Форматы графических файлов

Способ организации информации в графическом файле носит название его формата. Наряду с разрешением, формат файла также имеет отношение к качеству цифрового изображения. Поэтому знание файловых форматов и их возможностей является одним из важных моментов работы с компьютерной графикой в любом из ее направлений.

Все множество форматов, используемых для записи изображений, можно условно разделить на две категории:

• хранящие изображение в растровом виде (BMP, TIFF, PSD, JPEG, PNG, GIF);
• хранящие изображение в векторном виде (WMF, EPS, CDR, AI и другие).

Какому формату отдать предпочтение? Все зависит от ваших целей и задач. Самая общая рекомендация заключается в том, что лучше сохранять результаты работы в формате, который является родным для используемой вами программы. Например, в Photoshop это *.PSD, а в CorelDRAW это *.CDR.

Растровые форматы

Растровый файл представляет собой таблицу (bitmap), в каждой клетке которой установлен пиксель. Как правило, растровые форматы, предназначены для вывода на экран (не на печать), что актуально, например, в веб-дизайне. Растровые форматы отличаются друг от друга способностью нести дополнительную информацию (цветовые модели, каналы, слои, анимацию) и имеют различные возможности их сжатия.

BMP

Формат BMP (от слова bitmap) - это родной формат для графического редактора MS Paint. Он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением операционной системы Windows. Может хранить данные только в цветовой модели RGB, не сохраняет в заголовке данные о разрешении файла, поэтому невозможно задать геометрию изображения (как, например, в TIFF). Из-за этих ограничений неприменим в полиграфии, и поддержка его осуществляется для совместимости со старыми программами и для конвертирования данных для других (не полиграфических) нужд. Предоставляет возможность применения сжатия информации по алгоритму RLE.

Примечание

Метод сжатия RLE (run length encoding - кодирование с переменной длиной строки) является одним из простейших. В основе его принципа действия заложен механизм поиска одинаковых пикселов в одной.

TIFF

Формат TIFF (tagged image file format, TIF) является одним их самых распространенных среди известных в настоящее время форматов. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей - от монохромной до RGB и CMYK. Он был разработан совместно фирмами Aldus Corporation и Microsoft как универсальный открытый формат, допускающий модификации. Поэтому файл TIF-формата, созданный на IBM PC или совместимом компьютере, поддерживается операционной системой Macintosh и большинством Unix-подобных платформ. Он также поддерживается практически всеми основными пакетами растровой и векторной графики, программами редактирования и верстки текста. На сегодняшний день формат TIF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Формат TIF поддерживает ряд дополнительных функций:

• использование дополнительных каналов (хранение альфа-каналов или каналов масок);
• использование сжатия. Это свойство позволяет уменьшать размеры файла до 50% от исходного с помощью LZW алгоритма сжатия, выполняемого практически без потери информации;
• возможности выполнения предварительного цветоделения. Данная функция реализуется путем записи результатов цветоделения в отдельный файл в цветовой модели CMYK, что упрощает последующую процедуру размещения файла изображения на странице и выводе документа на печать.

Примечание

Метод сжатия LZW (Lempel-Ziv-Welch) сжимает данные путем поиска одинаковых последовательностей во всем файле. Затем выявленные последовательности сохраняются в таблице, где им присваиваются более короткие маркеры (ключи).

PSD

PSD (Adobe Photoshop document) - это родной формат программы Adobe Photoshop. PSD позволяет сохранять изображение с массой дополнительных атрибутов, включих все, что может сделать Photoshop. Хранит графическую информацию в самых различных форматах и цветовых моделях, сохраняет информацию о разрешении и габаритных размерах изображения, а также может хранить альфа каналы, маски и обтравочные контуры. Можно задавать произвольные цветовые модели (Duotone, Triotone, Quadrotone...). Хранит прозрачность и слои, а также векторные данные (Shape в новых версиях пакета). Структура данных в этом формате подразумевает безусловную компрессию по алгоритму, подобному LZW (без потерь качества). Поэтому сохранение и открытие файла в этом формате происходит несколько дольше, чем открытие несжатого аналога, и требуется больше памяти. Формат файла считается одним из стандартных форматов и используется всеми продуктами линейки Adobe, но не является кросс-платформенным или полностью переносимым и универсальным.

