Документ представляет собой лекцию о форматах графических файлов, включая векторные и растровые форматы, их структуру и методы сжатия. Обсуждаются характеристики популярных форматов, таких как GIF, JPEG и PNG, а также необходимость преобразования файлов из одного формата в другой. Приводятся особенности использования различных форматов в зависимости от типа изображений и приложений.

1. Форматы графических файлов Лекция №3 Составитель Н.Н. Киселева

2. План Формат графического файла. Векторные форматы. Растровые форматы. Преобразование форматов файлов.

3. Формат графического файла Формат графического файла – способ представления и расположения графических данных на внешнем носителе. В условиях отсутствия стандартов каждый разработчик изобретал новый формат для собственных приложений. Поэтому возникали проблемы обмена данными между различными программам. Единого формата, пригодного для всех приложений, нет и быть не может, но всё же некоторые форматы стали стандартными для целого ряда предметных областей в 80-х годах.

4. Векторные форматы Различные векторные форматы отличаются набором команд для построения простейших графических объектов и способами их кодирования. Векторные форматы графических файлов

5. Растровые форматы В файлах растровых форматов запоминаются: Размер изображения – количество видеопикселей в рисунке по горизонтали и вертикале. Битовая глубина – число битов, используемых для хранения цвета одного видео пикселя. Данные, описывающие рисунок (цвет каждого видеопикселя рисунка), а также некоторая дополнительная информация. В файлах растровой графики разных форматов эти характеристики хранятся различными способами.

6. Методы сжатия Методы сжатия делятся на две категории : сжатие файла с помощью программ – архиваторов; сжатие, алгоритм которого включен в формат файла. В первом случае специальная программа считывает исходный файл, применяет к нему некоторый сжимающий алгоритм (архивирует) и создает новый файл. Однако этот файл не может быть использован ни одной программой до тех пор, пока он не будет преобразован в исходное состояние. Поэтому такое сжатие применимо только для длительного хранения и пересылки данных, но для повседневной работы оно не удобно. Если же алгоритм сжатия включен в формат файла, то соответствующие программы чтения правильно интерпретируют сжатые данные. Такой вид сжатия очень удобен для постоянной работы с графическими файлами большого размера.

7. Методы сжатия Метод сжатия RLE Метод сжатия LZW Метод сжатия JPEG

8. Растровые форматы файлов JPEG Последние версии программ редактирования растровой графики; векторные редакторы, поддерживающие растровые объекты JPEG RLE Некоторые настольные издательские системы и редакторы изображений WINDOWS IMG RLE Программы редактирования растровой графики TGA LZW Большинство растровых редакторов и настольных издательских систем; векторные редакторы, поддерживающие растровые объекты TIFF LZW Почти все растровые редакторы; большинство издательских пакетов; векторные редакторы, поддерживающие растровые объекты. GIF RLE Почти все графические приложения для РС PCX RLE для 6- и 256- цветных изображений Все программы WINDOWS , которые используют растровую графику BMP Сжатие Программы, которые могут открывать файлы Название формата

9. Формат GIF GIF ( Graphics Interchange Format) — формат графических файлов, широко применяемый при создании сайтов. GIF использует 8-битовый цвет и эффективно сжимает сплошные цветные области, при этом сохраняя детали изображения. Особенности Количество цветов в изображении может быть от 2 до 256, но это могут быть любые цвета из 24-битной палитры. Файл в формате GIF может содержать прозрачные участки. Если используется отличный от белого цвета фон, он будет проглядывать сквозь «дыры» в изображении. Поддерживает покадровую смену изображений, что делает формат популярным для создания баннеров и простой анимации. Использует свободный от потерь метод сжатия Область применения Текст, логотипы, иллюстрации с четкими краями, анимированные рисунки, изображения с прозрачными участками, баннеры

