Войти
Форматы файлов изображений - это стандартизированные средства организации и хранения цифровых изображений. Формат файла изображения может хранить данные в несжатом формате, сжатом формате (который может быть без потерь или с потерями) или в векторном формате . Файлы изображений состоят из цифровых данных в одном из этих форматов, поэтому данные могут быть растеризованы для использования на дисплее компьютера или принтере. Растеризация преобразует данные изображения в сетку пикселей. У каждого пикселя есть несколько битов для обозначения его цвета (а в некоторых форматах - его прозрачности ). При растрировании файла изображения для конкретного устройства учитывается количество бит на пиксель (глубина цвета), для обработки которого предназначено устройство.
Размер файлов растровых изображений положительно коррелирует с количеством пикселей в изображении и цветом глубина (бит на пиксель). Однако изображения можно сжимать различными способами. Алгоритм сжатия сохраняет либо точное представление, либо приближение исходного изображения в меньшем количестве байтов, которые могут быть расширены обратно до несжатой формы с помощью соответствующего алгоритма распаковки. Изображения с одинаковым количеством пикселей и глубиной цвета могут иметь очень разный размер сжатого файла. Учитывая точно такое же сжатие, количество пикселей и глубину цвета для двух изображений, разная графическая сложность исходных изображений также может привести к очень разным размерам файлов после сжатия из-за природы алгоритмов сжатия. При использовании некоторых форматов сжатия менее сложные изображения могут привести к уменьшению размера сжатых файлов. Эта характеристика иногда приводит к меньшему размеру файла для некоторых форматов без потерь, чем для форматов с потерями. Например, графически простые изображения (т. Е. Изображения с большими непрерывными областями, такими как штриховые рисунки или последовательности анимации) могут быть сжаты без потерь в формат GIF или PNG, что приведет к меньшему размеру файла, чем формат JPEG с потерями.
Например, изображение размером 640 * 480 пикселей с 24-битным цветом займет почти мегабайт места:
640 * 480 * 24 = 7 372 800 бит = 921 600 байт = 900 KiB
С векторными изображениями размер файла увеличивается только при добавлении большего количества векторов.
Существует два типа алгоритмов сжатия файла изображения : без потерь и с потерями.
Сжатие без потерь уменьшает размер файла, сохраняя при этом идеальную копию исходного несжатого изображения. Сжатие без потерь обычно, но не всегда, приводит к получению файлов большего размера, чем сжатие с потерями. Следует использовать сжатие без потерь, чтобы избежать накопления стадий повторного сжатия при редактировании изображений.
Сжатие с потерями алгоритмы сохраняют представление исходного несжатого изображения, которое может показаться точной копией, но не идеальной копией. Часто сжатие с потерями позволяет получить файлы меньшего размера, чем сжатие без потерь. Большинство алгоритмов сжатия с потерями допускают переменное сжатие, при котором качество изображения меняется на размер файла.
, включая собственные типы, существуют сотни типов файлов изображений. Форматы PNG, JPEG и GIF чаще всего используются для отображения изображений в Интернете. Некоторые из этих графических форматов перечислены и кратко описаны ниже, разделенные на два основных семейства графики: растровые и векторные.
Помимо форматов прямых изображений, форматы Metafile представляют собой переносимые форматы, которые могут включать как растровую, так и векторную информацию. Примерами являются независимые от приложения форматы, такие как WMF и EMF. Формат метафайла - это промежуточный формат. Большинство приложений открывают метафайлы, а затем сохраняют их в собственном собственном формате. Язык описания страниц относится к форматам, используемым для описания макета печатной страницы, содержащей текст, объекты и изображения. Примеры: PostScript, PDF и PCL.
