение результатов обработки цвета, слоев, каналов, масок или каких-либо других атрибутов редактирования фотографий, используется формат PSD. Это внутренний формат файлов программы Photoshop, в котором следует сохранять всю информация об изменении фотографий после фотосъемки (рис.7). Основной недостаток этого формата – ограниченное применение.
Рис.7 В файлах формата PSD удобно хранить информацию о редактировании фотографий (пример файла).
Формат TIFF это еще один формат файлов, используемый для хранения цифровых фотографий. Он позволяет сохранять максимальное качество изображения, но при этом размер такого файла будет и самым большим в сравнении с другими перечисленными форматами (рис.8). В цифровой фотографии он используется для высококачественной работы с цветом.
Рис.8 Сравнение размеров файлов одной фотографии, сохраненной в разных фото форматах.
Рассмотренные выше пять файловых фото форматов – JPG, RAW, DNG, PSD и TIFF считаются основными для хранения, обработки и просмотра цифровых фотографий. Но для эффективной демонстрации фотографий зрителю такие форматы не подходят. Для этого нужно выбирать другие форматы, разработанные для этой цели.
Форматы файлов для показа фотографий
Основное назначение всех фотографий это их показ зрителю. В отличие от бумажных фотографий демонстрацию многих цифровых фотографий можно сделать доступнее и интереснее, используя подходящие форматы файлов. Например, фотографии можно анимировать и разместить в сети Интернет, наложить на них музыку, текст и разные спецэффекты.
Самый удобный способ показать фотографии большому числу зрителей это разместить их в сети Интернет – на фото сайтах, в социальных сетях или (рис.9). При этом формат файлов фотографий должен быть таким, чтобы их размеры были как можно меньше, а изображение имело бы хорошее качество. Для этого есть три подходящих формата.
Рис.9 Пример размещения цифровых фотографий в облаке .
Основным форматом для размещения фотографий в Интернете является все тот же JPEG, но с большой степенью сжатия информации. Для такой цели он подходит идеально. Файл фотографии в этом формате размером 600 на 900 пикселей можно сжать до 50 – 70 кб и при этом изображение внешне будет выглядеть нормально.
Второй популярный формат, который был создан для быстрой передачи растровых изображений по сетям, является GIF. Этот формат позволяет значительно сжимать файлы цифровых фотографий без потери качества изображения. Кроме того, в этом формате можно сохранять анимацию и прозрачность слоя изображения (рис.10). Основной недостаток формата GIF это ограничения в передачи цвета.
Рис.10 Файл фотографии формата GIF с анимацией.
(наведите курсор на изображение)
Для более качественной передачи цвета в сети Интернет был разработан формат PNG. Этот формат обладает более высокой степенью сжатия без потери качества графической информации в отличие от формата JPEG и может хранить неограниченное число цветов, в отличие от формата GIF. Кроме того, файлы формата PNG можно использовать как альтернативу формату для редактирования фотографий.
Используя все перечисленные выше форматы файлы фотографий можно хранить и просматривать по отдельности. Но есть и другой способ. Если фотографии объединить и сохранить в видео формате, они станут одним файлом. При этом из них можно сделать красивое слайд-шоу с музыкой, текстом и спецэффектами. Для этой цели подходят несколько форматов: MPEG4, MOV, AVI, WMV, FLV (рис.11). Но и это еще не все форматы.
Рис.11 Пример слайд-шоу из фотографий в формате файла MPEG4.
()
Для хранения и просмотра цифровых фотографий одним файлом так же можно использовать самый популярный книжный формат PDF. В таком формате фотографии можно хранить как в одном фотоальбоме. Это дает возможность создать для них интерактивное меню быстрого поиска или просматривать фотографий как слайд-шоу (рис.12).
Рис.12 Пример хранения цифровых фотографий в файле формата PDF.
()
Вот, пожалуй, и все, что касается общего обзора форматов для файлов, в которых следует хранить цифровые фотографии. При подборе форматов для каких-то конкретных целей, о них надо знать больше – особенности, преимущества, недостатки. Подробнее о каждом таком формате читайте в следующих статьях.
Векторные форматыФайлы векторного формата особенно полезны для хранения линейных элементов (линий и многоугольников), а также элементов, которые можно разложить на простые геометрические объекты (например, текст). Векторные файлы содержат не пиксельные значения, а математические описания элементов изображений. По математическим описаниям графических форм (линий, кривых, сплайнов) программа визуализации строит изображение.
Векторные файлы структурно более просты, чем большинство растровых файлов, и обычно организованы в виде потоков данных.
Примеры наиболее распространенных векторных форматов - AutoCAD DXF и Microsoft SYLK.
