4 Разрешение | 4.10 Растровые форматы изображений

Обтравочный контур − замкнутая форма (маска), сформированная кривыми Безье и определяющая абсолютно непрозрачные области в изображении. При масштабировании или изменении его размеров первоначальная точность кривой сохраняется. Более того, пути копируются из одного документа в другой в виде областей выделения и, что особенно ценно, напрямую переносятся из Photoshop в другие продукты Adobe (Illustrator или InDesign). Области изображения вне пределов обтравочного контура рассматриваются поддерживающими их программами как совершенно прозрачные.

Формат PCX (PC eXchange) [21] − один из первых растровых форматов, созданных фирмой ZSoft для программы PC Paintbrush. Поддерживает монохромные, индексированные и полноцветные изображения модели RGB. Не поддерживаются дополнительные цветовые и альфа-канлалы, контуры обтравки, управление цветом. Формат предполагает использование простейшего алгоритма сжатия (RLE) без потерь информации. Ныне имеет преимущественно историческое значение. PCX можно посмотреть большинством программ под DOS, в том числе внутренним просмотрщиком Norton Commander. Серьезным недостатком формата PCX является наличие многочисленных версий. Последнее обусловлено тем, что PCX-стандарт является открытым и поэтому широко используется многими независимыми разработчиками программного обеспечения. В результате он постоянно обновляется.

Растровый формат BMP (BitMap), созданный Microsoft, ориентирован на применение в операционной системе Windows. Он используется для представления растровых изображений в ресурсах программ. Поддерживаются только изображения в модели RGB с глубиной цвета до 24 бит. Не поддерживаются дополнительные цветовые и альфа-каналы, контуры обтравки, управление цветом. В принципе формат предполагает использование простейшего алгоритма сжатия (RLE) без потерь информации, но этот вариант используется редко из-за потенциальных проблем несовместимости. Преимущества − очень быстрый вывод изображений, основной недостаток − огромные размеры файлов: размер BMP-файла = размер по горизонтали х размер по вертикали х глубина пиксела.

ВНИМАНИЕ

Использование формата BMP не для нужд Windows является распространенной ошибкой новичков. Ни на что другое он не годится: ни для Web, ни для печати, ни для простого переноса и хранения информации.

Формат TIFF (Tagged Image File Format) создан объединенными силами таких фирм, как Aldus, Microsoft и Next специально для хранения сканированных изображений. Исключительная гибкость формата сделала его действительно универсальным. ТIFF − один из самых древних форматов в мире микрокомпьютеров, на сегодняшний день он является самым гибким, универсальным и активно развивающимся. В нем можно хранить графику в любом режиме: от однобитовых и индексированных цветов до Lab, CMYK и RGB (кроме дуплексов и многоканальных документов). Хотя с момента его создания прошло уже много времени, TIFF до сих пор является основным форматом, используемым для хранения сканированных изображений и размещения их в издательских системах и программах иллюстрирования. Версии формата существуют на всех компьютерных платформах, что делает его исключительно удобным для переноса растровых изображений между ними. TIFF поддерживает монохромные, индексированные, полутоновые и полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK с 8- и 16-битными каналами. Он позволяет хранить обтравочные контуры, калибровочную информацию, параметры печати. Допускается использование любого количества дополнительных альфа-каналов. Дополнительные цветовые каналы не поддерживаются. Большим достоинством формата остается поддержка практически любого алгоритма сжатия. Наиболее распространенным является сжатие без потерь информации по алгоритму LZW (Lempel Ziv Welch), обеспечивающему очень высокую степень компрессии. Кстати, этот же алгоритм используется многочисленными программами сжатия общего назначения, поддерживающими формат ZIP.