GIF

GIF (Graphics Interchange Format) - использует 8-битовый цвет и эффективно сжимает сплошные цветные области, при этом сохраняя детали изображения. Количество цветов в изображении может быть от 2 до 256, но это могут быть любые цвета из 24-битной палитры. Файл в формате GIF может содержать прозрачные участки. Если используется отличный от белого цвета фон, он будет проглядывать сквозь "дыры" в изображении. Поддерживает покадровую смену изображений, что делает формат популярным для создания баннеров и простой анимации. Для получения цветов, которые отсутствуют в палитре, возможно применение рассеивания (dithering), наложения периодической структуры (patttern) и домешивания шума (noise). GIF формат хранит изображения в цветовой модели RGB, заданные как индексированные цвета (Indexed color в Photoshop). При сохранении файла используется неухудшающая качество выходного изображения RLE или LZW-подобная компрессия.

JPEG

Joint Photographic Experts Group (*.JPEG, *.JPG) - формат для хранения растровых данных в цветовых моделях Grayscale, CMYK, RGB. Поддерживает сохранение информации о геометрических размерах изображения. Не поддерживает альфа-каналы. Также позволяет сохранять в изображении данные обтравочных контуров, которые используются для удаления нежелательного фона из изображения, при помещении его в верстку. Изображения в этом формате сжимаются по специальному алгоритму, который позволяет уменьшать размер выходного файла в 3, 5 и более раз. Однако, сжатие данных по этому алгоритму добавляет в изображение искажения, которые являются необратимыми и при многократном повторном сохранении данных в этом формате заметно ухудшают качество изображения. При сохранении данных существует компромисс между размером выходного файла и его качеством. Существует разновидность сжатия по алгоритму JPEG - Progressive JPEG, который сохраняет изображение в несколько этапов - в начале в самом низком разрешении, затем в более высоком и так до максимального. При сохранении файлов в формате JPEG всегда стоит выбирать максимальный уровень качества, и не хранить в этом виде рабочие или промежуточные файлы. Искажения, добавляемые компрессией JPEG, проявляются в виде кубической структуры или характерных "грязных" точек в местах контрастных переходов цветов. Особенно это заметно при поканальном просмотре изображения. Количество цветов в изображении - около 16 миллионов, что вполне достаточно для сохранения фотографического качества изображения.

PNG

PNG (portable network graphics) - данный формат был специально разработан для Сети. Предполагалось, что новый формат PNG сможет заменить GIF. В формате PNG реализовано: компрессия без потерь (в отличие от JPEG), чересстрочная загрузка interlacing и прозрачность фона - transparency, (как в GIF, правда, чересстрочность в PNG - 7-ми уровневая), передача цвета с глубиной цвета до 48 бит на пиксель плюс альфа-канал и гамма-индикатор. PNG реализует открытый, незапатентованный алгоритм сжатия данных, дающий, тем не менее, лучшие результаты, чем GIF. В отличие от GIF с его максимум 256 цветами, PNG позволяет хранить полноцветные изображения с 24 и даже 48 битами на пиксел. PNG реализует гораздо более эффективный алгоритм чересстрочности (которую в данном случае правильнее было бы называть "через-пиксельностью"). Достаточно сказать, что первый проход, дающий общее представление об изображении, занимает в PNG не одну восьмую исходного файла, как в GIF, а всего лишь одну шестьдесят четвертую - и тем не менее распознаваемость картинки при этом заметно лучше. PNG позволяет хранить полную информацию о степени прозрачности в каждой точке изображения в виде так называемого альфа-канала. Каждый пиксел PNG-файла, вне зависимости от его цвета и местоположения, может иметь любую градацию прозрачности - от нулевой (полная непрозрачность) до абсолютной невидимости. Одним из недостатков нового формата PNG явилась невозможность хранить несколько изображений в одном файле и создавать что-либо похожее на GIF- анимацию. Хоть и существуют специальные форматы, которые позволяют хранить не только анимацию, но и звуковое сопровождение к нему (форматы AVI, MPEG и другие), однако размер получившихся файлов этих форматов оказывается больше, чем у анимации, созданной в формате GIF (пусть и с чуть худшим качеством).