WMF. Это векторный формат, который используется графическими программами ОС Windows. Этот формат служит для передачи векторных изображений через буфер обмена в среде Windows. Этот формат принимается практически всеми программами, работающими с векторной графикой. Использовать этот формат для растровых изображений нельзя. Недостатки: искажение цвета и несохранение ряда параметров, которые устанавливаются для изображений в графических программах.
AI. Внутренний формат программы Illustrator. Может открываться программой Photoshop и кроме того этот формат поддерживают все программы, связанные с векторной графикой. Этот формат является лучшим средством при передаче векторных изображений из одной программы в другую. Растровые графические элементы при передаче через AI-формат в большинстве случаев теряются.
CDR. Это внутренний формат программы Corel Draw. Этот формат имеет большую популярность, как и сам пакет программ. Многие программы могут импортировать векторные файлы в форматы Corel Draw. В формате CDR содержаться и растровые графические объекты. В этом формате применяется компрессия, причем для векторных и растровых файлов применяется разная компрессия.
Метафайловые форматы
Метафайлы могут хранить и растровые, и векторные данные. Простейшие метафайлы напоминают файлы векторного формата; они содержат язык или синтаксис для определения элементов векторных данных, но могут включать и растровое представление изображения. Метафайлы часто используются для транспортировки растровых и векторных данных между аппаратными платформами, а также для перемещения изображений между программными платформами.Наиболее распространенные метафайловые форматы - WPG, Macintosh PICT и CGM.
Лекция №3. Форматы графических файлов
Форматы графических файлов. BMP, TIFF, JPEG, GIF, PNG и другие форматы. Характеристики и применение различных форматов. Методы представления графической информации внутри файла. Преобразование форматов.
Форматы графических файлов
В компьютерной графике применяют, по меньшей мере, три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них применяется в подавляющем большинстве программ. Как правило, несовместимые форматы имеют файлы растровых, векторных, трехмерных изображений, хотя существуют форматы, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на собственные «специфические» форматы, перенос их файлов в другие программы вынуждает использовать специальные фильтры или экспортировать изображения в «стандартный» формат.
BMP (Windows Device Independent Bitmap). Формат ВМР является родным форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные системы Windows и OS/2. Файлы формата BMP могут иметь расширения.bmp, .dib и.rle. Кроме того, данные этого формата включаются в двоичные файлы ресурсов RES и в PE-файлы.
В формате BMP можно сохранять изображения с глубиной цвета (числом битов, описывающих один пиксел изображения) 1, 4, 8 и 24 бит, что соответствует максимальному числу используемых цветов 2, 16, 256 и 16 777 216. Файл может содержать палитру, определяющую цвета, отличные от принятых в системе.
TIFF (Tagged Image File Format). Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла.TIF). TIFF аппаратно независимый формат, его поддерживают практически все программы на РС и Macintosh, так или иначе связанные с графикой. TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK и дополнительных цветов Pantone. TIFF может сохранять слои, обтравочные контуры, альфа-каналы, другие дополнительные данные.
TIFF имеет две разновидности: для Macintosh и РС. Это связано с тем, что процессоры Motorola читают и записывают числа слева направо, а процессоры Intel - наоборот. Современные программы могут без проблем использовать оба варианта формата.
Родная программа для этого формата Photo-Styler на сегодняшний день "снята с производства", но формат продолжает развиваться и дополняться новыми возможностями. Фирма Letraset ввела сокращенную версию TIFF-формата под названием RIFF (Raster Image File Format).
В формате TIFF может быть использована LZW-, JPEG-, ZIP-компрессия. Ряд старых программ (например, QuarkXPress 3.x, Adobe Streamline, многие программы-распознаватели текста) не умеют читать сжатые файлы TIFF, однако, если вы пользуетесь новым программным обеспечением, нет причины не использовать компрессию.
TIFF, несмотря на все алгоритмы сжатия все равно - самый «многовесный» растровый формат, поэтому для использования в сети Интернет он не годится.
PSD (PhotoShop Document). Собственный формат программы Adobe Photoshop (расширение имени файла.PSD), один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. Поддерживаются 48–разрядное кодирование цвета, цветоделение и различные цветовые модели. Основной недостаток выражен в том, что отсутствие эффективного алгоритма сжатия информации приводит к большому объему файлов. Открывается не всеми программами.
PCX . Формат появился как формат хранения растровых данных программы PC PaintBrush фирмы Z–Soft и является одним из наиболее распространенных (расширение имени файла.PCX). Отсутствие возможности хранить цветоделенные изображения, недостаточность цветовых моделей и другие ограничения привели к утрате популярности формата. В настоящее время считается устаревшим.
JPEG (Joint Photographic Experts Group). Формат предназначен для хранения растровых изображений (расширение имени файла.JPG). Позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения. Применяемые методы сжатия основаны на удалении «избыточной» информации, поэтому формат рекомендуют использовать только для электронных публикаций.
