Чтение онлайн

Все множество форматов, используемых для записи изображений, можно условно разделить на две категории:

хранящие изображение в растровом виде (BMP, TIFF, JPEG, PNG, GIF и др.);

хранящие изображение в векторном виде (WMF, CDR, AI, FH9 и др.).

Какому формату отдать предпочтение? Профессионалы знают, что лучше сохранять результаты работы в формате, который является «родным» для используемой программы. Например, в Photoshop – PSD, CorelDRAW – CDR, Flash – FLA Это позволит в максимальной степени реализовать возможности программы и застраховаться от неприятных сюрпризов. Однако в данной главе мы уделим внимание в основном растровым форматам, поскольку с фотографией приходится работать именно в растровых графических редакторах.

Растровые форматы

Растровое изображение (растр) напоминает сетку (таблицу) пикселов, которая в простейшем черно-белом варианте состоит из двух типов клеточек: белые или черные, которые могут быть закодированы, соответственно, ноликом или единичкой. В отличие от черно-белого, в цветном RGB-изображении, например, глубиной 24 бит каждый пиксел кодируется 24-битовым числом, поэтому в каждой ячейке битовой матрицы хранится число из 24 нулей и единиц. Теперь перейдем к рассмотрению наиболее распространенных форматов растровых изображений.

BMP

Формат BMP (от слова bitmap) – это родной формат Windows. Он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением этой операционной системы. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows, например в качестве фона вашего рабочего стола. С помощью этого формата вы можете задать глубину цвета от 1 до 24 бит. Предоставляет возможность применения сжатия информации по алгоритму RLE. Преимущества – очень быстрый вывод изображений, основной недостаток – огромные размеры файлов: размер BMP-файла = размер по горизонтали x размер по вертикали x глубину пиксела.

ВНИМАНИЕ

Формат BMP не подходит ни для фоторабот, ни для Веб, ни для печати, ни для переноса и хранения информации.

TIFF

Формат TIFF (Tagged Image File Format) является одним их самых распространенных среди известных в настоящее время форматов. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей – от монохромной до RGB и CMYK. Файл TIFF-формата, созданный на IBM PC или совместимом компьютере, поддерживается операционной системой Macintosh и большинством Unix-подобных платформ. Он также поддерживается практически всеми основными пакетами растровой и векторной графики, программами редактирования и верстки текста. На сегодняшний день формат TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы.

В отличие от BMP, формат TIFF поддерживает ряд дополнительных функций:

дополнительные каналы (альфа-каналов, или, как их еще называют, каналов-масок);

возможность сжатия. Это свойство позволяет уменьшать размеры файла до 50% от исходного с помощью LZW-алгоритма сжатия, выполняемого практически без потери информации;

предварительное цветоделение, что актуально при использовании данного формата в полиграфии;

поддержка работы с многослойными изображениями.

Формат TIFF постоянно развивается. Восьмая версия Adobe Photoshop позволяет хранить в TIFF информацию о слоях, масках, использованных эффектах и др.

Пример 2.1. Сжатие растровых файлов

Уже было отмечено, что для получения растровых изображений (цифровых фотографий) высокого качества требуется высокое разрешение. Это, в свою очередь, сказывается на размерах графических файлов, которые с ростом качества непомерно увеличиваются. В подтверждение этому рассмотрим практический пример, в котором сравним размеры файлов одного и того же изображения, сохраненного в различных форматах. Для этого выполните следующее.

1. Откройте программу Adobe Photoshop и командой File Open (Файл Открыть) загрузите в нее одну из ваших цифровых фотографий. В нашем примере это снимок, показанный на рис. 2.6. В оригинальном варианте фотография имеет разрешение 1200 x 1600 пикселов.

Рис. 2.6. Оригинальное изображение, использованное в примере 2.1

2. С помощью команды File Save As (Файл Сохранить как) сохраните исходное изображение в различных форматах.

В нашем случае мы получили результаты, показанные в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Размеры файлов различных растровых форматов

Как видно из табл. 2.2, файл изображения в формате JPG имеет минимальный размер, а TIFF без сжатия – максимальный (с разницей на порядок). Такое различие связано с тем, что в формате JPEG используется технология сжатия (компрессии) хранящейся в графическом файле информации. Поясним о чем речь.

Алгоритмы сжатия изображений

Любой информации (в том числе и графической) свойственна избыточность, поэтому сжатие позволяет значительно уменьшить ее объем. Степень сжатия может колебаться в десятки и сотни раз: это зависит от типа данных и применяемого алгоритма. Однако сильное сжатие графической информации обычно связано с потерей качества. Существует множество алгоритмов сжатия, учитывающих те или иные особенности сжимаемой информации. Однако алгоритма, одинаково хорошо сжимающего файлы любых форматов, пока не создано. С самых общих позиций все существующие алгоритмы сжатия можно разбить на два больших класса:

сжатие без потерь;

сжатие с потерями.

Сжатие без потерь

Алгоритмы сжатия без потерь основаны на поиске и выбрасывании в растровом изображении повторяющихся элементов. Их можно запомнить один раз и впоследствии повторить необходимое количество раз. По алгоритму сжатия при необходимости полностью пиксел за пикселом восстанавливают исходное изображение. При этом в исходных данных ничего не теряется.

Метод сжатия без потерь (например, в формате TIF) очень эффективен для растровых рисунков, содержащих большие области однотипных элементов (например, в орнаменте) или однотонной закраски. В таких случаях можно получить коэффициент сжатия 10:1.

В основе алгоритмов сжатия без потерь лежит несколько методов. Например, при использовании метода сжатия LZW (Lempel-Ziv-Welch), разработанного в 1978 году израильтянами, графические данные сжимаются путем поиска одинаковых последовательностей во всем файле. Затем выявленные последовательности сохраняются в таблице, где им присваиваются более короткие ключи. Например, если в изображении имеются наборы из пурпурного, оранжевого и зеленого пикселов, повторяющиеся 10 раз, LZW выявляет это, присваивает данному набору отдельное число (например, 5) и затем сохраняет данные 10 раз в виде числа 5.

Сжатие с потерями

В отличие от сжатия без потерь, сжатие с потерями, наоборот, лучше всего работает с теми изображениями, на которых нет повторяющихся элементов или больших областей однотонной закраски. В растровом рисунке, который содержит множество соседних, незначительно отличающихся друг от друга пикселов (например, в фотографии моря), большие области могут заполняться пикселами одного усредненного цвета.

Поясним сказанное на примере. Представьте, что вы сжимаете (архивируете) фотографию с морским пейзажем. Реальное море имеет сложную структуру: темно-синие участки, светло-синие участки, голубые области, белые пятна облаков. По причине такого обилия цветов и получается большой размер файла. Однако при сжатии с потерями все оттенки синего и голубого заменяются одной синей (голубой) краской, все оттенки зеленого – одной зеленой краской, и так далее. В результате мы получаем сильно обедненную цветовыми переходами картинку моря, но зато – маленький и компактный файл.