Відмінності між версіями «ОЗТМ Лаб 2,3»

Поточна версія на 13:42, 1 квітня 2015

BMP

BMP (від. англ Bitmap Picture) — графічний формат для збереження растрових зображень, розроблений компанією Microsoft.

З форматом BMP працює велика кількість програм, так як його підтримує як і Windows, так і OS/2.

На кожен піксель зображення в різних файлах може бути різна кількість біт. Microsoft пропонує такі бітності: 1, 2, 4, 8, 16, 24, 32, 48 та 64. Колір можна задати тільки в моделі RGB, але в бітностях 16 і 32 можна отримати Greyscale з глибиною до 16 і 32 біт відповідно.

Структура файлу

BMP файли складаються зі структур (заголовків) фіксованого розміру, а також зі структур змінного розміру, які розміщенні у заданій послідовності.

Використання

BMP формат є дуже простим, і це дає йому використання в ОС Windows та ін. Також цей формат є добре задокументованим і вільним від патентів, що робить його досить поширенним для багатьох графічних програм.

JPEG

JPEG (від. англ Joint Photographic Experts Group) — популярний графічний формат для збереження растрових зображень. Алгоритм JPEG дозволяє стискати зображення як з втратами, так і без втрат (режим стиснення без втрат JPEG). Підтримуються зображення з лінійним розміром не більше 65 535 × 65 535 пікселів.

Алгоритм JPEG найбільшою мірою придатний для стиснення фотографій і картин, що містять реалістичні сцени з плавними переходами яскравості і кольору. Найбільшого поширення JPEG отримав в цифровій фотографії і для зберігання та передачі зображень з використанням мережі Інтернет.

З іншого боку, JPEG малопридатний для стиснення креслень, текстової та знакової графіки, де різкий контраст між сусідніми пікселями приводить до появи помітних артефактів.

Стистення

При стисненні зображення перетворюється з колірного простору RGB в YCbCr. Після цього для каналів зображення Cb і Cr, що відповідають за колір, може виконуватися «проріджування» (subsampling), яке полягає в тому, що кожному блоку з 4 пікселів (2х2) яскравості каналу Y ставляться у відповідність усереднені значення Cb і Cr (схема проріджування «4:2:0»).

При цьому для кожного блоку 2х2 замість 12 значень (4 Y, 4 Cb і 4 Cr) використовується всього 6 (4 Y і по одному усередненому Cb і Cr). Якщо до якості відновленого після стиснення зображення пред'являються підвищені вимоги, проріджування може виконуватися лише в якомусь одному напрямку - по вертикалі (схема «4:4:0») або по горизонталі («4:2:2»), або не виконуватися зовсім («4:4:4»).

При збереженні зображення в JPEG-файлі вказується параметр якості, що задається в деяких умовних одиницях, наприклад, від 1 до 100 або від 1 до 10. Більше число зазвичай відповідає кращій якості (і більшого розміру стиснутого файлу). Однак навіть при використанні найвищої якості відновлене зображення не буде в точності збігатися з вихідним.

Переваги та недоліки

При збереженні зображення в JPEG-файлі вказується параметр якості, що задається в деяких умовних одиницях, наприклад, від 1 до 100 або від 1 до 10. Більше число зазвичай відповідає кращій якості (і більшого розміру стиснутого файлу). Однак навіть при використанні найвищої якості відновлене зображення не буде в точності збігатися з вихідним. Однак, незважаючи на недоліки, JPEG отримав дуже широке поширення через досить високого ступеня стиснення, підтримки стиснення повнокольорових зображень і відносно невисокою обчислювальної складності.

GIF

GIF (від. англ Graphics Interchange Format) — популярний графічний формат для збереження растрових зображень. Здатний зберігати стислі дані без втрати якості у форматі не більше 256 кольорів. Незалежний від апаратного забезпечення формат GIF був розроблений в 1987 році фірмою CompuServe для передачі растрових зображень по мережах. У 1989-му формат був модифікований, 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.

Область застосування

Зображення у форматі GIF зберігається порядково, підтримується тільки формат з індексованої палітрою кольорів. Стандарт розроблявся тільки для підтримки 256-кольорової палітри.

