§ 9. Типы графических файлов
| Сайт: | Профильное обучение |
| Курс: | Информатика. 11 класс (Повышенный уровень) |
| Книга: | § 9. Типы графических файлов |
| Напечатано:: | Гость |
| Дата: | Суббота, 4 Май 2024, 10:13 |
|
С общими принципами кодирования графической информации вы познакомились в 10 классе (см. § 14.1). В каждом конкретном случае способ хранения изображений в памяти компьютера определяют разработчики программ. В то же время, для того чтобы их хранить, переносить между компьютерами и разными приложениями, требуется некоторая стандартизация способа записи — формат файлов. Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый, векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия). Выбор формата графического файла далеко не простая задача из-за разнообразия типов изображений и областей их использования. Любой выбор облегчает классификация. Рассмотрим классификацию графических форматов по типу хранимой информации:
Растровые форматы, классификация которых приведена в примере 9.1, обычно используются для фотографий, цифровых иллюстраций и веб-графики. Рассмотрим наиболее распространенные из растровых форматов. BMP Формат BMP (Bitmap — карта пикселов) — стандартный растровый формат без сжатия, разработанный компанией Microsoft. Позволяет хранить данные о цвете в значениях цветовой модели RGB (до 16 млн. оттенков). Используется в качестве формата графических файлов для хранения исходных изображений. Легко конвертируется в другие форматы. JPEG В формате JPEG (Joint Photographic Experts Group — объединенная группа фотографов-экспертов) используется высокая степень сжатия с некоторыми потерями качества. Применяется для хранения конечного варианта изображений фотографического качества. Файлы такого формата могут иметь расширения jpg и jpeg. GIF Формат GIF (Graphic Interchamge Format — формат для обмена изображениями) был разработан для передачи растровых изображений по сетям. Поддерживает анимацию и прозрачность фона. Имеет ограниченную индексную палитру цветов (не более 256). Использует алгоритм сжатия LZW, что позволяет без потерь сжимать файлы, в которых много однородных заливок. PNG В формате PNG (Portable Network Graphics — переносимые сетевые изображения) используется высокая степень сжатия без потерь для изображений с большим количеством цветов. Поддерживает многоуровневую прозрачность. PNG-формат является одним из самых распространенных форматов изображений, используемых в интернете. TIFF Формат TIFF (Tagged Image File Format — формат файлов растровых изображений) — это популярный формат для хранения изображений с большой глубиной цвета. Изображения TIFF-формата могут быть сохранены в сжатом или несжатом виде, а используемое сжатие может быть с потерями или без. В большинстве случаев используется сжатие без потерь. Формат поддерживается многими графическими редакторами. TIFF-формат предпочтительнее использовать при сканировании, распознавании текста, в полиграфии. Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в векторном формате. В отличие от растровых форматов практически все векторные форматы изначально разрабатывались под конкретные графические редакторы (пример 9.2). Рассмотрим наиболее используемые векторные форматы. Формат PDF (Portable Document Format — формат переносимого документа) — это межплатформенный формат, созданный компанией Adobe. Используется для передачи по сети изображений и смешанных документов, содержащих и текст, и графику. SVG Файл формата SVG (Scalable Vector Graphics — масштабируемая векторная графика) содержит описание составляющих векторного изображения (линий, кругов, прямоугольников и т.д.) с указанием их размеров, координат и другой необходимой информации. Используется в веб-дизайне. WMF Файлы формата WMF (Windows Metafile) используются ОС Windows. которая хранит команды рисования и команды определения свойств графических объектов. При подготовке изображений (для размещения в сети Интернет, для анимации, для печати и т. д.) возникает необходимость преобразования графических файлов из одного формата в другой (пример 9.3). Преобразование графических форматов файлов можно выполнить с помощью графических редакторов, воспринимающих файлы разных форматов. Для преобразования файла из одного формата в другой нужно:
После преобразования сохраняется файл с другим расширением, которое указывает на итоговый формат графического файла. Пример 9.4 демонстрирует выбор типа файла в диалоговых окнах Сохранить как (Paint) и Экспорт изображения (GIMP) соответствующих графических редакторов. |
В настоящее время наиболее широко используются растровый, векторный и метафайловый форматы. Однако, существуют и другие типы форматов: анимации, мультимедиа, гибридные, гипертекстовые, объемные, форматы шрифтов, моделирования виртуальной реальности и т. д. Пример 9.1. Классификация растровых графических форматов.
