Лабораторна робота 2,3
Зміст
Растрові формати:
BMP (BitMaP) — Формат bmp (від слів BitMaP - бітова карта, або бітовий масив) представляє з себе нестиснене (в основному) зображення, яке досить легко читається і виводиться в ОС Windows, в якій є спеціальні функції API, які цього допомагають.
Види форматів BMP
| biBitCount | Палітровий або безпалітровий формат | Максимально можлива кількість кольорів | Примітки |
| 1 | Палітровий | 2 | Двоцвітна, зауважте, не обов'язково чорно-біла, палітрова картинка. Якщо біт растра скинутий (дорівнює 0), то це означає, що на цьому місці має бути перший колір з палітри, а якщо встановлений (дорівнює 1), то другий. |
| 4 | Палітровий | 16 | |
| 8 | Палітровий | 256 | Один з найпоширеніших варіантів. Але в той же час і найпростіших. Палітра займає один кілобайт (але на це краще не розраховувати). Один байт - це один колір. Причому його значення - це номер кольору в палітрі |
| 16 | Безпалітровий | 2^16 або 2^15 | Це самий заплутаний варіант. Почнемо з того, що він безпалітровий, тобто кожні два байти (одне слово WORD) в растрі однозначно визначають один піксель. Але от що виходить: бітів-то 16, а компонентів квітів - 3 (Червоний, Зелений, Синій). А 16 ніяк на 3 ділитися не хоче. Тому тут є два варіанти. Перший - використовувати не 16, а 15 бітів, тоді на кожну компоненту кольору виходить по 5 біт. Таким чином ми можемо використовувати максимум 2 ^ 15 = 32768 кольорів і виходить трійка RGB = 5-5-5. Але тоді за даремно втрачається цілий біт з 16. Але так вже сталося, що наші очі серед усіх кольорів краще сприймають зелений колір, тому й вирішили це один біт віддавати на зелену компоненту, тобто тоді виходить трійка RGB = 5-6-5, і тепер ми може використовувати 2 ^ 16 = 65536 кольорів. Але що найнеприємніше, що використовують обидва варіанти. В MSDN пропонують для того, щоб розрізняти скільки ж кольорів використовується, заповнювати цим значенням поле biClrUsed зі структури BITMAPINFOHEADER. Щоб виділити кожну компоненту треба використовувати такі маски. Для формату 5-5-5: 0x001F для синьої компоненти, 0x03E0 для зеленої і 0x7C00 для червоної. Для формату 5-6-5: 0x001F - синя, 0x07E0 - зелена і 0xF800 червона компоненти відповідно |
| 24 | Безпалітровий | 2^24 | А це найпростіший формат. Тут 3 байти визначають 3 компоненти кольору. Тобто по компоненті на байт. Просто читаємо по структурі RGBTRIPLE і використовуємо його поля rgbtBlue, rgbtGreen, rgbtRed. Вони йдуть саме в такому порядку. |
| 32 | Безпалітровий | 2^32 | Тут 4 байта визначають 3 компоненти. Але, правда, один байт не використовується. Його можна віддати, наприклад, для альфа-каналу (прозорості). Читати растр в даному випадку зручно структурами RGBQUAD. |
JPEG (Joint Photographic Experts Group) — Об'єднана група експертів в області фотографії) - є широковживаних методом стиснення фотозображень. Формат файлу, який містить стислі дані зазвичай також називають ім'ям JPEG; найбільш поширені розширення для таких файлів .jpeg, .jfif, .jpg, або .JPE. Однак з них .jpg найпопулярніше розширення на всіх платформах.
Алгоритм JPEG є алгоритмом стиснення з втратою якості.
До недоліків формату слід віднести те, що при сильних ступенях стиснення дає знати про себе блокова структура даних, зображення «дробиться на квадратики». Цей ефект особливо помітний на областях з низькою просторовою частотою (плавні переходи зображення, наприклад, чисте небо).
В областях з високою просторовою частотою (наприклад, контрастні кордону зображення), виникають характерні «артефакти» - іррегулярна структура пікселів спотвореного кольору і / або яскравості. Крім того, з зображення пропадають дрібні кольорові деталі.
Однак, незважаючи на недоліки, JPEG отримав дуже широке поширення через високого ступеня стиснення, щодо існуючих під час його появи альтернатив.
GIF (Graphics Interchange Format File) — популярний формат графічних зображень. Здатний зберігати стислі дані без втрати якості у форматі не більше 256 кольорів. Не залежний від апаратного забезпечення формат GIF був розроблений в 1987 році (GIF87a) фірмою CompuServe для передачі растрових зображень по мережах. У 1989-му формат був модифікований (GIF89a), були додані підтримка прозорості і анімації. GIF використовує LZW-компресію, що дозволяє стискати файли, в яких багато однорідних заливок (логотипи, написи, схеми). Довгий час GIF був одним з найбільш поширених форматів в інтернеті.