Формат файла JPEG был разработан компанией C–Cube Microsystems как эффективный метод хранения изображений с большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми оттенками цвета. Самое большое отличие формата JPEG от других форматов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями информации. Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия. Распакованное изображение JPEG редко соответствует оригиналу абсолютно точно, но очень часто эти различия столь незначительны, что их едва можно обнаружить.
JPEG - алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, как в RLE и LZW, а на разнице между пикселами. Кодирование данных происходит в несколько этапов. Сначала графические данные конвертируются в цветовое пространство типа LAB, затем отбрасывается половина или три четверти информации о цвете (в зависимости от реализации алгоритма). Далее анализируются блоки 8х8 пикселов. Для каждого блока формируется набор чисел. Первые несколько чисел представляют цвет блока в целом, в то время как последующие числа отражают тонкие делали. Спектр деталей базируется на зрительном восприятии человека, поэтому крупные детали более заметны.
На следующем этапе, в зависимости от выбранного вами уровня качества, отбрасывается определенная часть чисел, представляющих тонкие детали. На последнем этапе используется кодирование методом Хафмана для более эффективного сжатия конечных данных. Восстановление данных происходит в обратном порядке.
Таким образом, чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается, тем ниже качество. Используя JPEG можно получить файл в 1-500 раз меньше, чем ВМР! Формат аппаратно независим, полностью поддерживается на РС и Macintosh, однако он относительно нов и не понимается старыми программами (до 1995 года). JPEG не поддерживает индексированные палитры цветов. Первоначально в спецификациях формата не было и CMYK, Adobe добавила поддержку цветоделения, однако CMYKJPEG во многих программах делает проблемы. Лучшим решением является использование JPEG-сжатия в Photoshop EPS-файлах, которое описывается ниже.
Существуют подформаты JPEG. Baseline Optimized - файлы несколько лучше сжимаются, но не читаются некоторыми программами. JPEG Baseline Optimized разработан специально для Интернета, все основные браузеры его поддерживают. Progressive JPEG так же разработан специально для Сети, его файлы меньше стандартных, но чуть больше Baseline Optimized. Главная особенность Progressive JPEG в поддержке аналога черезстрочного вывода.
Из сказанного можно сделать следующие выводы. JPEG’ом лучше сжимаются растровые картинки фотографического качества, чем логотипы или схемы - в них больше полутоновых переходов, среди однотонных заливок же появляются нежелательные помехи. Лучше сжимаются и с меньшими потерями большие изображения для web или с высокой печатной резолюцией (200-300 и боее dpi), чем с низкой (72-150 dpi), т.к. в каждом квадрате 8х8 пикселов переходы получаются более мягкие, за счет того, что их (квадратов) в таких файлах больше. Нежелательно сохранять с JPEG-сжатием любые изображения, где важны все нюансы цветопередачи (репродукции), так как во время сжатия происходит отбрасывание цветовой информации. В JPEG’е следует сохранять только конечный вариант работы, потому что каждое пересохранение приводит ко все новым потерям (отбрасыванию) данных и превращении исходного изображения в кашу.
GIF (Graphics Interchange Format ). Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году (GIF87a) фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован (GIF89a), были добавлены поддержка прозрачности и анимации. GIF использует LZW-компрессию, что позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы).
GIF позволяет записывать изображение "через строчку" (Interlaced), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Это достигается за счет записи, а затем подгрузки, сначала 1, 5, 10 и т.д. строчек пикселов и растягивания данных между ними, вторым проходом следуют 2, 6, 11 строчки, разрешение изображения в интернетовском браузере увеличивается. Таким образом, задолго до окончания загрузки файла пользователь может понять, что внутри и решить, стоит ли ждать, когда файл поднимется весь. Черезстрочная запись незначительно увеличивает размер файла, но это, как правило, оправдывается приобретаемым свойством.
В GIF’e можно назначить один или более цветов прозрачными, они станут невидимыми в интернетовских браузерах и некоторых других программах. Прозрачность обеспечивается за счет дополнительного Alpha-канала, сохраняемого вместе с файлом. Кроме того файл GIF может содержать не одну, а несколько растровых картинок, которые браузеры могут подгружать одну за другой с указанной в файле частотой. Так достигается иллюзия движения (GIF-анимация).
Актуальность концепций, реализованных в формате GIF, с особой очевидностью проявилась в связи с расширенным использованием электронных изданий (в виде Web – страниц или Web – сайтов). Несмотря на все возрастающую пропускную способность сетевых аппаратных средств, и, в частности, модемов, достаточно остро стоит вопрос объема графических элементов электронных изданий. С одной стороны, наглядность и эффективность электронного издания во многом зависит от качества графических элементов, и, в первую очередь, от разрешения и глубины цвета пикселов изображения. Поэтому понятно стремление разработчиков электронных публикаций использовать многокрасочные графические изображения.