JPEG (Объединенная группа экспертов по фотографии) метод сжатия с потерями ; Изображения, сжатые в формате JPEG, обычно хранятся в формате файлов JFIF (формат обмена файлами JPEG). Расширение имени файла JPEG / JFIF - JPG или JPEG . Почти каждая цифровая камера может сохранять изображения в формате JPEG / JFIF, который поддерживает восьмибитные изображения в градациях серого и 24-битные цветные изображения (по восемь бит для красного, зеленого и синего цветов). JPEG применяет к изображениям сжатие с потерями, что может привести к значительному уменьшению размера файла. Приложения могут определять степень сжатия, которое необходимо применить, и степень сжатия влияет на визуальное качество результата. Когда оно не слишком велико, сжатие не оказывает заметного влияния на качество изображения и не снижает его, но файлы JPEG страдают деградацией поколений при многократном редактировании и сохранении. (JPEG также обеспечивает хранение изображений без потерь, но версия без потерь широко не поддерживается.)
JPEG 2000 - это стандарт сжатия, позволяющий сохранять как без потерь, так и с потерями. Используемые методы сжатия отличаются от стандартных JFIF / JPEG; они улучшают качество и степень сжатия, но также требуют большей вычислительной мощности для обработки. JPEG 2000 также добавляет функции, отсутствующие в JPEG. Он не так распространен, как JPEG, но в настоящее время используется в профессиональном редактировании и распространении фильмов (например, некоторые цифровые кинотеатры используют JPEG 2000 для отдельных кадров фильма).
Формат Exif (Обменный формат файла изображения ) - это файловый стандарт, аналогичный формату JFIF с расширениями TIFF; он включен в программное обеспечение для записи в формате JPEG, используемое в большинстве камер. Его цель - записывать и стандартизировать обмен изображениями с метаданными изображения между цифровыми камерами и программным обеспечением для редактирования и просмотра. Метаданные записываются для отдельных изображений и включают в себя такие вещи, как настройки камеры, время и дату, выдержку, выдержку, размер изображения, сжатие, имя камеры, информацию о цвете. Когда изображения просматриваются или редактируются с помощью программного обеспечения для редактирования изображений, может отображаться вся эта информация об изображении.
Фактические метаданные Exif как таковые могут переноситься в различных форматах хоста, например TIFF, JFIF (JPEG) или PNG. IFF-META - еще один пример.
Формат TIFF (Tagged Image File Format ) - это гибкий формат, обычно использующий либо TIFF, либо Расширение имени файла TIF . Структура с тегами была разработана так, чтобы ее можно было легко расширять, и многие поставщики ввели собственные специальные теги, в результате чего ни один читатель не обрабатывает все разновидности файла TIFF. Файлы TIFF могут быть с потерями или без потерь, в зависимости от метода, выбранного для хранения данных пикселей. Некоторые предлагают относительно хорошее сжатие без потерь для двухуровневых (черно-белых) изображений. Некоторые цифровые камеры могут сохранять изображения в формате TIFF, используя алгоритм сжатия LZW для хранения без потерь. Формат изображения TIFF не поддерживается широко веб-браузерами. TIFF остается широко принятым стандартом файлов фотографий в полиграфическом бизнесе. TIFF может обрабатывать специфичные для устройства цветовые пространства, такие как CMYK, определенные конкретным набором красок для печатной машины. Пакеты программ OCR (оптического распознавания символов) обычно генерируют некоторую форму изображения TIFF (часто монохроматического ) для отсканированных текстовых страниц.
GIF (Graphics Interchange Format ) при обычном использовании ограничен 8-битной палитрой или 256 цветами (в то время как 24 -битная глубина цвета технически возможна). GIF больше всего подходит для хранения графики с небольшим количеством цветов, например простых диаграмм, фигур, логотипов и изображений в мультяшном стиле, поскольку он использует сжатие без потерь LZW, что более эффективно, когда большие области имеют один цвет, и менее эффективен для фотографических или смешанных изображений. Благодаря простоте и возрасту GIF он получил почти универсальную программную поддержку. Благодаря своим возможностям анимации, он по-прежнему широко используется для создания эффектов анимации изображений, несмотря на низкий коэффициент сжатия по сравнению с современными видеоформатами.