PNG (Portable Network Graphics)— растровий формат збереження графічної інформації, що використовує стиснення без втрат. PNG був створений для заміни формату GIF, графічним форматом, який не потребує ліцензії для використання. Зазвичай файли формату PNG мають розширення .png і використовують позначення MIME-типу image/png.Формат PNG зберігає інформацію у стиснутому вигляді, при чому стиснення проводиться без втрат якості, на відміну від формату JPEG. Формат PNG спроектований для заміни застарілого і простішого формату GIF, а також у деякій мірі, для заміни складнішого формату TIFF.Формат PNG характеризується сильнішим рівнем стиснення для файлів з більшою кількістю кольорів ніж GIF, але різниця становить близько 5-25%, чого недостатньо для абсолютної переваги формату, тому що маленькі картинки GIF стискає принаймні не гірше. Існує також одна особливість GIF, яку не повторює PNG — це можливість збереження множинного зображення, особливо мультиплікації. Призначення PNG — зберігати лише одне зображення. Для передачі множинних зображень використовується розширений формат MNG, опублікований у середині 1999 року, який підтримується у різних прикладних програмах.
Векторний формат:
Формат DXF (Drawing Exchange Format)— розроблено фірмою AutoDesk у 1982 році для обміну кресленнями та іншими графічними документами в середовищі AutoCAD. Незважаючи на вік цього формату та його недоліки, DXF зараз підтримується багатьма програмами як формат обміну даними. Файл DXF складається з пар <код групи> <команда> Код групи пояснює те, що міститься в наступному рядку. Наприклад, послідовність пар 0 (означає початок нового елементу) LINE 10 (далі буде значення першої координати X) 12.354 20 (перша координата Y) -34 11 (наступна координата X) 23.08 21 (наступна координата Y) 5.7 визначає лінію.
Порівняння форматів
| Формат | Переваги | Недоліки | Опис |
| BMP | Копію зображення створює без втрат | Стиснення в даному форматі не використовується | формат зберігання растрових зображень, розроблений компанією Microsoft. Файли формату BMP можуть мати розширення .bmp, .dib і .rle. |
| JPEG | Висока і керована ступінь стиснення. Користувач сам вибирає співвідношення якість / розмір файлу;
- Невеликий розмір файлу; - Впізнаваність всіма браузерами, графічними та текстовими редакторами, сумісність і правильне відображення на всіх комп'ютерах, планшетах і мобільних пристроях; - Правильна робота з кольоровими реалістичними зображеннями, де багато колірних і контрастних переходів; - При невеликому ступені стиснення якість зображення залишається досить високим |
При сильному стисненні зображення може «розсипатися» на окремі квадратики - блоки пікселів розміром 8х8. Це відбувається тому, що алгоритм стиснення передбачає аналіз сусідніх пікселів, обчислення їх кольору і усереднення, за рахунок цього плавні колірні переходи можуть стати ступінчастими або пропасти зовсім;
- Гірше інших форматів підходить для роботи з текстами або монохромними графічними зображеннями з чіткими межами; - Не підтримує прозорість. У разі відтворення шаблонів, логотипів, кнопок - це критично; - Відновлений після стиснення файл правити і / або зберігати повторно не рекомендують - кожен такий крок погіршує якість зображення. |
.jpg найчастіше для обробки і зберігання повнокольорових картинок з реалістичними зображеннями, де невід'ємно присутні переходи яскравості і кольору. Також .jpg формат використовують для зберігання і передачі графічного цифрового контенту (фотографії, скан-копії, оцифровані картинки). Він найбільш зручний і при розміщенні та передачі стислих зображень по мережі, тому що займає мало місця, в порівнянні з іншими форматами. |
| GIF | Можливість підтримки прозорості зображення;
- Можливість створення анімаційних ефектів; - Передають зображення без втрати якості, але переводячи його на мову 256 кольорів. |
це, все-таки, застарілий формат, створений ще в далекому 1989 році, коли не виникало особливих вимог до палітри кольорів | відомий тим, що обмежений 8-бітної палітрою. Але при цьому GIF і раніше популярний серед веб-майстрів, і в першу чергу тому, що такі файли не вимагають довгої завантаження. |
| PNG | Головним плюсом PNG є те, що він не втрачає якості зображення і деталізації після стиснення, підтримує прозорість і займає відносно небагато місця на диску | У мінуси можна віднести те, що цей формат не може бути анімований, його підтримують не всі браузери, і він не придатний для зберігання великих файлів - при збереженні вони невиправдано «важкі». | є графічним форматом, створеним спеціально для передачі зображень в Мережі, а тому саме він був, є і буде найкращим форматом для фотографій, розміщених на вашому сайті. PNG підтримує 24-бітові кольорові зображення, зображення в сірому градієнті, однак не підтримує CMYK-кольори, і тому не може бути використаний для друку графіки. |