В 1987 г. специалисты из фирмы CompuServe разработали формат Graphic Interchange Format (GIF) для хранения изображений в режиме индексированных цветов и для передачи растровых изображений в глобальных сетях. Gif ориентирован в первую очередь на хранение изображений в режиме индексированных цветов (не более 256), также поддерживает компрессию без потерь LZW. Данный формат используется только в Интернете, поскольку поддерживает только индексированные изображения. Не поддерживает дополнительных каналов, обтравочных контуров, цветовых профилей. Версия GIF 89a позволяет сохранять в одном файле несколько индексированных изображений. Браузеры способны демонстрировать все эти изображения по очереди, получая в результате несложную анимацию. В файле анимации хранятся не только кадры анимации, но и параметры ее демонстрации. GIF-анимация в силу своей простоты наиболее распространена в Интернете. Кроме того, один из цветов в палитре индексированного изображения можно объявлять прозрачным. В браузере сквозь участки этого цвета будет виден фон страницы.

К сожалению, с 1995 г. разработчик GIF компания Compuserve сделала платным любое его использование в программных продуктах (кроме бесплатного ПО). Это приводит к постепенному вытеснению этого популярного формата из Интернет. Можно сказать, что на поверхности его держит только способность содержать анимацию. Она используется для создания рекламных баннеров.

Portable Network Graphics. Формат, разработанный World Wide Web Consortium в первую очередь, чтобы заменить "патентованный" GIF. Однако во многих случаях может побороться и с TIFF. PNG позволяет хранить изображения с глубиной цвета от 1 до 48 бит на пиксел (в том числе можно хранить и альфа-канал, то есть информацию о прозрачности). В заголовке, помимо всего прочего, хранится информация о нужной яркости и контрастности − это позволяет правильно воспроизводить изображение на разных компьютерах. Сжатие в среднем лучше, чем у TIFF и GIF (при одинаковой глубине цвета).

Pict (Macintosh QuickDraw Picture Format) формат создан компанией Apple Computer в качестве графического стандарта для программного обеспечения клона Macintosh. Pict − это внутренний формат операционной системы Macintosh, аналог bmp. Он способен нести в себе растровую и векторную информацию, текст и даже звук. Такая потрясающая гибкость формата лишний раз подтверждает эффективность использования Macintosh при работе с мультимедиа. Изображение может храниться как в RGB, так и в CMYK, причем глубина цвета варьируется от индексированных цветов до true color; реализован алгоритм компрессии без потерь RLE. Формат pict открывается всеми приложениями, разработанными для Macintosh (QuickTime, Photoshop, etc.)

Замечательный контраст с предыдущим форматом составляет формат RAW. Он не поддерживает ничего. Не хранятся даже данные о количестве каналов, глубине цвета и разрешении, так что во время открытия вам придется вводить эти параметры вручную, по памяти. Изображение хранится просто как поток пикселей с фиксированным заголовком, куда можно впоследствии поместить любую текстовую информацию.

Довольно старый формат TGA (Targa) создан специально для работы с графическим акселератором TrueVision. Этот акселератор широко используется приложениями на платформе DOS. Формат поддерживает 24-битное и 32-битные RGB изображения с одним альфа-каналом, а также полутоновые, индексированные и 16-битные RGB-изображения без альфа-каналов. Обтравочные контуры и цветовые профили не поддерживаются. Также пользуется уважением среди программ DOS формат targa (Truevision Targa Image File). Он поддерживает глубину цвета от 8 до 32 бит на пиксель и использует алгоритм компрессии без потерь RLE . Файлы формата targa часто применялись DOS версией 3DStudio Max для хранения текстур.

Еще один формат, не ставший популярным ввиду слабой маркетинговой поддержки − это FlashPix. Он был разработан фирмой Kodak, известной по формату PhotoCD своими попытками внедрить в один файл несколько копий одного и того же изображения с разными разрешениями. FlashPix не стал исключением из фирменного правила и тоже поддерживает несколько копий с разным разрешением в одном файле. FlashPix также обладает встроенной системой защиты изображений с помощью водяных знаков. Формат достаточно редкий, и немногие программы умеют с ним работать.

Для рядового пользователя Pixar − всего лишь музейная редкость. Это и понятно: он применяется исключительно на high-end графических станциях Pixar, предназначенных для профессиональной трехмерной анимации. Его возможности невелики: отсутствие компрессии, поддержка лишь модели RGB и градаций серого и одного альфа-канала.

