Министерство образования и науки РФ

Иркутский государственный технический университет

Самостоятельная работа

"Форматы графических файлов"

Выполнили:

студентки гр.ИСМ-07-1

Семенова О.В.

Салгын-оол Д.С.

Проверил:

Мироманов А.В.

Иркутск 2010 г.

Содержание

Введение 3

Растровые форматы 4

PCX 4

BMP 4

GIF 5

PNG 6

JPEG 7

Векторные форматы 9

EPS 9

WMF 9

CDR 10

AI 10

SVG 11

Заключение 12

1. Введение

Все графические данные в компьютере можно разделить на две большие ветви: растровую и векторную. Векторы представляют из себя математическое описание объектов относительно точки начала координат. Проще говоря, чтобы компьютер нарисовал прямую нужны координаты двух точек, которые связываются по кратчайшей, для дуги задается радиус и т.д. Таким образом, векторная иллюстрация это набор геометрических примитивов.

Растровый файл устроен проще (для понимания, по крайней мере). Он представляет из себя прямоугольную матрицу (bitmap), разделенную на маленькие квадратики - пикселы (pixel - picture element).

У каждого метода есть свои преимущества. Растровый позволяет передавать тонкие, едва уловимые детали образов, векторный же лучше всего применять, если оригинал имеет отчетливые геометрические очертания. Векторные файла меньше по объему, зато растровые быстрее вырисовываются на экране дисплея, так как для вывода векторного изображения процессору необходимо произвести множество математических операций. С другой стороны, векторные файлы гораздо проще редактировать.

В данной работе будут рассмотрены распространенные форматы растровых изображений такие как PCX, BMP, GIF, PNG, JPEG. А также векторные форматы EPS, WMF, CDR, SVG, AI.

2. Растровые форматы

   1. PCX

PCX - Простейший растровый формат, поддерживает цветовые режимы RGB, индексированные цвета, градации серого и битовые изображения, а также метод сжатия RLE без потери качества. Альфа-каналы не поддерживаются. Изображения могут иметь битовую глубину цвета 1, 4, 8 или 24 бита. Первоначально этот формат использовался в программе PaintBrush фирмы Zsoft, однако в последствии получил широкое распространение среди пакетов редактирования растровых изображений, хотя до сих пор не признан в качестве официального стандарта. К сожалению, в процессе своей эволюции PCX претерпел настолько значительные изменения, что современная версия формата, поддерживающая 24-разрядный цветовой режим, не может использоваться старыми программами. С самого "рождения" формат PCX был ориентирован на существующие видеоадаптеры (сначала EGA, потом VGA) и поэтому является аппаратно-зависимым.

Этот формат не сосем подходит для типографской печати и документов для Интернета. Графика в формате PCX может давать приемлемое качество при выводе на принтеры с низким разрешением или без поддержки PostScript.

Н

Слева фрагмент изображения(800x600) в JPEG, справа в PCX 24бит.

а рисунке, слева показан фрагмент фотографии в формате JPEG, и справа тот же фрагмент в формате PCX с глубиной цвета 24бит. Видно, что вес фотографии в PCX формате увеличился почти в 13 раз, но качество оригинальной фотографии передалось таким же.

2. BMP

BMP - (Windows Bitmap) разрабатывался фирмой Microsoft как совместимый со всеми приложениями Windows. Для приложений в операционной системе OS/2 имеется собственная версия BMP. В формате BMP можно сохранять черно-белые, серые полутоновые, индексные цветные и цветные изображения системы RGB (но не двухцветные или цветные изображения системы CMYK).

Н

Слева фрагмент изображения(800x600) в JPEG, справа BMP 24бит.

едостаток этого, как и предыдущего графического формата является: большой объем. Следствие - малая пригодность для Internet-публикаций.

3. GIF

GIF - поддерживает до 256 цветов, позволяет задавать один из цветов как прозрачный, дает возможность сохранения с чередованием строк (при просмотре сначала выводится каждая 8-я, затем каждая 4-я и т.д. Это позволяет судить об изображении до его полной загрузки). Способен содержать несколько кадров в одном файле с последующей последовательной демонстрацией (т.н. "анимированный GIF"). Уменьшение размера файла достигается удалением из описания палитры неиспользуемых цветов и построчного сжатия данных (записывается количество точек повторяющегося по горизонтали цвета, а не каждая точка с указанием ее цвета). Такой алгоритм дает лучшие результаты для изображений с протяженными по горизонтали однотонными объектами.

П

Слева фрагмент изображения(800x600) JGP, справа GIF 256 цветов

о рисунку видно, что 256 цветов не достаточно чтобы передать всю красоту фотографии, отсюда становится ясна нецелесообразность использовать формат GIF для демонстрации качественных фотографий.

