Відмінності між версіями «Лаб №2»

Матеріал з Вікі ЦДУ
Перейти до: навігація, пошук
(→‎gif. формат)
 
(не показано 20 проміжних версій цього учасника)
Рядок 1: Рядок 1:
 +
[[Файл:Grafika.png|right|350px]]
 
<big>''' Тема: ''Графічні формати'' '''
 
<big>''' Тема: ''Графічні формати'' '''
  
Рядок 25: Рядок 26:
 
[[Файл:Jpgicon‎.png|міні]]
 
[[Файл:Jpgicon‎.png|міні]]
  
−
<big>Формат файлу JPEG (Joint Photographic Experts Group - Об'єднана експертна група по фотографії) був розроблений компанією C-Cube Microsystems як ефективний метод зберігання зображень з великою глибиною кольору, наприклад, одержуваних при скануванні фотографій з численними відтінками кольору. Найбільша відмінність формату JPEG від інших форматів полягає в тому, що в JPEG використовується алгоритм стиснення з втратами (а не алгоритм без втрат) інформації. Алгоритм стиснення без втрат так зберігає інформацію про зображення, що розпаковане зображення в точності відповідає оригіналу. При стисненні з втратами приноситься в жертву частина інформації про зображення, щоб досягти більшого коефіцієнта стиснення. Розпаковане зображення JPEG рідко відповідає оригіналу абсолютно точно, але дуже часто ці відмінності настільки незначні, що їх ледве можна виявити.
+
<big>'''JPEG''' призначений для зменшення розмірів файлів растрових зображень, що мають плавні переходи кольорових тонів і відтінків. Дозволяє регулювати співвідношення між мірою стискання файлу і якістю зображення. JPEG стискує зображення, зберігаючи його повну чорно-білу версію і більшу частину колірної інформації. Так як зберігається не вся колірна інформація, JPEG є форматом зі втратами, що проявляється, особливо в сильно стиснених файлах, в вигляді розмитого або випадкового розподілення пікселів.На відмінність від алгоритму стискання GIF, який аналізує файли по рядках, JPEG розбиває зображення на області близьких кольорів. Якщо використовувати формат JPEG для різкої графіки з великими областями одного і того ж кольору, то звичайно отримують погані результати.Прогресивні файли JPEG подібні на черезрядкові файли GIF тим, що вони визначають спосіб виводу зображення на екран при завантаженні (завантажують різні області графічного файлу одночасно). При цьому користувач може бачити, що містить зображення ще до того, як весь файл буде повністю завантажений. JPEG не дозволяє включати в файл більше одного зображення, тому анімація JPEG не дуже поширена в Web. Якщо потрібно відтворити послідовність файлів JPEG в одному і тому ж місці Web-сторінки, можна використати сценарій або додаток, що завантажується, написані на Java. Однак Java-аплет може вимагати багато часу для ініціалізації і виконання на повільних комп’ютерах. JPEG найбільше всього підходить для фотографій або графіки зі складними тінями та ефектами освітлення і використовується в Web для фотографій товарів, об’ємних зображень і графіки з ефектами освітлення.освітлення.</big>
−
 
+
−
Процес стиснення зображення JPEG досить складний і часто для досягнення прийнятної продуктивності вимагає спеціальної апаратури. Спочатку зображення розбивається на квадратні блоки із стороною розміром 8 пікселів. Потім проводиться стиснення кожного блоку окремо за три кроки. На першому кроці за допомогою формули дискретного косинусоїдального перетворення фури (DCT) проводиться перетворення блоку 8х8 з інформацією про пікселі в матрицю 8x8 амплітудних значень, що відображають різні частоти (швидкості зміни кольору) в зображенні. На другому кроці значення матриці амплітуд діляться на значення матриці квантування, яка зміщена так, щоб відфільтрувати амплітуди, незначно впливають на загальний вигляд зображення. На третьому і останньому кроці квантованими матриця амплітуд стискається з використанням алгоритму стиснення без втрат.
+
−
 