В заголовке файла формата BMP записана информация об изображении: размер файла, ширина и высота рисунка, глубина пикселей, количество цветов. После заголовка может следовать палитра. Далее идет непосредственно набор данных о пикселях, который идентифицирует положение каждого пикселя и его цвет. BMP — один из самых старых растровых форматов, его распознают все графические редакторы. Этот формат весит больше, чем JPG, и подходит для полиграфии меньше, чем TIFF, поэтому сейчас формат BMP почти нигде не используется. В JPEG-формате нежелательно сохранять те изображения, где важны все тонкости цветопередачи, так как во время сжатия происходит отбрасывание некоторой цветовой информации. В этом формате следует сохранять только конечный вариант работы, потому что любое повторное сохранение приводит к новым потерям данных. Из-за существенных потерь качества изображения в профессиональной полиграфии этот формат не используется. Для просмотра изображения на экране монитора или для распечатки на принтере качества JPEG-формата вполне достаточно. JPEG — это не только графический формат, но и принцип сжатия. Он является одним из самых распространенных. GIF-формат используется в web-дизайне для создания баннеров (рекламных заставок), элементов фона. Достоинством формата GIF является возможность создавать многослойные изображения. Обычно при загрузке изображения оно открывается постепенно, по несколько строк. При сохранении в многослойном режиме изображение открывается с возрастающим разрешением. То есть, оно открывается сначала с низким разрешением, потом разрешение становится все выше и выше. В полиграфии GIF-формат не используется. PNG — формат, специально разработанный как для улучшения, так и для замены GIF-формата. Не поддерживает цветовую палитру CMYK, т.е. изображения такого формата не стоит распечатывать на принтере. В формате реализована возможность работы со слоями, а также добавления мета-даты в файл (позволяет защитить авторские права). PNG-формат подходит для хранения промежуточных стадий редактирования изображений, так как при многократном сохранении изображения не происходит потери качества. Файлы в формате TIFF могут быть сохранены без использования сжатия, но могут быть применены алгоритмы сжатия JPEG, ZIP, LZW и др. Сжатие изображения TIFF-формата по алгоритмам ZIP и LZW позволяет уменьшить размер файла без потерь качества.Пример 9.2. Классификация графических форматов по степени универсальности в отношении ПО.
Формат SVG является открытым стандартом, т. е. в отличие от большинства других форматов, SVG не является чей-либо собственностью. Собственный формат XCF графического редактора GIMP сохраняет наиболее полную информацию об изображении. Поэтому формат XCF особенно удобен для сохранения промежуточных результатов и для тех изображений, которые позднее будут открыты в редакторе GIMP вновь.Пример 9.3. Причины преобразования форматов графических файлов.
|
Вопросы к параграфу
 |
1. Что определяют форматы графических файлов? 2. На какие группы можно разделить форматы графических файлов? 3. Какие растровые форматы наиболее распространены? 4. Какими характеристиками различаются растровые форматы BMP, GIF, JPEG, PNG? 5. Как преобразовать один графический формат в другой? |
Упражнения
1. Заполните таблицу:
| Формат | Степень сжатия | Типы изображений | Недостатки | Применение |
| BMP | ||||
| JPEG | ||||
| PNG | ||||
| GIF | ||||
| TIFF |
2. Откройте файл формата PNG в графическом редакторе Paint. Преобразуйте его в файл формата BMP. Какие свойства файла изменились?
3. В графическом редакторе GIMP преобразуйте в формат TIFF файлы формата PNG (исходный файл упражнения 1) и BMP (итоговый файл упражнения 1). Для этого:
- Выполните команду меню редактора «Файл/Экспортировать как…».
- В окне «Экспорт изображения» выберите требуемый тип файла и нажмите кнопку «Экспортировать».
- В открывшемся окне «Экспортировать как …» нажмите кнопку «Экспорт».
Сравните размеры полученных файлов TIFF-формата.
4. Откройте файл формата BMP в графическом редакторе GIMP. Преобразуйте его в файл формата JPEG. Полученный файл откройте в редакторе Paint и сохраните под другим именем в том же формате. Сравните размеры полученных JPEG-файлов и качество изображений, которые они хранят.