Формат GIF следует использовать в том случае, если цветовой диапазон исходных изображений не превышает 256 цветов, либо количество цветов может быть уменьшено без существенного ухудшения качества. Это, как правило, изображения с большими площадями однородных одноцветных областей, изображения, полученные конвертированием из векторных форматов, изображения с текстом.

Таблица и диграмма из Excel. Слева JPEG, справа GIF.

На лицо разница в весе изображения в пользу GIF.

Формат GIF один из немногих обладает поддержкой анимации, пусть и довольно примитивной: нет поддержки звука, количество кадров ограничено. Анимация «зациклена», то есть один и тот же сюжет повторяется бесконечно.

4. P NG

PNG - пока мало распространен из-за слабой рекламы, создавался специально для Интернета и благодаря патентной политике Compuserve постепенно вытесняет GIF. Позволяет выбирать палитру сохранения - серые полутона, 256 цветов, true color ("истинные цвета"). В зависимости от свойств изображения действительно иногда предпочтительнее GIF'a или JPEG'a. Позволяет использовать "прозрачный" цвет, но, в отличие от GIF'a таких цветов может быть до 256. В отличие от GIF сжатие без потери качества производится и по горизонтали и по вертикали (алгоритм собственный, параметры тоже не настраиваемые). Не умеет создавать анимированные ролики (разрабатывается формат MNG).

Формат PNG обладает более высокой степенью сжатия для файлов с большим количеством цветов, чем GIF, но разница составляет около 5-25 %, что недостаточно для абсолютного преобладания формата, так как небольшие 2-16-цветные файлы формат GIF сжимает с не меньшей эффективностью.

Формат PNG хранит графическую информацию в сжатом виде. Причём это сжатие производится без потерь, в отличие, например, от JPEG.

Формат обладает всеми возможностями формата GIF, кроме анимации и плюс содержит следующие возможности:

• 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

Н

Слева фрагмент изображения(800x600) PNG 24бит, справа GIF 256 цветов.

а рисунке видно, что 256 цветов максимально доступных формату GIF не хватает для качественного отображения данного изображения, в отличие от PNG.

Распространение формата PNG сдерживается старыми версиями браузеров, не поддерживающих данный формат, а также недостаточной и неполной поддержкой возможностей PNG в новых версиях. Так, например, обстоит дело с альфа-прозрачностью, поддержка которой отсутствует в браузерах.

При использовании формата PNG-24 для сжатия полноцветных изображений он проигрывает формату JPEG в размере созданного файла, т. к. использует сжатие без потерь.

PNG-24 рекомендуется выбирать для полноцветных изображений с четкими краями и мелкими деталями, изображений с мелким текстом, а также для изображений с прозрачными областями.

5. JPEG

JPEG - миллионы цветов и оттенков, палитра не настраиваемая, предназначен для представления сложных фотоизображений. Разновидность progressive JPEG позволяет сохранять изображения с выводом за указанное количество шагов (от 3 до 5 в Photoshop'e) - сначала с маленьким разрешением (плохим качеством), на следующих этапах первичное изображение перерисовывается все более качественной картинкой. Анимация или прозрачный цвет форматом не поддерживаются. Уменьшение размера файла достигается сложным математическим алгоритмом удаления информации - чем заказываемое качество ниже, тем коэффициент сжатия больше, файл меньше. Главное, подобрать максимальное сжатие при минимальной потере качества. Последний идентифицирует и отбрасывает данные, которые человеческий глаз не в состоянии увидеть (незначительные изменения в цвете не различаются человеком, тогда как улавливается даже малейшая разница в интенсивности, поэтому JPEG меньше подходит для обработки черно-белых полутоновых изображений), что приводит к существенному уменьшению размера файла. Таким образом, в отличие от метода сжатия LZW или RLE в результате применения технологии JPEG данные теряются навсегда. Так, файл, однажды записанный в формате JPEG, а затем переведенный, скажем, в TIFF, уже не будет тем же, что и оригинал.

JPEG'ом лучше сжимаются растровые картинки фотографического качества, чем логотипы или схемы - в них больше полутоновых переходов, среди же однотонных заливок появляются нежелательные помехи. В JPEG'е следует сохранять только конечный вариант работы, потому что каждое пересохранение приводит к всё новым потерям (отбрасыванию) данных и превращения исходного изображения в кашу.

Ниже представлен один и тот же фрагмент фотографии с разным процентом сжатия:

JPEG качество 20%

JPEG качество 50%

JPEG качество 70%

JPEG качество 100%