+
−
Оскільки в квантованной матриці відсутня значна частка високочастотної інформації, наявної у вихідній матриці, перша часто стискується до половини свого початкового розміру або навіть ще більше. Реальні фотографічні зображення часто зовсім неможливо стиснути за допомогою методів стиснення без втрат, тому 50% -ве стиснення слід визнати досить хорошим. З іншого боку, застосовуючи методи стиснення без втрат, можна стискати деякі зображення на 90%. Такі зображення погано підходять для стискування методом JPEG.
+
−
 
+
−
При стисненні методом JPEG втрати інформації відбуваються на другому кроці процесу. Чим більше значення в матриці квантування, тим більше відкидається інформації з зображення і тим більш щільно стискається зображення. Компроміс полягає в тому, що більш високі значення квантування призводять до гіршого якістю зображення. При формуванні зображення JPEG користувач встановлює показник якості.</big>
+
  
 
== '''''gif. формат''''' ==
 
== '''''gif. формат''''' ==
 
[[Файл:jpgico.png|міні]]
 
[[Файл:jpgico.png|міні]]
−
<big>Більшість провідних фахівців-графіків, що мають справу з алгоритмом LZW, стикаються з аналогічними юридичними проблемами при використанні популярного міжплатформного формату файлів растрової графіки '''GIF (Graphics Interchange Format'''), розробленого компанією CompuServe. Зазвичай для імені файлів GIF використовується розширення GIF, і тисячі таких файлів можна отримати в CompuServe.
+
<big>'''GIF (Graphics Interchange Format''' – формат взаємообміну графікою) є растровим форматом і розроблявся для мереж з низькими швидкостями передачі даних. Він став першим графічним форматом, що підтримується Web. GIF здатен ефективно стискати графічні дані, використовуючи алгоритм LZW, який полягає в стисканні ряду однакових символів в один символ, помножений на кількість повторень. Анімаційні файли GIF дозволяють в одному файлі зберігати декілька зображень, які відтворюються послідовно.
 +
Формат GIF стандартизований в 1987 році як засіб збереження стиснених зображень з фіксованою (256) кількістю кольорів. Остання версія формату GIF89а дозволяє виконувати черезрядкове завантаження зображень і створювати малюнки з прозорим фоном. Обмежена кількість кольорів обумовлює його використання переважно в електронних публікаціях. До достоїнств динамічних файлів GIF відносять невеликий об’єм файлу за рахунок стискання (до 40%), він не вимагає постійного зв’язку з сервером і повторного звертання до сервера, його просто розмістити на сторінці. Однак його палітра не перевищує 256 кольорів, він забезпечує гірше стискання фотографій, ніж JPEG, не підтримується броузерами в повному обсязі.</big>
 +
 
  
−
Структура файлу GIF залежить від версії GIF-специфікації, якій відповідає файл. В даний час використовуються дві версії, GIF87a і GIF89a. Перша з них простіше. Незалежно від номера версії, файл GIF починається з 13-байт заголовка, що містить сигнатуру, яка ідентифікує цей файл в якості GIF-файлу, номер версії GIF і іншу інформацію. Якщо файл зберігає лише одне зображення, слідом за заголовком зазвичай розташовується загальна таблиця кольорів, що визначає кольори зображення. Якщо у файлі зберігається декілька зображень (формат GIF дозволяє в одному файлі кодувати два і більше зображень), то замість загальної таблиці кольорів кожне зображення супроводжується локальної таблицею кольорів.
 
  
−
У файлі GIF87a слідом за заголовком і загальною таблицею квітів розміщується зображення, яке може бути першим з кількох наявних поспіль зображень. Кожне зображення складається з 10-байт описателя зображення, розташованої услід за ним локальної таблиці кольорів і бітів реєстрового масиву. Для підвищення ефективності використання пам'яті дані реєстрового масиву стискаються за допомогою алгоритму LZW.
 
  
−
Файли GIF89a мають аналогічну структуру, але вони можуть містити факультативні блоки розширення з додатковою інформацією про кожному зображенні. У специфікації GIF89a визначено чотири типи блоків розширення. Це блоки розширення для управління графікою, які описують, як зображення повинне виводитися на екран (наприклад, накладається воно на попереднє зображення подібно діапозитивів або просто замінює його); блоки розширення зі звичайним текстом, що містять текст, що відображається разом з графікою; блоки розширення для коментаря, що містять коментарі в коді ASCII; і блоки розширення прикладних програм, в яких зберігається інформація, що належить тільки створила цей файл програмою. Блоки розширення можуть перебувати практично в будь-якому місці файлу після загальної таблиці кольорів.
 