С другой стороны, требования к компактности файлов, передаваемых по сетевым каналам, отнюдь не отошли на второй план. Графические файлы большого объема требуют и большого времени для загрузки изображения в браузер. Поэтому одной из основных задач профессионалов в области Web-дизайна как раз и является отыскание должного баланса между художественностью, информативностью страницы Web и ее объемом.
GIF - один из немногих форматов, использующих эффективный алгоритм сжатия, почти не уступающий программам-архиваторам. Иными словами, GIF-файлы не нужно архивировать, так как это редко когда дает ощутимый выигрыш в объеме.
Поэтому формат GIF, главным достоинством которого является минимальный размер файлов, до сих пор сохраняет свое значение основного графического формата World Wide Web.
Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов. Для полиграфии этого явно недостаточно.
Существуют две спецификации GIF. Первая относится к формату GIF87а, в котором предусматривается запись множества изображений, и GIF89а, который ориентирован на хранение как текстовых, так и графических данных в одном файле.
GIF 87 a предусматривал следующие возможности GIF-файла:
Чередование (interlacing). Вначале загружается только "остов" изображения, потом, по мере загрузки, оно детализируется. Это позволяет на медленных линиях не грузить весь графический файл целиком для того, чтобы получить о нем представление.
Сжатие (compression) по алгоритму LZW. Эта черта GIF-файлов держит их в лидерах по наименьшему объему файла.
Размещение нескольких изображений в одном файле.
Расположение изображения на логическом экране. То есть, формат позволял определить логическую экранную область для вывода изображений, и помещать их в произвольном месте этой области.
В дальнейшем, этот стандарт был расширен спецификацией GIF89a, которая добавила следующие возможности:
Включение в графический файл комментариев (не отображаются на экране, но могут быть прочитаны программой, поддерживающей GIF89a).
Управление задержкой перед сменой кадров (задается в 1/100 секунды, или ожидание ввода пользователя).
Управление удалением предыдущего изображения. Предыдущее изображение может быть оставлено, заменено на цвет фона или на то, что было перед ним.
Определение прозрачного цвета.
Вывод текста.
Создание управляющих блоков прикладными программами (application-specific extensions). Внутри GIF-файла можно создать блок, который будет игнорироваться всеми программами, кроме той, для которой он предназначен.
PNG (Portable Network Graphics ). PNG - разработанный относительно недавно формат для Сети, призванный заменить собой устаревший GIF. Использует сжатие без потерь Deflate, сходное с LZW (именно из-за патентования в 1995-м году алгоритма LZW возник PNG). Сжатые индексированные файлы PNG, как правило, меньше аналогичных GIF"ов, RGB PNG меньше соответствующего файла в формате TIFF.
Глубина цвета в файлах PNG может быть любой, вплоть до 48 бит. Используется двумерный interlacing (не только строк, но и столбцов), который, так же, как и в GIF"е, слегка увеличивает размер файла. В отличие от GIF, где прозрачность либо есть, либо нет, PNG поддерживает также полупрозрачные пикселы (то есть в диапазоне прозрачности от 0 до 99%) за счет Альфа-канала с 256 градациями серого.
В файл формата PNG записывается информация о гамма-коррекции. Гамма представляет собой некое число, характеризующее зависимость яркости свечения экрана вашего монитора от напряжения на электродах кинескопа. Это число, считанное из файла, позволяет ввести поправку яркости при отображении. Нужно оно для того, чтобы картинка, созданная на Мас’е, выглядела одинаково и на РС и на Silicon Graphics. Таким образом, эта особенность помогает реализации основной идеи WWW - одинакового отображения информации независимо от аппаратуры пользователя.
PNG поддерживается в Microsoft Internet Explorer начиная с версии 4 для Windows и с версии 4.5 на Макинтош. Netscape добавила поддержку PNG для своего браузера в версиях, начиная с 4.0.4 для обеих платформ. Тем не менее до сих пор не реализована поддержка таких важных функций формата, как плавно переходящая прозрачность и гамма-коррекция.