10. Формат JPEG JPEG (Joint Photographic Experts Group) — популярный формат графических файлов, применяется при создании сайтов и хранения изображений. JPEG поддерживает 24-битовый цвет и сохраняет яркость и оттенки цветов в фотографиях неизменными. Данный формат называют сжатием с потерями, поскольку алгоритм JPEG выборочно отвергает данные. Метод сжатия может внести искажения в рисунок, особенно содержащий текст, мелкие детали или четкие края. Формат JPEG не поддерживает прозрачность. Когда вы сохраняете фотографию в этом формате, прозрачные пиксели заполняются определенным цветом. Особенности Количество цветов в изображении — около 16 миллионов, что вполне достаточно для сохранения фотографического качества изображения. Основная характеристика формата — качество, позволяющее управлять конечным размером файла. Поддерживает технологию, так называемый прогрессивный JPEG, в котором версия рисунка с низким разрешением появляется в окне просмотра до полной загрузки самого изображения. Область применения Используется преимущественно для фотографий. Не очень подходит для рисунков содержащих прозрачные участки, мелкие детали или текст.

11. Пример Пример одного и того же изображения в формате GIF и JPEG приведен на рис. 1 и 2. Цвета на рис. 2 искажены и вокруг текста появилась грязь. Вдобавок, размер рисунка в формате JPEG в три раза больше, чем у GIF. Рис. 1. Изображение в формате GIF Рис. 2. Изображение в формате JPEG

12. Формат PNG-8 PNG-8 (Portable Network Graphics) — формат по своему действию аналогичен GIF. По заверению разработчиков использует улучшенный формат сжатия данных, но как показывает практика, это не всегда так. Особенности Использует 8-битную палитру (256 цветов) в изображении, за что и получил в своем названии цифру восемь. При этом можно выбирать, сколько цветов будет сохраняться в файле — от 2 до 256. В отличие от GIF, не отображает анимацию ни в каком виде. Область применения Текст, логотипы, иллюстрации с четкими краями, изображения с градиентной прозрачностью.

13. Формат PNG-24 PNG-24 — формат, аналогичный PNG-8, но использующий 24-битную палитру цвета Подобно формату JPEG, сохраняет яркость и оттенки цветов в фотографиях. Подобно GIF и формату PNG-8, сохраняет детали изображения, как, например, в линейных рисунках, логотипах, или иллюстрациях Особенности Использует примерно 16,7 млн. цветов в файле, из-за чего этот формат применяется для полноцветных изображений. Поддерживает многоуровневую прозрачность, это позволяет создавать плавный переход от прозрачной области изображения к цветной, так называемый градиент. Из-за того, что используемый алгоритм сжатия сохраняет все цвета и пиксели в изображении неизменными, если сравнивать с другими форматами, то у PNG-24 конечный объем графического файла получается наибольшим. Область применения Фотографии, рисунки, содержащие прозрачные участки, рисунки с большим количеством цветов и четкими краями изображений.

14. GIF или JPG? Формат GIF лучше всего подходит для: изображений с ограниченным количеством используемых цветов; изображений, имеющих четкие границы и края; изображений, в состав которых входит текст. Формат JPG больше подходит для хранения: фотографий, полученных со сканера или цифровой камеры, а также фотореалистичных изображений, построенных на основе компьютерных расчетов; графики со сложным сочетанием цветов и оттенков; любое изображение, которое требует более 256 цветов.

15. Преобразование форматов файлов Графические программы используют свои собственные форматы для сохранения изображений во внешней памяти. Собственный файловый формат — частный и наиболее эффективный формат для хранения файлов отдельного графического приложения. Причины преобразование файлов из одного формата в другой : • программа, в которой работает пользователь, не воспринимает формат его файла; • данные, которые надо передать другому пользователю, должны быть представлены в специальном формате.

16. Преобразование форматов файлов При работе с графическими файлами, возможны следующие преобразования форматов: Преобразование файлов из растрового формата в векторный; Преобразование файлов из векторного формата в растровый: Преобразование файлов одного векторного формата в другой Преобразование файлов одного растрового формата в другой.