  
−
Основні переваги GIF полягають в широкому поширенні цього формату і його компактності. Але йому притаманні два досить серйозні недоліки. Один з них полягає в тому, що в зображеннях, що зберігаються у вигляді GIF-файлу, не може бути використано більше 256 кольорів. Другий, можливо, ще більш серйозний, полягає в тому, що розробники програм, що використовують в них формати GIF, повинні мати ліцензійну угоду з CompuServe і вносити плату за кожен екземпляр програми; така цінова політика була прийнята CompuServe після того, як Unisys оголосила, що почне добиватися дотримання своїх прав власності і зажадала від тих, хто користується алгоритмом стиснення LZW, вносити ліцензійні платежі. Виник в результаті цього заплутане юридичне становище гальмує впровадження програмістами в свої графічні програми коштів для роботи з файлами GIF.</big>
 
  
 
== '''''png. формат''''' ==
 
== '''''png. формат''''' ==
−
== '''''bmp. формат''''' ==
+
[[Файл:png-icon.png|міні]]
 +
 
 +
<big>'''PNG (Portable Network Graphics''' – мережева графіка, що переноситься) є растровим, стандартизований в 1995 році і призначений для публікації зображень в Інтернеті. Розробка PNG була викликана тим, що в 1994 році фірма Unisys, винахідник методу стискання GIF, заявила, що буде вимагати плату зі всіх розробників програмного забезпечення, яке підтримує формат GIF. Потенціальні витрати, пов’язані з використанням формату GIF, разом з недоліками формату JPEG привели до необхідності розробки нового графічного формату, який був би безоплатним і поліпшив би параметри форматів JPEG та GIF.PNG підтримує три типи зображень – кольорові з глибиною 8 або 24 біти і чорно-білі з градацією 256 відтінків сірого. Стискання інформації здійснюється без втрат, передбачені 254 рівня альфа-каналу та черезрядкова розгортка. Вважається, що PNG забезпечує краще стискання, ніж GIF (на 10 –30 %), що залежить від якості кодувальника. Специфікація формату PNG включає можливості автоматичної корекції кольорів при перенесенні зображень між апаратними платформами і ефектів змінної прозорості.</big>
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 +
 
 +
== '''''eps. формат''''' ==
 +
[[Файл:eps.png|міні]]
 +
<big>'''EPS (Encapsulated PostScript)''' описує як векторні, так і растрові зображення на мові PostScript фірми Adobe, яка є універсальною. В файлі одночасно може зберігатись як векторна, так і растрова графіка, шрифти, контури обтравки (маски), параметри калібрування обладнання, профілі кольору. Для відображення векторного вмісту використовується формат WMF, а растрового - TIFF. Але екранна копія тільки в загальних рисах відображає реальне зображення. Дійсне зображення можна побачити тільки після друку, за допомогою спеціальних програм перегляду або після перетворення файлу в формат PDF в додатках Acrobat Reader та Acrobat Exchange.</big>
 +
 
 +
 
 +
== '''''Таблиця порівняння форматів''''' ==
 +
{| class="wikitable" border="1"
 +
|-
 +
<big>'''
 +
! Формат
 +
! Макс. розмір
 +
! Макс. число кольорів
 +
! Макс. число біт/піксель
 +
! Анімація
 +
! Прозорість
 +
! Фото'''</big>
 +
|-
 +
| .bmp
 +
| 65 535 x 65 535
 +
| 16 777 216
 +
| 24
 +
| Не підтримує
 +
| Не підтримує
 +
| [[Файл:fred.bmp|міні]]
 +
|-
 +
| .jpg
 +
| 65 535 x 65 535
 +
| 16 777 216
 +
| 24
 +
| Не підтримує
 +
| Не підтримує
 +
| [[Файл:DSC_8451.jpg|міні]]
 +
|-
 +
| .gif
 +
| 65 535 x 65 535
 +
| 256
 +
| 8
 +
| Підтримує
 +
| Підтримує
 +
| [[Файл:Fred.gif|міні]]
 +
|-
 +
| .png
 +
| 2 147 483 647 x 2 147 483 647
 +
| 281 474 976 710 656
 +
| 48
 +
| Підтримує
 +
| Не підтримує
 +
| [[Файл:frpng.png|міні]]
 +
 
