Краткий обзор популярных форматов графических файлов

Общие сведения

С момента появления на свет первых персональных ЭВМ, оснащенных текстовыми монохромными дисплеями, они обречены были довольствоваться незавидной ролью хоть и умных, но все же только калькуляторов или пишущих машинок. И только после появления сначала монохромных графических, а потом и цветных дисплеев, началась та самая компьютерная революция, в которой мы живём и поныне.

Таким образом, само понятие современного персонального ЭВМ неразрывно связано с графикой, причем во всех ее ипостасях. В данной лекции мы попробуем немного разобраться с одной из самых запутанных и малопонятных для пользователей областей компьютерной графики, а именно с типами форматов графических файлов, рассмотрим их основные свойства и особенности использования в различных областях деятельности.

Ни одна другая область применения ЭВМ не может похвастать таким многообразием типов форматов файлов, как компьютерная графика. Огромное количество компаний считает своим долгом создать графический редактор и создать свой собственных формат файлов, в котором, как уверяют разработчики, этот редактор сохраняет шедевры, созданные с его помощью, наилучшим образом.

Как итог такого подхода сложилась ситуация, когда уже никто не в состоянии охватить все многообразие типов существующих графических форматов. Отсутствие возможности использования таких файлов между различными приложениями вынудили выделить несколько определенных форматов, ставших, каждый в своей области, стандартами. Так, для изображений в Интернете в большинстве случаев используются форматы JPEG, GIF, FLASH, PNG, в издательском деле – TIFF, PSD и другие.

Все форматы графических файлов можно разделить на три типа: растровые, векторные и 3D-графика. Друг от друга они отличаются принципом формирования изображения.

В растровых изображениях картинка складывается наподобие мозаики, из отдельных точек (пикселей), каждая из которых исчерпывающе определяется 2-мя основными параметрами: координатами расположения и цветом. Наиболее близкой аналогией растрового изображения является изображение на экране компьютерного монитора (или обычного телевизора), которое создает электронный луч, пробегающий последовательно по каждой строке формируемого кадра изображения (растра). Многие растровые форматы обладают способностью нести дополнительную информацию: различные цветовые модели изображения, вектора, альфа-каналы (дополнительный канал, с помощью которого можно сохранять выделенные или прозрачные области изображения), слои различных типов, интерлиньяж (возможность чересстрочного показа изображения), анимацию, возможности сжатия и многое другое. Достоинства растровых изображений - в их способности передать тончайшие нюансы изображения, а также в широчайших возможностях по его редактированию, выражающихся в простом доступе к каждому пикселю изображения, возможности индивидуального изменения каждого из его параметров. Ну, а принципиальный недостаток один - очень большие размеры полученного файла.

В противовес растровым изображениям, векторное изображение представляет собой совокупность отрезков кривых линий, которые описываются математическими выражениями, и цветных заливок. Проще говоря, чтобы ЭВМ нарисовал прямую линию, нужны координаты двух точек, которые соединяются по кратчайшему пути, для дуги задаются координаты центра окружности и радиус и т.д.

Таким образом, векторная иллюстрация - это набор геометрических примитивов (простейших объектов, таких как линии, окружности, многогранники и тому подобное), использующихся для создания более сложных изображений.

Отсюда и основное достоинство векторных форматов - компактность полученных файлов, а также высокое качество полученных изображений, причем независимо от разрешающей способности устройства отображения.

Однако, он совершенно не пригоден для хранения аналоговых изображений, например фотографий. В этом формате задавать их математически было бы очень громоздко, поэтому гораздо проще использовать представление аналоговой графики в растровом виде. А вот рисунки и чертежи гораздо удобнее и практичнее делать именно в векторном виде.

Его основными достоинствами являются следующие параметры:

изменение масштаба без потери качества и практически без увеличения размеров исходного файла;

огромная точность (до сотой доли микрона);

небольшой размер файла по сравнению с растровыми изображениями;

прекрасное качество печати;

отсутствие проблем с экспортом векторного изображения в растровое;

возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности.

Но, увы, небезызвестно, что нет ничего без недостатков. И поэтому стоит также перечислить и их:

практически невозможно экспортировать из растрового формата в векторный (можно, конечно, трассировать изображение, хотя получить хорошую векторную картинку нелегко, когда графика черно-белая, и почти невозможно, если изображение цветное);

невозможно применение обширной библиотеки эффектов, используемых при работе с растровыми изображениями;

в качестве недостатка можно отметить определенную трудоемкость при создании и редактировании сложных элементов изображений, а также проблемы, возникающие при распечатке векторных изображений на некоторых принтерах;

но, пожалуй, самым большим недостатком векторной графики является то, что он не подходит для сохранения культурно-значимых предметов, газетных подшивок архивов и другого. Причина этому одна – не имеет смысла сохранять эти документы в векторе, потому что они изначально растрированы, а, переводя изображения в растр - теряется аутентичность. Т.е. для репрографического процесса данный вид формата не приемлем.

Кроме векторных форматов, используемых в графических редакторах, существует их особая разновидность, используемая в пакетах деловой и научной графики, а также в продуктах, предназначенных для создания технической документации (CAD и т.п.). Хотя формально они относятся к числу векторных графических форматов, но в виду их применения в узко специализированных приложениях, они останутся за рамками данного обзора.