Форматы векторной графики

Форматы растровой графики

В настоящее время существует достаточно много графических растровых форматов. Все они отличаются друг от друга возможностями хранения информации о цветовой модели и глубине цвета, а также способом компрессии информации. В связи с этим для каждого формата существуют предпочтения и ограничения в сфере применения. В табл. 1 представлены наиболее известные форматы и их особенности.

 

Таблица 1. Свойства растровых форматов

Формат	Максимальные		Алгоритм сжатия	Поддержка прозрачности		Кодирование нескольких изображении
	Глубина цвета (ВРР)	Размер изображения, пиксели
BMP	24	65535 х 65535	RLE*	-	-
GIF	8	65535 x 65535	LZW	+	+
JPEG	24	65535 х 65535	JPEG	-	-
PCX	24	65535 х 65535	RLE	-	-
PNG	48	2'147'483'647 x 2 147 483 647	LZ77	+	-
TIFF	24	всего 4'294'967'295	LZW, RLE и др.	+	+
PSD	48	30000 x 30000	RLE Packbits	+	+

BMP

BMP (BitMaP) - самый простой растровый формат. Он является стандартным форматом Windows и поддерживается всеми графическими приложениями, работающими в этой среде. В файлах BMP данные о цвете хранятся только в цветовой модели RGB, поддерживаются как полноцветные изображения, так и индексированные цвета (до 256 цветов), причем в режиме индексированных цветов возможна простейшая компрессия RLE (Run Length Encoding - кодирование с переменной длиной строки). Без компрессии размер файла оказывается близок к максимально возможному. Этот формат применяется только для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в среде Windows. В связи с громоздкостью и отсутствием поддержки цветовой модели CMYK BMP не пригоден ни для использования в веб-дизайне, ни для печати, ни для простого переноса и хранения информации. Использование BMPне для нужд Windows - распространенная ошибка начинающих пользователей.

PCX

Формат PCX разработан фирмой Z-Soft еще в начале 80-х гг прошлого столетия. Он был создан специально для графического редактора PC PaintBrash под операционную систему MS-DOS и стал первым стандартным форматом графических файлов в компьютерах IBMPC. Изображения в формате PCX можно посмотреть большинством программ, работающих под DOS, в том числе и внутренним просмотрщиком Norton Commander. На данный момент этот формат весьма устарел и практически не используется. Большинством современных графических редакторов он поддерживается исключительно для совместимости устаревшим программным обеспечением. Поддерживается глубина цвета в 1,2,4,8 или 24 бита, цветовая модель RGB, причем полностью отсутствуют возможности сохранения монохромного изображения в оттенках серого. Всегда применяется сжатие ROB. Как и BMP, этот формат не пригоден ни для печати, ни для применения в сети Интернет.

GIF

Формат GIF (Graphics Interchange Format - формат обмена графическими данными), разработанный фирмой CompuServe в 1987 г., является одним из самых популярных форматов веб-дизайна. Он часто используется для сохранения элементов оформления веб-страниц по следующим причинам:

• Изображения этого формата сжаты с использованием алгоритма LZW (по начальным буквам фамилий авторов), что значительно уменьшает размер файла без потерь качества.

• Режим постепенного проявления изображения (interleaved), при котором строки изображения выводятся на экран не подряд, а в определенном порядке: сначала каждая 8-я, затем — 4-я и т.д. Благодаря этому целиком изображение проявляется в четыре прохода, это дает возможность еще до полной его проявки понять, что именно изображено и при необходимости прервать его закачку, что позволяет значительно экономить трафик.

• Формат GIF поддерживает прозрачность, это позволяет создавать изображения с прозрачным фоном.

• Файл GIF может хранить несколько изображений и информацию о последовательности и длительности их демонстрации, что позволяет создавать анимированные картинки.

Основное ограничение формата GIF заключается в том, что он поддерживает только режим индексированных цветов (не более 256), а это ограничивает область применения формата изображениями, имеющими резкие цветовые переходы.

Для полиграфии формат GIF не пригоден.