PNG и GIF89a обладают следующими свойствами:
Формат организован в виде потока данных
"Сжатие без потерь"
Позволяет хранить индексированные изображения с палитрой до 256 цветов
Прогрессивное отображение чересстрочных данных
Поддержка "прозрачного цвета"
Возможность хранить данные общего и ограниченного доступа
Не зависят от "железа" и платформы
Преимущества PNG над GIF:
Более быстрое прогрессивное отображение чересстрочных схем
Расширенные возможности хранения пользовательских данных
Возможности PNG, отсутствующие в формате GIF:
Хранение полноцветных 48-битовых изображений
Хранение 16-битовых чёрно-белых изображений
Полный Альфа-канал
Указатель на контрастность
CRC - метод обнаружения ошибок в потоке данных
Стандартный инструментарий для разработки приложений чтения и записи PNG
Стандартный набор тестовых изображений для проверки этих приложений
Возможности GIF, отсутствующие в PNG версии 1.0:
Возможность хранения нескольких изображений в одном файле
Анимация
WMF (Windows MetaFile ). Формат хранения векторных изображений операционной системы Windows (расширение имени файла.WMF). По определению поддерживается всеми приложениями этой системы. Однако отсутствие средств для работы со стандартизированными цветовыми палитрами, принятыми в полиграфии, и другие недостатки ограничивают его применение (WMF искажает цвет, не может сохранять ряд параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах).
EPS (Encapsulated PostScript ). Формат описания как векторных, так и растровых изображений на языке PostScript фирмы Adobe, фактическом стандарте в области допечатных процессов и полиграфии (расширение имени файла.EPS). Так как язык PostScript является универсальным, в файле могут одновременно храниться векторная и растровая графика, шрифты, контуры обтравки (маски), параметры калибровки оборудования, цветовые профили. Для отображения на экране векторного содержимого используется формат WMF, а растрового – TIFF. Но экранная копия лишь в общих чертах отображает реальное изображение, что является существенным недостатком EPS. Действительное изображение можно увидеть лишь на выходе выводного устройства, с помощью специальных программ просмотра или после преобразования файла в формат PDF в приложениях Acrobat Reader, Acrobat Exchange.
Изображение, записанное в EPS-формате, может быть сохранено в разных цветовых пространствах: Grayscale, RGB, CMYK, Lab, Multi-channel.
Формат Encapsulated PostScript можно назвать самым надежным и универсальным способом сохранения данных. Он использует упрощенную версию PostScript: не может содержать в одном файле более одной страницы, не сохраняет ряд установок для принтера. Как и в файлы печати PostScript, в EPS записывают конечный вариант работы, хотя такие программы, как Adobe Illustrator и Adobe Photoshop могут использовать его как рабочий. EPS предназначен для передачи векторов и растра в издательские системы, создается почти всеми программами, работающими с графикой. Использовать его имеет смысл только тогда, когда вывод осуществляется на PostScript-устройстве. EPS поддерживает все необходимые для печати цветовые модели, среди них такая, как Duotone, может записывать, так же, данные в RGB, обтравочный контур, информацию и треппинге и растрах, внедренные шрифты. В формате EPS сохраняют данные в буфере обмена (Clipboard) программы Adobe для обмена между собой.
Вместе с файлом можно сохранить эскиз (image header, preview). Это копия низкого разрешения в формате PICT, TIFF, JPEG или WMF, которая сохраняется вместе с файлом EPS и позволяет увидеть, что внутри, поскольку открыть файл на редакцию могут только Photoshop и Illustrator. Все остальные импортируют эскиз, подменяя его при печати на PostScript-принтере оригинальной информацией. На принтере, не поддерживающем PostScript, выводится на печать сам эскиз. Если вы работаете на Photoshop для Макинтош, сохраняйте эскизы в формате JPEG, остальные маковские программы сохраняют эскизы в формате PICT. Эти и JPEG-эскизы не могут использовать Windows-приложения. Если вы работаете на PC или не знаете, где будет использоваться файл, сохраняйте эскиз в формате TIFF (когда предоставляется выбор).
EPS имеет много разновидностей, что зависит от программы-создателя. Самые надежные EPS создают программы производства Adobe Systems: Photoshop, Illustrator, InDesign. С 1996 года программы Adobe имеют встроенный интерпретатор PostScript, поэтому могут открывать EPS и редактировать их. Остальные графические редакторы открывать EPS не могут, мало того, создаваемые ими EPS-файлы иногда оказываются, мягко говоря, особенными. Среди самых проблемных Quark EPS, создаваемый функцией Save Page As EPS и FreeHand editable EPS, создаваемый функцией Save As. Не стоит особенно доверять Corel’овским EPS версии 6 и ниже и EPS из CorelXARA. У EPS-файлов из CorelDraw 7 и выше сохраняется проблема добавления полей к Bounding Box (условный прямоугольник в PostScript, описывающий все объекты на странице). Прежде, чем экспортировать из CorelDRAW, CorelXARA и, в меньшей степени, из FreeHand"а EPS-файлы стоит конвертировать многие эффекты программ (полупрозрачные заливки, например) в растровые или простые векторные объекты. Толстые контуры (более 2 pt), возможно, имеет смысл так же конвертировать в объекты, когда программа дает такую возможность. Проверить EPS-файл можно Adobe Illustrator"ом, если он открывает - значит все в порядке.