Один з кольорів у палітрі може бути оголошений «прозорим». У цьому випадку в програмах, які підтримують прозорість GIF (наприклад, більшість сучасних браузерів) через прозорі пікселі буде видно фон. «Напівпрозорість» пікселів (технологія альфа-каналу) не підтримується.

Анімовані зображення

Формат GIF підтримує анімаційні зображення. Вони являють собою послідовність з декількох статичних кадрів, а також інформацію про те, скільки часу кожен кадр повинен бути показаний на екрані. Анімацію можна зробити циклічною.

GIF анімація може використовувати прозорість для того щоб не зберігати черговий кадр цілком, а тільки зміни щодо попереднього.

PNG

PNG (від. англ Portable Network Graphics) — растровий формат збереження графічної інформації, що використовує стиснення без втрат. PNG був створений як вільний формат для заміни GIF, тому в Інтернеті з'явився рекурсивний акронім «PNG is Not GIF»

Область застосування

Формат PNG спроектований для заміни застарілого і більш простого формату GIF, а також, в деякій мірі, для заміни значно складнішого формату TIFF. Формат PNG позиціонується передусім для використання в Інтернеті і редагування графіки.

PNG підтримує три основних типи растрових зображень:

1. Напівтонове зображення (глибина кольорів – 16 біт)
2. Кольорове індексоване зображення (палітра 8 біт для кольора з глибиною 24 біт)
3. Повністью кольорове зображення (глибина кольорів – 48 біт)

Формат PNG зберігає графічну інформацію в стислому вигляді. Причому це стиснення проводиться без втрат, на відміну, наприклад, від JPEG з втратами. Він має такі основні переваги перед GIF:

• практично необмежену кількість кольорів у зображенні (GIF використовує в кращому випадку 8-бітний колір);
• підтримка альфа–каналу;
• можливість гамма–корекції;
• двувимірна черезрядкова розгортка;
• можливість розширення формату користувацькими блоками.

PNG є гарним форматом для редагування зображень, навіть для зберігання проміжних стадій редагування, так як відновлення і зберігання зображення проходять без втрат в якості. Також, на відміну, наприклад, від TIFF, специфікація PNG не дозволяє авторам реалізацій вибирати, які можливості вони збираються реалізувати. Тому будь-яке збережене зображення PNG може бути прочитано в будь-якому іншому додатку, що підтримує PNG.

SVG

SVG (від. англ Scalable Vector Graphics) — мова розмітки векторної графіки, створеної Консорціумом Всесвітньої павутини (W3C), яка входить до підмножини мови розмітки XML, призначеної для опису двовимірної векторної і змішаної векторно/растрової графіки у форматі XML. Підтримує як нерухому, так і анімовану інтерактивну графіку.

Переваги формату

• Текстовий формат – файли SVG можна читати і редагувати за допомогою звичайних текстових редакторів. При перегляді документів, що містять SVG графіку, є доступ до перегляду коду файлу, і можливість збереження всього документа. Крім того, SVG файли зазвичай виходять менше за розміром, ніж порівнянні за якістю зображення в форматах JPEG або GIF, а також добре піддаються стисненню.
• Існує можливість збільшити будь-яку частину зображення SVG без втрати якості. Додатково, до елементів SVG документа можливо застосовувати фільтри – спеціальні модифікатори для створення ефектів, подібних застосовуваним при обробці растрових зображень.
• Текст в SVG є текстом, а не зображенням, тому його можна виділяти і копіювати, він індексується пошуковими машинами, не потрібно створювати додаткові метафайли для пошукових роботів.
• SVG – відкритий стандарт. На відміну від деяких інших форматів, SVG не є чиєюсь власністю.

Недоліки формату

• SVG успадковує всі недоліки XML, такі як великий розмір файлу.
• Складність використання у великих картографічних додатках через те, що для правильного відображення маленької частини зображення документ необхідно прочитати цілком.
• Успадковує всі недоліки векторного зображення.

Таблиця порівняння

Для експерименту було використано фото у форматі BMP, розміром 576 КБ, з розширенням 512 х 384 пікс.