Kompresja obrazów i formaty plików graficznych

Transkrypt

1 Kompresja obrazów i formaty plików graficznych Kompresja obrazów Obrazy zapisywane w 24 lub 32-bitowej głębi kolorów o dużej rozdzielczości zajmują dużo miejsca. Utrudnia to przesyłanie ich pocztą elektroniczną, publikowanie w Internecie bądź zapisanie na różnego rodzaju nośnikach danych. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie kompresji polegającej na zmniejszeniu objętości pliku. Kompresja bezstratna stosowana głównie podczas transmisji danych oraz zmniejszenia objętości plików wykonywalnych. Podczas tej kompresji nie są utracone żadne dane. W związku z tym po dokonaniu dekompresji pliku jest on identyczny z oryginałem. Kompresja stratna stosuje się ją głównie do zmniejszania objętości plików graficznych, dźwiękowych lub wideo. Polega ona na usunięciu części mniej znaczących danych kosztem utraty pierwotnej jakości pliku. Niska kompresja pliku pozwala na uzyskanie obrazu na którym gołym okiem nie widać utraty jakości. Formaty plików graficznych Format pliku struktura, organizacja danych w pliku, określająca sposób jego zapisu, przechowywania i wyświetlania na ekranie lub drukowania. W przypadku grafiki rastrowej decyduje przeznaczenie pliku: czy ma być on drukowany, wyświetlony na monitorze, opublikowany w Internecie itp. oraz jakość obrazu. Ideałem jest stworzenie pliku jak najmniejszego rozmiaru a jednocześnie jak najlepszej jakości. Są to cechy wykluczające się więc wybór formatu pliku należy uzależnić od jego przeznaczenia. Gdy użytkownik nie jest przekonany który z formatów będzie najlepszy powinien zapisać obraz w kilku formatach i porównać je ze sobą. Poniżej wymienione są najpopularniejsze formaty plików graficznych. BMP (skrót od BitMaP) standardowy format plików grafiki rastrowej wykorzystywany powszechnie w systemach rodziny Windows (m.in. podstawowy format programu MS Paint). 1

2 Obrazy są zapisywane bez jakiejkolwiek kompresji w jednej z palet: 1-, 4-, 8-, lub 24-bitowej na piksel. Format BMP obsługuje wyłącznie tryb RGB, a pliki mają duże rozmiary. Format nie obsługuje żadnych dodatkowych opcji, takich jak np. kanał alfa. JPEG (Joint Photographic Experts Group) jeden z najpopularniejszych formatów plików graficznych. Obrazy zapisywane są z 24-bitową głębią kolorów. Charakterystyczną dla niego cechą jest stosowanie kompresji stratnej, która jak już było wspomniane kosztem utraty części szczegółów obrazu zapewnia niewielki rozmiar plików. Poziom kompresji może być regulowany. Obrazy cechuje duża głębia kolorów, płynne przejścia pomiędzy barwami oraz brak lub mała liczba ostrych krawędzi. Niewielki rozmiar i dobra jakość plików zapisanych w tym formacie sprawia, że format JPEG jest powszechnie wykorzystywany do przechowywania i przetwarzania obrazów cyfrowych. Jest też formatem najczęściej używanym w publikacjach elektronicznych i na stronach WWW. Istnieje również nowsza wersja formatu JPEG nazywana JPEG Pozwala on na zdefiniowanie obszarów obrazu w których jakość powinna być wyższa. Obsługuje także 16-bitowe obrazy kolorowe i w skali szarości a także 8-bitową przezroczystość. Pozwala również opcjonalnie zastosować kompresję bezstratną. Format JPEG 2000 nie zastąpi raczej formatu JPEG z powodu większej złożoności obliczeniowej, a także dlatego, że do możliwości jego przeglądania w Internecie konieczne jest zainstalowanie dodatkowej wtyczki. GIF (Graphics Interchange Format) format stworzony w 1987r. stosowany do zapisu plików zawierających proste obrazy o niewielkiej iczbie kolorów i z dużymi kontrastami, np. ikony, rysunki typu Clipart, linie, ramki, wykresy itp.. Dodatkowo format gif pozwala na zapisywanie i automatyczne odtwarzanie prostych animacji, dlatego pliki tego typu są powszechnie używane na stronach WWW. Format GIF wykorzystuje kompresję bezstratną. Potrafi on jednak zapisywać jedynie rysunki z paletą 256 kolorów. Zapis pliku z paletą 24-bitową uruchomi procesy stratne gdzie kolory oryginalne zostaną zastąpione najwierniejszymi z palety 256 kolorów. Format GIF pozwala także na definiowanie koloru przezroczystego, którego nie będą wyświetlały przeglądarki internetowe. PNG (Portable Network Graphics) opracowany w 1995r. jako alternatywa dla GIF. W założeniach ma to być otwarty standard z przeznaczeniem do serwisów internetowych. Format PNG jest wykorzystywany do zapisu pojedynczych plików graficznych, w tym zdjęć, 2