17. Преобразование форматов файлов Два способа преобразование файлов из растрового формата в векторный : преобразование растрового файла в растровый объект векторного изображения; трассировка растрового изображения для создания векторного объекта. Преобразование файлов из векторного формата в растровый Растрирование векторного изображения - преобразование в набор видеопикселей или точек. При экспорте векторных файлов в растровый формат может быть потеряна информация, связанная с цветом исходного изображения. Это объясняется тем, что в ряде растровых форматов количество цветов ограничено (например, формат GIF использует не более 256 цветов).

18. Преобразование форматов файлов Преобразование файлов одного растрового формата в другой В результате преобразования происходит чтение информации из исходного файла и запись её в новом файле, где данные о размере изображения, битовой глубине и цвете каждого видеопикселя хранятся другим способом. Преобразование GIF в JPG может ухудшить качество изображения за счет алгоритма сжатия с потерями. Преобразование JPG в GIF ограничит палитру цветов до 256 и в подавляющем большинстве случаев приведет к увеличению размера файла. Для преобразования файлов из одного формата в другой используются специальные программы — преобразователи (конверторы) форматов. Однако большинство графических программ (Corel DRAW, Adobe Illustrator, Adobe PhotoShbp и др.) могут читать и создавать файлы различных форматов, т.е. являются преобразователями форматов.

19. Преобразование форматов файлов Преобразование файлов одного векторного формата в другой В различных векторных форматах эти объекты (описания линий, дуг, закрашенных полей, текста и т. д.) описываются по-разному. Когда программа пытается преобразовать один векторный формат в другой, она действует подобно обычному переводчику: • считывает описания объектов на одном векторном языке, • пытается перевести их на язык нового формата. Если программа-переводчик считает описание объекта, для которого в новом формате нет точного соответствия, этот объект может быть либо описан похожими командами нового языка, либо н e описан вообще. Таким образом, некоторые части рисунка могут исказиться или исчезнуть. Всё зависит от сложности исходного изображения.

20. Самостоятельная работа на преобразование формата графического файла Для преобразования файла в другой формат необходимо: Открыть этот файл с помощью команды ФАЙЛ/ОТКРЫТЬ ( FILE / OPEN ) или ФАЙЛ/ ИМПОРТИРОВАТЬ ( FILE / IMPORT ) в зависимости от используемой программы Сохранить файл в новом формате командой ФАЙЛ/СОХРАНИТЬ ( FILE / SAVE ) или ФАЙЛ/ЭКСПОРТ ( FILE / EXSPORT ), указав требуемый формат в диалоговом окне.

21. Вопросы для самоконтроля: Что означает термин «формат графического файла»? Почему необходимо иметь общие форматы для различных приложений? Как храниться изображение в файле векторного формата? Перечислите несколько векторных форматов? В каких программах они поддерживаются? Какая информация запоминается в растровом файле? Как можно уменьшить размер растрового файла? Какие методы сжатия графических данных вам известны? Какие форматы используются для хранения фотографий? Когда возникает необходимость в преобразовании форматов файлов? Какие способы преобразования растрового формата в векторный вам известны? Почему при преобразовании одного векторного формата в другой некоторые части изображения могут исказиться или вообще исчезнуть? Каковы особенности преобразования одного растрового формата в другой растровый формат? Зачем нужен формат PNG? В каком формате лучше сохранять свои изображения для веб-сайта? Что такое прогрессивный JPEG? В каком формате ее лучше всего сохранить фотографию, в которой есть текст? В изображении содержатся прозрачные участки. Можно ли сохранить их при оптимизации формате JPEG? Почему рисунок с текстом не рекомендуется сохранять как JPEG?

22. Список литературы: С.В. Симонович Информатика. Базовый курс – СПб: Питер,2001. Шафран Э. Создание Web- страниц – СПб: 1999. www / Htmlbook.ru – изучение html, css и web -дизайна по шагам. Петров М., Попов С. Corel Draw. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. Коцюбинский А.О. Рисунки на компьютере. - М.: Триумф, 2000.