PDF (Portable Document Format ). Формат описания документов, разработанный фирмой Adobe (расширение имени файла.PDF). Хотя этот формат в основном предназначен для хранения документа целиком, его впечатляющие возможности позволяют обеспечить эффективное представление изображений. Формат является аппаратно–независимьм, поэтому вывод изображений допустим на любых устройствах – от экрана монитора до фотоэкспонирующего устройства. Мощный алгоритм сжатия со средствами управления итоговым разрешением изображения обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций. В этот формат можно преобразовать практически любой документ или отсканированное изображение. Однако для того, чтобы это сделать, в большинстве случаев требуется полный пакет Adobe Acrobat, содержащий Adobe Acrobat Distiller и Adobe Acrobat Writer.
PDF с 1 июля 2008 года является открытым стандартом ISO 32000.Формат PDF позволяет внедрять необходимые шрифты (построчный текст), векторные и растровые изображения, формы и мультимедиа-вставки. Поддерживает RGB, CMYK, Grayscale, Lab, Duotone, Bitmap, несколько типов сжатия растровой информации. Имеет собственные технические форматы для полиграфии: PDF/X-1, PDF/X-3. Включает механизм электронных подписей для защиты и проверки подлинности документов. В этом формате распространяется большое количество сопутствующей документации.
Для просмотра можно использовать официальную бесплатную программу Adobe Reader, а также программы сторонних разработчиков. Традиционным способом создания PDF-документов является виртуальный принтер, то есть документ как таковой готовится в своей специализированной программе - графическом или текстовом редакторе, САПР и т. д., а затем экспортируется в формат PDF для распространения в электронном виде, передачи в типографию и т. п.
CDR (CorelDRAW Document). Формат файла CDR - векторное изображение или рисунок, созданный с помощью программы CorelDRAW. Данный формат файла разработан компанией Corel для использования в собственных программных продуктах. CDR-файлы не поддерживаются многими программами, предназначенными для редактирования изображений. Однако, файл можно экспортировать с помощью CorelDRAW в другие, более распространенные и популярные форматы изображений. Также, файл CDR можно открыть программой Corel Paint Shop Pro.
Формат известен в прошлом низкой устойчивостью и плохой совместимостью файлов, тем не менее, пользоваться CorelDRAW чрезвычайно удобно. В файлах этих версий применяется раздельная компрессия для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность.
Ai (Adobe Illustraror ). Векторный файл изображения, созданный в программе Adobe Illustrator; вместо растровых данных, состоит из путей или линий, соединенных точками; может включать в себя объекты, цвет и текст. Документы Ai могут быть открыты в Photoshop, но изображение будет "растрированно", это означает, что оно будет преобразовано из векторного изображения в растровое. Формат AI инкапсулирует и формализует в структурированном файле подмножество языка описания страницы (PDL) PostScript. Такие файлы предназначены для отображения на принтере PostScript, но могут включать и растровую версию изображения, обеспечивая тем самым его предварительный просмотр. PostScript в полной реализации представляет собой мощный и сложный язык и способен определять почти все, что может быть отображено на двумерном устройстве вывода, формат AI адаптирован для хранения традиционных графических данных: рисунков, чертежей и декоративных надписей. Отметим все же, что файлы AI могут быть очень сложными. Мощь PostScript обусловлена в основном возможностью определять последовательности операций и затем объединять их простыми синтаксическими средствами. Эта скрытая сложность в файлах Adobe Illustrator иногда (но не всегда) сводится к минимуму.
Преобразование файлов
Необходимость преобразования графических файлов из одного формата в другой может возникнуть по разным причинам:
Программа, с которой работает пользователь, не воспринимает формат его файла;
Данные, которые надо передать другому пользователю, должны быть представлены в специальном формате.
Преобразование файлов из растрового формата в векторный
Существуют два способа преобразования файлов из растрового формата в векторный:
1) преобразование растрового файла в растровый объект векторного изображения;
2) трассировка растрового изображения для создания векторного объекта.
Первый способ используется в программе CorelDRAW, которая, как правило, успешно импортирует файлы различных растровых форматов. К примеру, если растровая картинка содержит 16 миллионов цветов, CorelDRAW покажет изображение, приближенное по качеству к телевизионному. Однако, импортируемый растровый объект может становиться довольно большим даже в том случае, если исходный файл невелик. В файлах растровых форматов информация хранится достаточно эффективно, так как часто используются методы сжатия. Векторные форматы такой способностью не обладают. Поэтому растровый объект, хранящийся в векторном файле, может значительно превосходить по размерам исходный растровый файл.