 +
|}

Поточна версія на 13:55, 31 березня 2017

Grafika.png

Тема: Графічні формати

Мета: Вивчення форматів графічних файлів

Завдання:

  1. Вивчити формат bmp. Розробити коротку специфікацію формату.
  2. Вивчити формат jpg. Розробити коротку специфікацію формату.
  3. Вивчити формат gif. Розробити коротку специфікацію формату.
  4. Вивчити формат png. Розробити коротку специфікацію формату.
  5. Вивчити один векторний формат (на Ваш вибір). Розробити коротку специфікацію формату.
  6. Зберегти в розглянутих форматах, файл нестисненого фото. Зробити таблицю порівняння форматів.

bmp. формат

Bmp-icon2.png

BMP (Bitmap) — bitmap-формат або DIB -формат файлу зображень растрової графіки, в якому зображення зберігається у вигляді двовимірного масиву пікселів. Запам'ятовує одно і багатокольорові (RGB) ілюстрації у формі Pixel. BMP-формат використовується в операційній системи Windows та OS/2. Формат файлу BMP здатний зберігати 2D цифрові зображення довільної ширини, висоти та роздільної здатності, як монохромні так і кольорові, різної глибини кольору, і, необов'язково, зі стисненням данних, альфа-каналом та керуванням кольору. В даному форматі можна зберігати лише одношарові растри. На кожен піксель в різних файлах може припадати різну кількість біт (глибина кольору). Microsoft пропонує бітності 1, 2, 4, 8, 16, 24, 32, 48 і 64. У Бітність 8 і нижче, колір вказується індексом з таблиці кольорів (палітри), а при великих безпосереднім значенням. Колір же в будь-якому випадку можна задати тільки в колірній моделі RGB (як при безпосередньому вказівці в пікселі, так і в таблиці кольорів), але в Бітність 16 і 32 можна отримати Grayscale з глибиною до 16 і 32 біт відповідно. Часткова прозорість реалізована альфа-каналом різних бітностей, але при цьому прозорість без градацій можна побічно отримати RLE-кодуванням.

У більшості випадків пікселі зберігаються у вигляді відносно простого двовимірного масиву. Для бітності 4 і 8 є RLE-кодування, яке може зменшити їх розмір. Формат BMP також підтримує вбудовування даних в форматах JPEG і PNG. Але останній скоріше більше призначене не для компактного зберігання, а для обходу обмежень архітектури GDI, яка не передбачає пряму роботу із зображеннями відмінних від BMP форматів.

В останніх версіях формату BMP також з'явилися можливості по управлінню кольором. Зокрема, можна вказувати кінцеві точки, виробляти гамма-корекцію і вбудовувати колірні профілі ICC.

jpg. формат

Jpgicon.png

JPEG призначений для зменшення розмірів файлів растрових зображень, що мають плавні переходи кольорових тонів і відтінків. Дозволяє регулювати співвідношення між мірою стискання файлу і якістю зображення. JPEG стискує зображення, зберігаючи його повну чорно-білу версію і більшу частину колірної інформації. Так як зберігається не вся колірна інформація, JPEG є форматом зі втратами, що проявляється, особливо в сильно стиснених файлах, в вигляді розмитого або випадкового розподілення пікселів.На відмінність від алгоритму стискання GIF, який аналізує файли по рядках, JPEG розбиває зображення на області близьких кольорів. Якщо використовувати формат JPEG для різкої графіки з великими областями одного і того ж кольору, то звичайно отримують погані результати.Прогресивні файли JPEG подібні на черезрядкові файли GIF тим, що вони визначають спосіб виводу зображення на екран при завантаженні (завантажують різні області графічного файлу одночасно). При цьому користувач може бачити, що містить зображення ще до того, як весь файл буде повністю завантажений. JPEG не дозволяє включати в файл більше одного зображення, тому анімація JPEG не дуже поширена в Web. Якщо потрібно відтворити послідовність файлів JPEG в одному і тому ж місці Web-сторінки, можна використати сценарій або додаток, що завантажується, написані на Java. Однак Java-аплет може вимагати багато часу для ініціалізації і виконання на повільних комп’ютерах. JPEG найбільше всього підходить для фотографій або графіки зі складними тінями та ефектами освітлення і використовується в Web для фотографій товарів, об’ємних зображень і графіки з ефектами освітлення.освітлення.

