Лекция 5: Графические форматы файлов. Сканирование изображений

Цели занятия

• познакомить учащихся с основными форматами растровых изображений;
• познакомить с возможностью конвертации форматов;
• научить выбирать оптимальные параметры при сканировании изображений.

Содержание занятия

Передача изображений из одной программы в другую одинакова во всем многообразном мире цифровых изображений, так как любая программа имеет свои сильные и слабые стороны. Чтобы воспользоваться преимуществами сильных сторон программ, изображения должны экспортироваться быстро и эффективно. Чтобы оптимизировать этот процесс, разработчики программных средств создали виды компьютерных файлов - форматы.

Существует огромное множество различных форматов графических файлов. Чтобы уметь решать проблемы переносимости изображения из одной программы в другую и сжатия их с целью экономии дискового пространства, а также находить оптимально подходящий графический формат для дальнейшей обработки изображений, познакомимся с некоторыми из них, наиболее распространенными.

Собственные форматы файлов

Собственный формат (native) - обычно частный формат, созданный специально для программного приложения. В большинстве программ такой формат является самым эффективным средством при сохранении файлов в процессе редактирования, но не переносимым (или частично переносимым) в другие приложения.

"Родным" форматом для CorelDRAW является CDR, который чаще всего и используют. Для Microsoft Word собственным форматом является DOC, для Adobe Flash - формат FLA и т. д. Для графического редактора Adobe Photoshop собственным форматом является PSD, в котором можно сохранять не только графическую информацию, но и слои, и каналы. Adobe Photoshop, несомненно, является известнейшим средством редактирования изображений в мире. Популярность Photoshop вынудила другие графические программы поддерживать формат PSD, чтобы художники могли экспортировать и импортировать файлы в Photoshop без необходимости предварительно конвертировать их в общедоступный файловый формат.

Существует большое количество стандартных форматов растровой графики. Рассмотрим только самые распространенные из них.

BITMAP

BITMAP (битовая карта) - один из первых растровых форматов. Формат отличает очень большой объем файла, поскольку данные записываются по каждому пикселу отдельно. Он представляет собой чрезвычайно простую структуру и служит для описания и визуализации небольших изображений-пиктограмм (icons), широко применяемых в графических интерфейсах Windows, а также используется в мультимедийных презентациях.

Существует несколько разновидностей этого формата. Нам наиболее знаком вариант с расширением *.bmp, поддерживающий данные до 24 b/p.

GIF

Растровый формат GIF (Graphics Interchange Format) был разработан компанией CompuServe Inс. в 1987 году для обеспечения сжатия цветных растровых файлов, загружаемых по телефонной линии и в компьютерных сетях.

Формат GIF позволяет хранить данные цветовой глубины только от 1 до 8 b/p. GIF использует очень эффективный архиватор. Формат нашел широкое применение на Web-страницах для изображений с небольшим количеством цветов (знаки, логотипы, кнопки, элементы оформления). Также мультимедийные программы позволяют вставлять изображения в формате GIF.

Особенности формата: изображение рисуется сверху вниз с изменением четкости и детальности (опция - чересстрочный (interlacing)), формат позволяет задать прозрачную область или определить прозрачный цвет, что позволяет размещать изображения на любом фоне.

Возможности уменьшения объема файла не исчерпываются сжатием, GIF позволяет произвольно задавать размер палитры, используемой в изображении (другие форматы, как правило, имеют лишь стандартные варианты глубины цвета). К недостаткам формата обычно относят ограниченное число возможных цветов.

Формат позволяет хранить большое количество изображений - кадров, поэтому можно рассматривать GIF и как анимационный формат.

JPEG

Формат JPEG создан комитетом по стандартам Joint Photographic Experts Group (Объединенная группа экспертов по фотографии) в 1987 г. для хранения фотореалистичных изображений - фотографий. Основанный на особенностях человеческого зрения, этот формат использует алгоритмы сжатия с потерями и обеспечивает значительное уменьшение файла. Сжатие JPEG называют убыточным (lossy) - данные изображения теряются, когда файл сжимается, что вызывает ухудшение качества изображения.

Пользователь имеет возможность регулировать степень сжатия (соответственно - уровень качества). Если пользователь задает высокое качество, происходит меньшее сжатие. Когда используется установка на высокое сжатие, размер файла мал, однако в большей степени страдает качество изображения. Практически все программы при сохранении в этом формате дают возможность предварительно просмотреть результат для получения компромиссного решения между качеством и размером файла.

Формат JPEG поддерживает глубину цвета до 24 b/p. Поскольку формат имеет очень маленький объем файла, он получил большое распространение в Web-публикациях и в библиотеках изображений в тех случаях, когда требуется многоцветное фотореалистичное изображение.

Не рекомендуется использовать этот формат для полиграфических нужд; не рекомендуется пересохранять изображение в этом формате несколько раз (каждый раз при сохранении качество ухудшается).

PNG

Формат PNG (Portable Network Graphics - переносимая сетевая графика) специально создан для размещения графики на Web-страницах. Этот формат молод и соединяет в себе достоинства форматов GIF и JPEG. Он позволяет значительно сжать файл с изображением без потери качества, но при этом не ограничен палитрой из 256 цветов, поддерживает 8, 24 и 32 (24 b/p плюс альфаканал) b/p.

В этом формате применяется метод сжатия, в котором из изображения удаляется информация, слабо воспринимаемая человеческим глазом. Степень сжатия можно менять от низкой, когда искажения минимальны, до высокой, когда изображение может претерпеть заметные изменения.

Формат PNG не поддерживает прозрачность, но может включать один альфа-канал, который делает часть изображения прозрачной в браузере, поддерживающем каналы PNG. Как и в GIF, здесь обеспечивается поэтапное отображение с чересстрочной разверткой.

TIFF

Одним из самых распространенных растровых форматов, используемых при подготовке изображений к печати, является TIFF (Target Image File Format), созданный Aldus Corporation в 1986 г. для преодоления трудностей, которые возникали при переносе графических файлов с IBM-совместимых компьютеров на Macintosh и обратно.

TIFF поддерживает несколько схем сжатия и специальные функции управления изображением. LZW-сжатие является безубыточной (non-lossy) схемой сжатия данных - когда файл сжимается, никакие данные не уничтожаются и не должно произойти ни малейшего ухудшения качества.

TIFF сегодня - это стандартный файловый формат, поддерживаемый большинством графических программ создания и обработки изображений, а также программными пакетами верстки. Формат поддерживает данные до 32 b/p. TIFF позволяет сохранять с изображением альфа-канал. В последних версиях программы Adobe Photoshop этот формат позволяет сохранять документы со слоями.

TIFF стал общим форматом для систем ввода изображений со сканеров, используется в издательских системах. Формат переносится между платформами и легко импортируется во все программы верстки, что делает его незаменимым при подготовке документов для печати.