Особенность второго способа преобразования растрового изображения в векторное заключается в следующем. Программа трассировки растровых изображений (например, CorelTRACE) ищет группы пикселей с одинаковым цветом, а затем создает соответствующие им векторные объекты. После трассировки векторизованные рисунки можно редактировать как угодно. На рис. показано растровое изображение, которое хорошо преобразуется в векторное. Дело в том, что растровые рисунки, имеющие четко выраженные границы между группами пикселей одинакового цвета, хорошо переводятся в векторные. В то же время результат трассировки растрового изображения фотографического качества со сложными цветовыми переходами выглядит хуже оригинала.
Исходный растровый рисунок Векторизованный рисунок
Исходное растровое изображение Векторизованное изображение
Преобразование файлов одного векторного формата в другой
Векторные форматы содержат описания линий, дуг, закрашенных полей, текста и т. д. В различных векторных форматах эти объекты описываются по-разному. Когда программа пытается преобразовать один векторный формат в другой, она действует подобно обычному переводчику, а именно:
Считывает описания объектов на одном векторном языке,
Пытается перевести их на язык нового формата.
Если программа-переводчик считает описание объекта, для которого в новом формате нет точного соответствия, этот объект может быть либо описан похожими командами нового языка, либо не описан вообще. Таким образом, некоторые части рисунка могут исказиться или исчезнуть. Всё зависит от сложности исходного изображения. На рис. представлен один из возможных результатов преобразования файла из одного векторного формата в другие. Исходный рисунок создан в программе CorelDRAW и состоит из следующих элементов: импортированная растровая картинка в формате JPEG, рамка вокруг растровой картинки, текст, прямоугольник с конической заливкой.
Каждый из нас, так или иначе, сталкивается с изображениями. Давайте посмотрим на вопрос понимания этого термина несколько шире. Ведь форматы изображений включают в себя не только графику анимация, мультипликация и т.д.), но и видео. Отдельно остановимся на вопросах преобразования файлов, а также хранения того или иного типа информации.
Что представляют собой форматы изображений?
Это информация, хранящаяся в файле, которая предназначена для визуализации данных (отображения ее на воспроизводящем устройстве вроде монитора, телевизора, принтера, мобильного девайса и т.д.).
Что же до самой информации в файле, то большей частью она описывает способ визуализации, метод создания цельного статического или динамического изображения, его размер (не путать с размером самого файла), количество и глубину цветов и их оттенков и так далее.
Понятие векторной и растровой графики
Для начала рассмотрим, какие форматы изображений применяются исключительно в стандартном понимании графики. Следует четко разграничить векторную и растровую графику. Эти два типа являются базовыми.
Векторная графика позволяет производить визуализацию объекта на основе математического описания множества совокупных элементов, входящих в состав изображения, которые принято называть примитивами. К ним относятся простейшие понятия, знакомые всем еще со школьной скамьи. Это точки, линии, кривые, окружности, многоугольники и т.д.
Преимуществом такого подхода можно назвать возможность описания в сколь угодно большого числа отдельных элементов без существенного увеличения конечного размера файла. Кроме того, здесь очень сильно проявляется масштабируемость, что позволяет изменять размеры каждого отдельно взятого элемента или их полной совокупности без потери качества всего изображения. Такой описательный алгоритм годится в основном для графики, создаваемой вручную, например, в каком-то графическом редакторе. Для фотографий этот метод не применим.
PCX - формат для хранения растровых изображений с глубиной цвета 24 бита. Сжатие очень быстрое, но не подходит для преобразования детальной графики, например, фотографий.
RAW - универсальный формат, используемый для изображений, поступающих непосредственно с цифровых камер. Про него можно сказать, что это формат наилучшего качества изображения. Может служить исходным материалом при обработке не только изображений, но и звука. Кроме того, поддержка мета-данных дает огромный потенциал для обработки и применения алгоритмов сжатия без потерь или с потерями любого уровня. Формат достаточно специфичный и требующий определенных знаний при работе с ним.
Форматы файлов специализированных графических редакторов
Кроме стандартных типов, отдельно можно выделить форматы графических изображений, применяемых в специализированный редакторах.
PDF - формат, который может содержать текстовые и графические данные. Разработан корпорацией Adobe. Этот формат предполагает использование разных методов сжатия для каждого конкретного элемента, содержащегося в конечном файле. Сегодня он является универсальным в основном для технической документации в электронном виде.
CDR - векторный формат графического редактора Corel Draw. Обработать его можно только таким программным пакетом. Другими редакторами не поддерживается, но легко экспортируется в другие форматы.
AI - формат программы Adobe Illustrator, поддерживаемый большинством других редакторов. Главная особенность - наивысшая стабильность изображения и полная совместимость с технологией PostScript. Может использоваться как промежуточный формат при переводе из одного в другой.