3 nie obsługuje animacji. Jego zaletą jest wysoki stopień kompresji bezstratnej i tworzenie plików niewielkich rozmiarów. PNG obsługuje obrazy 24-bitowe i pozwala uzyskać przezroczyste tło bez postrzępionych krawędzi. Obsługuje tryby RGB, kolor indeksowany, skalę szarości i bitmapy bez kanałów alfa. TIFF (Tagged Image File Format) standardowy, uniwersalny I jeden z najbardziej rozpowszechnionych formatów plików grafiki bitowej. Służy do zapisywania zdjęć i grafiki o bardzo dużej jakości, tworząc jednocześnie bardzo duże pliki. Umożliwia wykorzystanie obu typów kompresji. Każdy piksel obrazu jest opisany za pomocą 24-bitowego koloru. Pozwala na zapisywanie obrazów stworzonych w różnych trybach, skalach szarości oraz głębiach bitowych. Przechowuje ścieżki i kanały alfa odpowiadające za przezroczystość, profile kolorów i komentarze tekstowe. Umożliwia także zapisywanie dokumentów wielostronicowych, zawierających wiele obrazów oraz obrazów wielowarstwowych. Używany jest w DTP jako jeden z podstawowych formatów. PSD (Photoshop Document) format roboczy programu Photoshop. Pliki tego formatu mogą być otwierane również w innych programach graficznych, lecz jeśli obraz w nich zapisany jest wielowarstwowy to warstwy te ulegają spłaszczeniu. Format PSD nie powoduje utraty jakości obrazu, jak np. format JPEG. RAW (Raw stan surowy, bez żadnej obróbki) - ogólna nazwa formatów opracowanych i stosowanych m.in. przez producentów cyfrowych aparatów fotograficznych. Aparaty mają także możliwość zapisu zdjęć w formatach uniwersalnych, takich jak BMP, TIF czy JPG. W porównaniu z nimi format RAW zawiera dokładnie takie same dane, jakie zostały zarejestrowane przez przetwornik aparatu. Zdjęcia nie są poddawane kompresji, nie są również poddawane automatycznej modyfikacji czy przetwarzaniu. Wadą formatu jest fakt że producenci nie stosują jego jednej uniwersalnej wersji. Dlatego też może się zdarzyć, że program w którym można odczytać pliki ORF (format RAW firmy Olympus) nie odczyta plików KDC (format RAW firmy Nikon). Obrazy zapisane w formacie RAW charakteryzują się dużymi rozmiarami, jednak często mniejszymi od plików w formacie TIFF. PDF (Portable Document Format) uniwersalny format zapisu plików obsługiwany przez wiele platform systemowych i aplikacji. Wykorzystywany jest m.in. w grafice rastrowej do edycji obrazów o 16-bitowej głębi kolorów. Programy firmy Adobe umożliwiają zapis pliku w 3

4 ich własnym formacie PDF, który umożliwia zapamiętanie warstw, efektów, filtrów itp. nałożonych w programach tej firmy. SVG (Scalable Vector Graphics) uniwersalny format dwuwymiarowej grafiki wektorowej(statycznej i animowanej), nieobwarowany licencjami i patentami. Format SVG powstał z myślą o zastosowaniu na stronach WWW. Używany jest również jako niezależny od platformy systemowej format grafiki wektorowej. SVG należy do rodziny XML, więc może być integrowany z innymi językami, jak na przykład XHTML. AI (Adobe Illustrator) format roboczy programu Adobe Illustrator służącego do tworzenia grafiki wektorowej. CDR format stworzony przez firmę Corel Corporation. Służy do zapisywania grafiki stworzonej w programie CorelDraw (grafika wektorowa). EPS (Encapsulated PostScript) format plików, będący podzbiorem języka PostScript, służący do przechowywania pojedynczych stron grafiki wektorowej w postaci umożliwiającej osadzanie ich w innych dokumentach. Użytecznym rozszerzeniem tego formatu jest format EPSI (Encapsulated PostScript Interchange), zawierający dodatkowo informacje ułatwiające wyświetlenie szybkiego podglądu grafiki zapisanej w zasadniczej części pliku. Ćwiczenia 1. Otwórz w programie GIMP plik foto.jpg i zapisz w następujących formatach: JPEG z jakością 100 i nadaj nazwę fotoa JPEG z jakością 50 i nadaj nazwę fotob JPEG z jakością 0 i nadaj nazwę fotoc GIF i nadaj nazwę fotod PNG ze stopniem kompresji 9 i nadaj nazwę fotoe PNG ze stopniem kompresji 0 i nadaj nazwę fotof BMP i nadaj nazwę fotog TIFF bez kompresji i nadaj nazwę fotoh TIFF z kompresją LZW i nadaj nazwę fotoi TIFF z kompresją JPEG i nadaj nazwę fotoj 4

5 2. Przyjrzyj się jakości i rozmiarowi plików i sformułuj odpowiednie wnioski. Źródło: - Radosław Jaworski, Multimedia i grafika komputerowa 5