Алгоритм lzw
Название алгоритма LZW представляет собой аббревиатуру, составленную из начальных букв фамилий его разработчиков (Lempel — Ziv- Welch). Он эффективнее алгоритма RLE, но сжатие и распаковка данных в нем требуют большего объема вычислений и, соответственно, занимают больше времени. Согласно этому алгоритму в процессе анализа растра выявляются устойчивые комбинации пикселей, каждая из них образует элемент словаря, и каждому элементу словаря присваивается код — число, занимающее меньше места, чем сама комбинация. Как и RLE, алгоритм LZW эффективнее для изображений с обширными областями однородной заливки. При этом степень сжатия для всех типов изображений у алгоритма LZW выше, чем у RLE. Поэтому в большинстве форматов и графических программ для неразрушающего сжатия применяется именно LZW.
Алгоритм jpeg
Самый популярный алгоритм разрушающего сжатия изображений — JPEG. Его название— аббревиатура наименования организации-разработчика — Joint Photographic Experts Group (объединенная группа экспертов-фотографов). Первоначально он был создан для цифровой фотографии. В настоящее время все цифровые камеры могут выполнять сжатие фотографий по этому алгоритму.
Алгоритм JPEG ищет в растре не одинаковые структурные элементы (как RLE и LZW), а закономерности изменения цвета пикселей. Сжатие выполняется в несколько этапов. Вначале изображение преобразуется к модели цвета Lab (см. разд. 1.3.8), затем в зависимости от реализации алгоритма отбрасывается половина или три четверти данных о цвете пикселей. После этого анализируются квадратные группы размером 8x8 пикселей. Для каждой группы строится дескриптор, описывающий группу и особенности изменения цвета внутри нее. Особенности описываются с учетом законов визуального восприятия. Вследствие этого после сжатия крупные детали сохраняются лучше мелких. На следующем этапе устанавливается степень сжатия, а затем в соответствии с этим значением из информационной модели устраняются данные о более или менее мелких деталях.
Чем больше степень сжатия, тем больший объем данных устраняется, тем меньше становится графический файл и тем ниже становится качество изображения. Метод JPEG позволяет при приемлемом для многих целей снижении качества получить файл в 100 раз меньше исходного (на практике — от 5 до 15 раз). Для хранения изображения, сжатого по методу JPEG, предусмотрен специальный формат файла. Последние модификации формата TIFF также позволяют применять этот алгоритм сжатия изображений.
Формат BMP
Формат BMP первоначально создавался как основной графический формат пиксельных изображений операционной системы Windows. Файлы этого формата могут открываться графическими программами, работающими как на PC, так и на Macintosh, поскольку формат независим от платформы. К со¬жалению, он предусматривает хранение изображений только в индексиро¬ванной модели цвета и не позволяет выполнять их сжатие. Поэтому формат BMP редко применяется в графическом проектировании и вовсе не встреча¬ется в издательской практике.
Формат PCX
Формат PCX — один из самых старых форматов графических файлов, ориентированных на хранение полноцветных изображений. Он традиционно включается в списки форматов, с которыми могут работать программы пиксельной графики. Изображения могут сжиматься по алгоритму RLE. В настоящее время этот формат можно считать устаревшим, он почти полностью вытеснен более совершенными форматами TIFF и PNG.
Формат GIF
Первая версия формата GIF (Graphics Interchange Format) была разработана в 1987 г. сотрудниками компании CompuServe специально для передачи пиксельных графических изображений в глобальных компьютерных сетях. В 1989 г. в формат (GIF89a) были добавлены очень важные возможности. Формат реализует сжатие по методу LZW и чересстрочную передачу графических данных. Это означает, что по сети вначале передаются не все строки растра, а только 1-я, 5-я, 10-я и т. д., с увеличением размеров пикселей и снижением разрешения. Затем передаются строки 2-я, 6-я, 11-я и т. д. с последующим увеличением разрешения воспроизводимого изображения. Это позволяет увидеть черновую версию изображения в окне Web-обозревателя задолго до того, как оно будет загружено полностью. Пользователь может составить представление об изображении и решить, стоит ли ждать окончания загрузки.
Формат GIF допускает только модели индексированного цвета (см. разд. 1.3.4). В цветовой палитре пиксельного изображения можно указать один или несколько цветов в качестве прозрачных, и пиксели с такими цветами не будут воспроизводиться на экране.
Важно, что в файле формата GIF может содержаться описание не одного, а нескольких пиксельных изображений. Обозреватель и некоторые графические программы могут воспроизводить эти изображения последовательно с заданной в файле частотой. Эта возможность лежит в основе пиксельной анимации, получившей широчайшее распространение в Web (GIF-анимация).
Основной недостаток формата GIF — ограниченность размера палитры модели индексированного цвета (256 цветов). Для полиграфических проектов этого явно недостаточно.