PSD - лучший формат изображения программного пакета Adobe Photoshop для промежуточного редактирования сложных изображений. Позволяет использовать слои и режимы смешивания, но имеет больший размер по сравнению с другими форматами. В качестве конечного формата для сохранения файлов применяется исключительно в самой программе.
Изображения большого формата
Если говорить об большого формата, где требуется учесть высокую детализацию, то стоит использовать RAW, TIFF или PSD.
Однако, многие профессиональные фото- и видеокамеры, обладающие матрицами на уровне 20-25 Мп, имеют собственные стандарты. Большинство из них адаптировано к наиболее распространенным типам форматов. Здесь все зависит только от настроек самой камеры. То же самое касается и мобильных девайсов.
Основные типы видео и анимации
Теперь коротко остановимся на видео, поскольку его тоже можно в каком-то смысле трактовать как изображение, вернее, как набор чередующихся изображений (кадров). Здесь определяющим фактором является частота кадров в секунду (fps) и размер картинки в пикселях.
Изначально на заре развития цифрового видео это был всем известный формат AVI, который применяется и до сих пор, поскольку является неким контейнером, содержащим информацию, обработанную или сжатую совершенно разными методами (кодеками). Для воспроизведения требуется специальный декодер.
Чуть позже появились такие известные форматы, как WMV, MPG, MKV, MP4, VOB, TS и многие другие, причем последние можно рассматривать даже как форматы изображения телевизора высокого разрешения, позволяющего воспроизводить файлы со стандартами качества HD, Full HD (2k) или Ultra HD (4k).
Что касается анимации, сегодня наиболее известной является технология Flash. Изначально это была разработка корпорации Macromedia, но потом ее выкупила компания Adobe и существенно модернизировала. Формат таких файлов - SWF. Он применяется в основном для создания небольших анимационных роликов, компьютерной мультипликации, баннеров или для простеньких игр.
Мобильные системы
Если говорить о мобильных системах (смартфонах или планшетах на базе Android, iOS, Blackberry и т.д.), то специализированные форматы изображений встречаются крайне редко. В основном используются стандартные компьютерные форматы изображений и для графики, и для видео. Однако, без установленных кодеков и декодеров некоторые типы видео воспроизводиться не будут. Именно поэтому придется решать проблему конвертирования исходного материала в другой тип.
К примеру, обычные телефоны воспринимают только формат 3GP. Android или iOS рекомендуют использовать MP4. Но в целом вариантов хватает.
Изменение основных параметров изображений
Наверное, все прекрасно понимают, что редактирование нужно производить при помощи специальных программ.
Простейшие операции по изменению размера, отражению, повороту, наклону и другие можно выполнить даже в самом примитивном редакторе Paint, который входит в комплект любой «операционки» Windows.
Если же требуются более сложные действия, скажем, изменения цвета, насыщенности, контрастности, редактирование слоев, разбивка изображения на отдельные составляющие и прочее, то придется использовать профессиональные пакеты вроде вышеупомянутых Corel Draw или Adobe Photoshop.
Для редактирования видео имеются свои утилиты, например, Vegas Pro. Кроме стандартных возможностей, в них можно применять специализированные эффекты и системы моделирования, позволяющие переносить на заранее построенную математическую модель реальное изображение по типу того, как снимался бой Морфеуса и Нео в первой части «Матрицы».
Преобразование форматов
Преобразование (конвертирование) производится при помощи утилит, называемых конверторами. Один из самых ярких представителей - Xilisoft Video Converter, который умеет преобразовывать и графику, и видео.
Для графики можно предпочесть, например, ACDSee Ashampoo Photo Commander, Free Image Convert And Resize или что-то еще. Сегодня таким программ можно найти очень много.
Единственное, на что стоит обратить внимание, это конечный формат и возможную потерю качества (форматы сжатия изображений). При просмотре картинки или видео на смартфоне или планшете это будет не так заметно, но вот на телевизионной панели разница станет весьма ощутимой.
Какой формат предпочесть для хранения данных?
Фото на компьютере можно хранить в универсальном JPG-формате. При их просмотре на мониторе особая четкость не нужна. Другое дело, когда фотографии нужно напечатать. Тут лучше использовать оригинальные форматы камер.
При переводе одного формата в другой восстановить «исходник» иногда будет просто невозможно, так что, предоставляя файлы в студию, менять их начальный вид не рекомендуется. Исключение, если вы обладаете необходимыми знаниями и производите редактирование сами с использованием профессионального ПО.
То же самое касается и видео. Все зависит от того, на каком устройстве оно будет просматриваться.
Заключение
Форматы изображений многочисленны и разнообразны, это может быть и графика, и видео. В статье были рассмотрены наиболее популярные форматы. Вопросы их обработки и преобразования, выбора программных средств, используемого формата для хранения данных и т.д., каждый пользователь решает сам.