Формат файла BMP (растровое изображение Windows) обрабатывает графические файлы в ОС Microsoft Windows. Обычно файлы BMP не сжаты, поэтому большие и без потерь; их преимуществом является их простая структура и широкое распространение в программах Windows.
Формат файлов PNG (Portable Network Graphics ) был создан как бесплатная альтернатива GIF с открытым исходным кодом. Формат файла PNG поддерживает восьмибитные изображения с палитрой (с дополнительной прозрачностью для всех цветов палитры) и 24-битный истинный цвет (16 миллионов цветов) или 48-битный истинный цвет с альфа-каналом и без него, в то время как GIF поддерживает только 256 цветов и один прозрачный цвет.
По сравнению с JPEG, PNG лучше, если изображение имеет большие однородно окрашенные области. Даже для фотографий - где JPEG часто является выбором для окончательного распространения, поскольку его метод сжатия обычно дает файлы меньшего размера, PNG по-прежнему хорошо подходит для хранения изображений во время процесса редактирования из-за его сжатия без потерь.
PNG обеспечивает беспатентную замену GIF (хотя GIF сам теперь свободен от патентов), а также может заменить многие распространенные варианты использования TIFF. Поддерживаются изображения с индексированными цветами, оттенками серого и истинными цветами, а также дополнительный альфа-канал. Чередование Adam7 позволяет осуществлять предварительный просмотр, даже если передан лишь небольшой процент данных изображения. PNG может хранить данные о гамме и цветности для улучшения согласования цветов на гетерогенных платформах.
PNG разработан для удобной работы в приложениях для просмотра в Интернете, таких как веб-браузеры, и его можно полностью транслировать с помощью опции прогрессивного отображения. PNG является надежным, обеспечивая как полную проверку целостности файла, так и простое обнаружение распространенных ошибок передачи.
Анимационные форматы, производные от PNG: MNG и APNG, которые обратно совместимы с PNG и поддерживаются большинством браузеров.
Формат Netpbm - это семейство, включающее переносимый формат файлов растровых изображений (PPM), переносимые серые карты формат файла (PGM) и переносимый формат файла растрового изображения (PBM). Это либо чистые файлы ASCII, либо необработанные двоичные файлы с заголовком ASCII, которые обеспечивают очень базовую функциональность и служат в качестве наименьшего общего знаменателя для преобразования файлов растровых, серых или растровых изображений между различными платформами. В нескольких приложениях они все вместе называются PNM («P ortable a Ny Map»).
WebP - это открытый формат изображений, выпущенный в 2010 году, который использует сжатие без потерь и с потерями. Он был разработан Google для уменьшения размера файла изображения для ускорения загрузки веб-страницы: его основная цель - заменить JPEG в качестве основного формата фотографий в Интернете. WebP основан на внутрикадровом кодировании VP8 и использует контейнер на основе RIFF.
. В 2011 году Google добавил «Расширенный формат файла», позволяющий поддерживать WebP для анимации, Профиль ICC, XMP и Exif метаданные, а также тайлинг.
Поддержка анимации позволила преобразовать старый анимированный GIF в анимированный WebP.
Контейнер WebP (т. Е. Контейнер RIFF для WebP) позволяет поддерживать функции сверх базового варианта использования WebP (т. Е. Файла, содержащего одно изображение, закодированное как ключевой кадр VP8). Контейнер WebP обеспечивает дополнительную поддержку для:
Большинство типичных растровых форматов не могут хранить данные HDR (32-битные значения с плавающей запятой на пиксель component), поэтому здесь все еще преобладают некоторые относительно старые или сложные форматы, о которых стоит упомянуть отдельно. Тем не менее, появляются новые альтернативы. RGBE - это формат для изображений HDR, происходящих из Radiance и также поддерживаемый Adobe Photoshop. JPEG-HDR - это формат файла от Dolby Labs, похожий на кодирование RGBE, стандартизированный как JPEG XT Часть 2.
