Растровые файлы, метафайлы, графические языки

BMP (Windows Device Independent Bitmap) – наиболее распространенный формат файлов для растровых изображений в системе Windows. В файле этого формата сначала записывается палитра, если она есть, а затем растр в виде битового (а точнее, байтового) массива. В битовом массиве последовательно записываются байты строк растра. Число байтов в строке должно быть кратно четырем, поэтому если количество пикселов по горизонтали не соответствует такому условию, то справа в каждую строку дописывается некоторое число битов (выравнивание строк на границу двойного слова).

Формат служит для обмена растровыми изображениями между приложениями ОС Windows. Формат поддерживает большинство цветовых моделей, вплоть до 24-битного пространства RGB. Полиграфический стандарт CMYK не поддерживается. В качестве алгоритма сжатия применяется RLE - компрессия без потери информации. Сфера применения - электронные публикации. Файлы в данном формате занимают значительный объем, для них характерно низкое качество изображений, выводимых на печать.

GIF (CompuServeGraphics Interchange Format). Разработан в 1987 г. фирмой CompuServ для представления в Интернете графики, "независимой" от аппаратного обеспечения. Модернизирован в 1989 г. (версия GIF89a). Формат поддерживает функции прозрачности цветов и некоторые виды анимации. Запись изображения происходит через строку, т.е. полукадрами, аналогично телевизионной системе развертки. Благодаря этому на экране сначала появляется картинка в низком разрешении, позволяющая представить общий образ, а затем загружаются остальные строки. Формат поддерживает 256 цветов. Один из цветов может получить свойство прозрачности благодаря наличию дополнительного двухбитового альфа-канала. Допускается включение в файл нескольких растровых изображений, воспроизводимых с заданной периодичностью, что обеспечивает демонстрацию на экране простейшей анимации.

Все данные в файле сжимаются методом Lempel-Ziv-Welch (LZW) без потери качества, что дает наилучшие результаты на участках с однородной заливкой.

PNG (Portable Network Graphics). Появился как альтернатива устаревающему GIF. Формат также основан на дискретной записи, однако, не только по строкам, но и по столбцам. Метод восстановления изображения на экране остался прежним. Глубина цветового охвата возросла до 48 бит. Альфа-канал поддерживает 8-битную градацию яркости (256 уровней), что позволило применять эффекты неполной прозрачности. Абсолютно новой функцией стала запись в файл информации о гамма-коррекции, т.е. поддержания одинакового уровня яркости изображения независимо от особенностей представления цвета в различных операционных системах и приложениях. Сохранилась возможность подкачки растровых изображений для создания анимации. Применен усовершенствованный метод сжатия без потери информации Deflate, принципиально схожий с LZW. Новый метод сжатия позволил сократить объем файлов.

JPEG (Joint Photographic Expert Group). По существу является методом сжатия изображений с потерей части информации. Традиционно файлы с расширением jpg считают записанными в данном формате, хотя и другие форматы поддерживают сжатие методом JPEG. Обычно используется для электронных публикаций.

PCX (PC Paintbrush File Format). Растровый формат. Впервые появился в программе PC Paintbrush для MS-DOS. После лицензирования программы Paintbrush для Windows стал использоваться рядом приложений Windows.

TGA (TarGa Image File). Растровый формат. Используется для работы с видео- и фотоизображениями. Разработан компанией Truevision при создании графических адаптеров Targa,Vista, NuVista для компьютеров PC и Macintosh.

PCD (PhotoCD - Image Pac). Разработан фирмой Kodak для хранения цифровых растровых изображений высокого качества. Файл имеет внутреннюю структуру, обеспечивающую хранение изображения с фиксированными величинами разрешений, и поэтому размеры любых файлов лишь незначительно отличаются друг от друга и находятся в диапазоне 4-5 Мбайт. Каждому разрешению присвоен собственный уровень, отсчитываемый от так называемого базового (Base), составляющего 512х768 точек. Всего в файле пять уровней – от Base/16 (128х192 точек) до Base*16 (2048х3072 точек). При первичном сжатии исходного изображения применяется метод субдискретизации, практически без потери качества. Затем вычисляются разности Base-Base*4 и Base*4-Base*16. Итоговый результат записывается в файл. Чтобы воспроизвести информацию с высоким разрешением, производится обратное преобразование. Обеспечивает высокое качество полутоновых изображений.

TIFF (Tagged Image File Format). Считается лучшим форматом для записи полутоновых изображений. Популярность формата объясняется его широкими возможностями: поддержка множества цветовых моделей, наличие 8-битного альфа-канала, различные алгоритмы сжатия без потери информации. Формат распознается практически всеми графическими программами и позволяет хранить изображения высочайшего качества. Последние версии формата поддерживают несколько способов сжатия изображений: LZW (без потери информации), ZIP (без потери информации), JPEG (с потерей части информации).

WMF (Windows MetaFile). Является "внутренним" форматом ОС Windows на платформе IBM PC. Изначально предназначен для обмена векторными данными между приложениями через буфер обмена. Типичными ошибками при переносе изображений в формате WMF являются искажения цветов, неправильная установка толщины контуров и свойств заливки, непонимание многих параметров объектов, заданных в векторных редакторах. Кроме того, в формат WMF нельзя включить растровое изображение. Таким образом, хранить что-либо ценное в данном формате не рекомендуется, а перенос векторной графики между приложениями возможен лишь для самых простых объектов.

PS (PostScript). Является языком описания страниц, разработанным фирмой Adobe для лазерных устройств вывода. Файл с расширением ps содержит команды, позволяющие печатному устройству, оснащенному интерпретатором PostScript, верно вывести графику и текст любой сложности. Файл включает сам документ, все связанные с ним растровые и векторные файлы, используемые шрифты, информацию о цветовой модели, параметрах цветоделения, линиатуре растра, форме растровой точки и другие данные, необходимые устройству вывода. С форматом работают программы Adobe Illustrator, Photoshop, PageMaker, InDesign, последние версии Corel Draw.

CDR (CorelDraw). Векторный формат. Рабочий формат графического пакета CorelDraw.

AI. Формат графических файлов векторного редактора Adobe Illustrator. Практически полностью совместим с EPS.

EPS (Encapsulated PostScript). Является форматом, поддерживающим упрощенную версию PostScript. Используется в профессиональной среде компьютерного дизайна, при допечатной подготовке. Не поддерживает многостраничные документы, не содержит ряд команд управления параметрами устройства вывода.Сохраняет все необходимые данные о свойствах самого изображения, цветовая модель, канал прозрачности, обтравочный контур, треппинг (перекрытие цветов на границах), внедренные шрифты, параметры внедренной растровой картинки. Специальный раздел в файле EPS выделен под заголовок, который представляет собой растровый образ (эскиз) документа. Открыть файл EPS для просмотра и редактирования способны немногие программы, в частности Adobe Illustrator и CorelDraw.

PDF (Portable Document Format). Переносимый формат представления документов. Является развитием языка PostScript в направлении интерактивной работы. Если PostScript изначально создавался как язык выводных устройств, то целью создания PDF была задача разработки единого формата, как для электронных публикаций, так и для вывода на печать. Формат позволяет включать в документ мультимедийные расширения (звук, видео), создавать диалоговые экранные формы, поддерживает гиперссылки, как внутри одного документа, так и между документами.

Контрольные вопросы и задания

 

1. Чем различаются методы сжатия RLE и LZW?

2. Какой принцип использует метод сжатия JPEG?

3. Какие Вы знаете растровые форматы файлов?

4. Перечислите векторные форматы файлов.