Лабораторна робота 2 (зображення)

Формат BMP

BMP (Bitmap) — bitmap-формат або DIB (англ. device independent bitmap)-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. Дані цього формату включаються в двійкові файли ресурсів RES і в PE-файли.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. Специфікація Windows Metafile (WMF) охоплює формат файлу BMP. Серед іншого, wingdi.h визначає BMP-константи та структури.

Можливості формату BMP: У даному форматі можна зберігати тільки одношарові растри. На кожен піксель в різних файлах може приходити різна кількість біт (глибина кольору). Microsoft пропонує бітності 1, 2, 4, 8, 16, 24, 32, 48 і 64. В бітності 8 і нижче він вказується індексом з таблиці кольорів (палітри), а при великих: безпосереднім значенням. Колір же в будь-якому випадку можна задати тільки в колірній моделі RGB, але в бітності 16 і 32 можна отримати Grayscale[ru] з глибиною до 16 і 32-ох 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 доступно RLE-кодування, яке може зменшити їх розмір. Формат BMP так само підтримує вбудовування даних у форматах JPEG і PNG. В останніх версіях формату BMP так само з'явилися можливості по управлінню кольором.

BMP-файл складається з чотирьох частин :

1.Заголовок файлу (BITMAPFILEHEADER - 14-байтна структура, яка розташована в самому початку файлу)

2.Заголовок зображення (BITMAPINFOHEADER, може бути відсутнім). BITMAPV4HEADER (Win95, NT4.0) BITMAPV5HEADER (Win98/Me, 2000/XP)

3.Палітра (може бути відсутнім)

4.Саме зображення

Формат JPEG

PEG (Joint Photographic Experts Group) — растровий формат збереження графічної інформації, що використовує стиснення з втратами.

При необхідності дуже сильного стиснення втрати можуть бути переглянуті за допомогою модуля Matrixmuster (матричний зразок, матричний малюнок). Втрати і спотворення інформації через ступінь стиснення можуть проявлятися вже в призначених для користувача програмах. Допустимий рівень стиснення залежить від характеру зображення та існує, як правило, в межах 1:10. Формат JPEG часто використовується як формат даних в цифрових камерах. У Інтернеті формат JPEG застосовується для відображення напівтонових ілюстрацій та графічної інформації з плавним переходом тонів. Формат JPEG, на відміну від GIF і PNG, не підтримує ні анімацію, ні прозорість. Область застосування формату досить вузька — розповсюдження високоякісної напівтонової графіки в Інтернеті. Формат підтримується практично всіма сучасними графічними програмами та веб-браузерами.

Алгоритм стиснення даних, що використовується у форматі, базується на алгоритмі дискретного косинусного перетворення.

Найбільша роздільна здатність,яку підтримує формат JPEG/JFIF є 65535×65535.

Формат GIF

GIF (від англ. Graphics Interchange Format — «формат обміну зображеннями») — 8-бітний растровий графічний формат, що використовує до 256 чітких кольорів із 24-бітного діапазону RGB. Формат було розроблено компанією CompuServe у 1987 році, і з того часу набув широкої популярності у всесвітній павутині завдяки своїй відносній простоті та мобільності. Одними із головних особливостей формату є підтримка анімації та прозорості.

Для стискання файлів використовує LZW-компресію.

Область застосування:

Зображення у форматі GIF зберігається порядково, підтримується тільки формат з індексованою палітрою кольорів. Яка може містити до 256 кольорів із 24-бітного діапазону RGB. Хоча спочатку формат розроблявся тільки для підтримки 256-кольорової (8-бітної) палітри.

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

Анімовані зображення:

Формат GIF підтримує анімаційні зображення. Вони являють собою послідовність з кількох статичних кадрів, а також інформацію про те, скільки часу кожен кадр повинен бути показаний на екрані. Анімацію можна зробити циклічною. (англ. loop), тоді слідом за останнім кадром почнеться відтворення першого кадру.

Прозорість в GIF-анімації може використовуватись для того, щоб не зберігати черговий кадр повністю, а лише зміни наступного кадру відносно попереднього.

Недокументованою, але підтримуваною можливістю анімованого GIF є можливість використання більше ніж 256 кольорів. Це досягається завдяки тому, що кожен кадр може містити свою палітру, відмінну від палітри інших кадрів.

Формат PNG

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.

Застосування:

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.

Особливості:

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.

Порівняльна таблиця форматів

Формат	BMP	GIF	PNG	JPEG	TIFF
Розмір файлу	Великий	Малий	Норма	Норма	Крайнє великий
Стиснення	Не підтримується	Без втрат	З втратами та без	З втратами та без (незначне)	З втратами та без
Призначення	В ОС Windows для забезпечення незалежності від апаратури	Графіка та елементарна анімація в мережі	Графіка в мережі (GNU альтернатива для GIF)	Збереження і обробка фотографій	Створення та збереження зображень надвисокої якості
Глибина кольору	1 - 64 біт/піксель	1 - 8 біт/піксель	8 - 64 біт/піксель	8 - 64 біт/піксель	8 - 64 біт/піксель
Альфа-канал	відсутній	наявний	опціональний	відсутній	відсутній
Анімація	не підтримується	покадрова	покадрова в APNG	не підтримується	не підтримується
Коментар	Застарілий формат великого розміру, який погано передається по мережі і погано стискується.	Застарілий формат мережевої графіки. Степінь стиснення великих файлів значно нижче ніж у PNG.	Найпопулярніший формат мережевої графіки.	Найпопулярніший формат збереження фотоматеріалів (зображення з напівтонами)	Формат для "промислового" застосування. Наприклад для оцифрування зображень.