JPEG XT Часть 7 включает поддержку кодирования изображений HDR с плавающей запятой в базе 8. -битовый файл JPEG с использованием улучшающих слоев, закодированных с четырьмя профилями (AD); Профиль A основан на формате RGBE, а профиль B - на формате XDepth от Trellis Management.
Высокоэффективный формат файла изображения (HEIF) - это формат контейнера изображения, который был стандартизирован в MPEG на основе Базовый формат медиафайлов ISO. Хотя HEIF можно использовать с любым форматом сжатия изображения, стандарт HEIF определяет хранение изображений с внутренним кодированием HEVC и последовательностей изображений с кодированием HEVC, используя преимущества межкадрового предсказания.
BAT была передана в общественное достояние компанией C-Cube Microsystems. «Официальным» форматом файлов JPEG является SPIFF (формат файла обмена неподвижными изображениями), но к тому времени, когда он был выпущен, BAT уже получил широкое распространение. SPIFF, имеющий обозначение ISO 10918-3, предлагает более универсальное сжатие, управление цветом и объем метаданных, чем JPEG / BAT, но практически не поддерживает. Его можно заменить на JPEG 2000 / DIG 2000: ISO SC29 / WG1, JPEG - Информационные ссылки. Digital Imaging Group, «JPEG 2000 и DIG: картина совместимости».
Эти форматы изображений содержат различные изображения, слои и объекты, из которых должно быть составлено окончательное изображение
As В отличие от вышеперечисленных форматов растровых изображений (где данные описывают характеристики каждого отдельного пикселя), форматы векторных изображений содержат геометрическое описание, которое можно легко визуализировать при любом желаемом размере отображения.
В какой-то момент вся векторная графика должна быть растрирована для отображения на цифровых мониторах. Векторные изображения могут также отображаться с помощью аналоговой технологии CRT, например, используемой в некоторых электронном испытательном оборудовании, медицинских мониторах, радарных дисплеях, лазер показывает и ранние видеоигры. Плоттеры - это принтеры, которые для рисования графики используют векторные данные, а не пиксельные данные.
CGM (метафайл компьютерной графики ) - это формат файла для векторной 2D-графики, растровой графики и текста и определен в ISO / IEC 8632 . Все графические элементы могут быть указаны в текстовом исходном файле, который может быть скомпилирован в двоичный файл или одно из двух текстовых представлений. CGM предоставляет средства обмена графическими данными для компьютерного представления двухмерной графической информации независимо от какого-либо конкретного приложения, системы, платформы или устройства. В некоторой степени он был принят в областях технической иллюстрации и профессионального дизайна, но в значительной степени заменен такими форматами, как SVG и DXF..
Формат Gerber (также известный как Extended Gerber, RS-274X) был разработан Gerber Systems Corp. в настоящее время и представляет собой двумерный двухмерный формат. формат описания изображения уровня. Это стандартный формат де-факто, используемый печатной платой или программным обеспечением PCB. Он также широко используется в других отраслях, где требуются высокоточные двухуровневые изображения.
SVG (Scalable Vector Graphics ) - это открытый стандарт создан и разработан Консорциумом Всемирной паутины для удовлетворения потребности (и попыток нескольких корпораций) в универсальном, скриптовом и универсальном векторном формате для Интернета и в противном случае. Формат SVG не имеет собственной схемы сжатия, но из-за текстовой природы XML графику SVG можно сжать с помощью такой программы, как gzip. Благодаря своему потенциалу создания сценариев SVG является ключевым компонентом в веб-приложениях : интерактивных веб-страницах, которые выглядят и действуют как приложения.
Это форматы, содержащие как пиксельные, так и векторные данные, возможные другие данные, например интерактивные возможности PDF.
Текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.