ICO − формат мелких картинок (иконок) в WWW. Картинки используются браузерами для маркировки Web-проектов в строке URL и в избранном. Поддерживается и используется программками для создания иконок типа IconXP.

PSD (Adobe Photoshop document) − это родной формат программы Adobe Photoshop. В последнее время этот формат получает поддержку все большего числа программ, что фактически делает его универсальным. По сравнению с уже рассмотренными форматами PSD позволяет сохранять изображение с массой дополнительных атрибутов, включая слои, их маски, дополнительные альфа-каналы, каналы плашечных цветов (начиная с пятой версии), контуры и все остальное, что может сделать Photoshop.

В настоящее время усовершенствованный формат PSD с поддержкой хранения нескольких слоев могут импортировать программы Illustrator и InDesidn. Программы Fractal Design Painter и Corel PHOTO-PAINT позволяют открывать многослойные документы Photoshop для выполнения последующего их редактирования.

Формат файлов, разработанный фирмой Luratech (www.lerat-ech.com) и основанный как раз на вейвлетном преобразовании. Позволяет сжимать изображение до 150 раз, однако качество при этом начинает сильно страдать. Впрочем, при 30-кратном сжатии качество картинки было лучше, чем у 20-кратного JPEG. В принципе все противопоказания JPEG относятся и к вейвлетным алгоритмам, но в меньшей степени. И если JPEG при больших степенях сжатия начинает создавать ореолы вокруг границ резкого раздела цветов и проявлять блоки пикселов (те самые 8x8), то LuraWave скорее начинает "замыливаться", не создавая таких заметных артефактов.

Формат Fractal Imager File от Iterative System. Вот оно, фрактальное сжатие. Пожалуй, себя не оправдало. Размер такой же, как у LuraWave, но качество при этом намного хуже. Нет, пожалуй, пока что для фрактального сжатия время еще не пришло.

Созданная AT&T Labs технология DjVu была продана (начало 2000 г.) американской компании LizardTech. Этот формат используется в сфере электронных публикаций, т.е. переноса документации в электронный формат с одновременной возможностью ее размещения в Internet.

Это довольно компактный формат, в который возможно включить гиперссылки и поисковые средства, а также программных инструментов для визуального выделения наиболее важных частей DjVu-документа. Связующим звеном для этого документа является Web-браузер.

Технология DjVu, обеспечивает для файлов с черно-белыми монохромными изображениями сжатие порядка 500:1. Выигрыш в размере файла по сравнению с форматом GIF составляет в среднем 20 раз. Суть технологии DjVu заключается в автоматическом разбиении изображения на несколько участков (например, текст, логотип фирмы и растровая фотография), для каждого из которых выбирается оптимальный для данного графического образа алгоритм сжатия. Новая технология сжатия позволяет решить проблему публикации в Интернете чертежей и графиков, которые раньше имели слишком большое время загрузки.

Это графический формат, оптимизированный для хранения отсканированных документов. В частности он идеально подходит для создания электронных книг. Существует два традиционных способа хранения отсканированной книги: это распознавание с последующей подготовкой полноценного текстового электронного документа либо отсканированные картинки, часто собранные в pdf документ. В первом случае требуется много работы, во втором получаются файлы размером в десятки и даже сотни мегабайт. В формате DjVu в отсканированном документе текст и контрастные рисунки сохраняются с разрешением 300 dpi, все остальное считается фоном и сохраняется с пониженным разрешением. Это позволяет хорошо сжать электронный документ без потери его читаемости. В DjVu размер файла отсканированной книги оказывается в пределах нескольких мегабайт, что вполне приемлемо.

Особое значение этот формат приобретает для переноса в сеть математической и вообще технической литературы, где обилие схем и формул делает распознавание и перевод в текстовый формат практически невыполнимым. В настоящее время формат DjVu становится фактическим стандартом для электронных библиотек технической и научной литературы.

Немаловажным обстоятельством для популяризации формата является доступность программного обеспечения для работы с ним.

DjVu Browser plugin − Разработанный фирмой LizardTech, свободно распространяемый плагин для просмотра файлов формата djvu. После установки DjVu файлы открываются в окне браузера (подойдет любой − IE, Netscape, Opera).