gif. формат

Jpgico.png

GIF (Graphics Interchange Format – формат взаємообміну графікою) є растровим форматом і розроблявся для мереж з низькими швидкостями передачі даних. Він став першим графічним форматом, що підтримується Web. GIF здатен ефективно стискати графічні дані, використовуючи алгоритм LZW, який полягає в стисканні ряду однакових символів в один символ, помножений на кількість повторень. Анімаційні файли GIF дозволяють в одному файлі зберігати декілька зображень, які відтворюються послідовно. Формат GIF стандартизований в 1987 році як засіб збереження стиснених зображень з фіксованою (256) кількістю кольорів. Остання версія формату GIF89а дозволяє виконувати черезрядкове завантаження зображень і створювати малюнки з прозорим фоном. Обмежена кількість кольорів обумовлює його використання переважно в електронних публікаціях. До достоїнств динамічних файлів GIF відносять невеликий об’єм файлу за рахунок стискання (до 40%), він не вимагає постійного зв’язку з сервером і повторного звертання до сервера, його просто розмістити на сторінці. Однак його палітра не перевищує 256 кольорів, він забезпечує гірше стискання фотографій, ніж JPEG, не підтримується броузерами в повному обсязі.




png. формат

Png-icon.png

PNG (Portable Network Graphics – мережева графіка, що переноситься) є растровим, стандартизований в 1995 році і призначений для публікації зображень в Інтернеті. Розробка PNG була викликана тим, що в 1994 році фірма Unisys, винахідник методу стискання GIF, заявила, що буде вимагати плату зі всіх розробників програмного забезпечення, яке підтримує формат GIF. Потенціальні витрати, пов’язані з використанням формату GIF, разом з недоліками формату JPEG привели до необхідності розробки нового графічного формату, який був би безоплатним і поліпшив би параметри форматів JPEG та GIF.PNG підтримує три типи зображень – кольорові з глибиною 8 або 24 біти і чорно-білі з градацією 256 відтінків сірого. Стискання інформації здійснюється без втрат, передбачені 254 рівня альфа-каналу та черезрядкова розгортка. Вважається, що PNG забезпечує краще стискання, ніж GIF (на 10 –30 %), що залежить від якості кодувальника. Специфікація формату PNG включає можливості автоматичної корекції кольорів при перенесенні зображень між апаратними платформами і ефектів змінної прозорості.





eps. формат

Eps.png

EPS (Encapsulated PostScript) описує як векторні, так і растрові зображення на мові PostScript фірми Adobe, яка є універсальною. В файлі одночасно може зберігатись як векторна, так і растрова графіка, шрифти, контури обтравки (маски), параметри калібрування обладнання, профілі кольору. Для відображення векторного вмісту використовується формат WMF, а растрового - TIFF. Але екранна копія тільки в загальних рисах відображає реальне зображення. Дійсне зображення можна побачити тільки після друку, за допомогою спеціальних програм перегляду або після перетворення файлу в формат PDF в додатках Acrobat Reader та Acrobat Exchange.


Таблиця порівняння форматів

Формат Макс. розмір Макс. число кольорів Макс. число біт/піксель Анімація Прозорість Фото
.bmp 65 535 x 65 535 16 777 216 24 Не підтримує Не підтримує
Файл:Fred.bmp
.jpg 65 535 x 65 535 16 777 216 24 Не підтримує Не підтримує
DSC 8451.jpg
.gif 65 535 x 65 535 256 8 Підтримує Підтримує
Fred.gif
.png 2 147 483 647 x 2 147 483 647 281 474 976 710 656 48 Підтримує Не підтримує
Frpng.png
Отримано з https://wiki.cusu.edu.ua/index.php?title=Лаб_№2&oldid=272524