PNG

Формат PNG (Portable Network Graphic - портативный сетевой формат), разработанный сообществом независимых программистов, стал реакцией на переход популярнейшего формата GIF в разряд коммерческих продуктов и во многом превзошел его, как и большинство других графических форматов. Ниже перечислены некоторые преимущества данного формата:

• Формат сжимает графическую информацию без потерь качества с помощью алгоритма сжатия LZW. Причем, в отличие от других форматов, сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по вертикали, что обеспечивает более высокую степень сжатия.

• Усовершенствован режим постепенного проявления изображения, превратившийся в двумерную чересстрочную развертку, изображение проявляется постепенно не только по строкам, но и по столбцам.

• PNG поддерживает цветные фотореалистичные изображения вплоть до 48-битных включительно. Одним из наиболее заметных преимуществ PNG является то, что он позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности за счет применения дополнительного альфа-канала с 256 градациями серого, что, безусловно, выделяет его на фоне всех остальных форматов.

• Благодаря встроенной гамма-коррекции изображения в формате PNG сохраняют свою яркость не только на любых машинах PC, но и на таких альтернативных платформах, как Mac, Sun или Silicon Graphics.

К недостаткам формата можно отнести то, что PNG не дает возможности создавать анимированные изображения, однако сейчас, при глобальном переходе веб-анимации на технологию Flash, это уже не так актуально. Также PNG не всегда годится для хранения мелких элементов интерфейса, так как каждый файл содержит в себе описание палитры, что утяжеляет его в среднем на 1 Кбайт.

Формат PNG не годится для полиграфии, однако он отлично подходит для публикации высококачественной растровой графики в Интернете.

JPEG

JPEG или JPG (Joint Photographic Experts Group - объединенная экспертная группа по фотографии) является самым популярным форматом для хранения фотографических изображений, а также общепризнанным стандартом в Интернете. Формат JPEG может хранить только 24-битовые полноцветные изображения. JPEG использует одноименный достаточно компактный алгоритм сжатия, основанный на особенностях человеческого зрения, однако компрессия происходит с потерями качества.

Под потерей качества подразумевается некоторая размытость и неровность изображения и так называемый муар, появляющийся на фрагментах изображения, залитых одним цветом, а также на границе контрастных цветов.

Данные негативные стороны сжатия JPEG почти незаметны на фотографиях, однако хорошо видны на изображениях с большими однотонными поверхностями и мелкими деталями, например текстом.

На рис. 1. показано как выглядит фрагмент изображения, выделенный рамкой (рис. 1.а) до сжатия (рис. 1.б) и после него (рис. 1.в).

Формат JPEG не пригоден для полиграфии и используется в основном для публикации полноцветных изображений, например фотографий, в Интернете.

TIFF

Формат TIFF (Tagged Image File Format - формат файлов изображения, снабженных тегами) разработан компанией Aldus для собственного графического редактора PhotoStyler. И хотя сам редактор уже не используется, TIFF стал универсальным форматом для хранения растровых изображений с большой глубиной цвета. TIFF достаточно широко используется, в первую очередь, в полиграфии, так как предоставляет изображение в наилучшем качестве. Помимо цветовой модели CMY, формат поддерживает цветоделение с большим числом красок, в частности систему Hexahrome компании PANTONE.

Формат TIFF может использовать разные алгоритмы сжатия без потери качества, поддерживает прозрачность и при необходимости сохраняет послойную структуру изображения (эти параметры регулируются соответствующими настройками в процессе сохранения файла).

Благодаря своей совместимости с большинством профессиональных графических редакторов формат TIFF очень удобен при переносе изображений между платформами различных типов (например, с PC на Мае и обратно).

PSD

Формат PSD является стандартным форматом пакета Adobe Photoshop. От большинства обычных растровых форматов он отличается возможностью хранения слоев (layers), альфа-каналов, эффектов слоя, векторных объектов, надписей и других элементов, свойственных программе, поддерживает прозрачность. Для сжатия изображений используется алгоритм сжатия без потерь RLE Packbits, в результате происходит компрессия, порой превосходящая сжатие PNG, причем в случае с PSD размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт. Формат поддерживает глубину цвета, вплоть до 16 бит на канал (48-битные цветные и 16-битные черно-белые).

RAW

RAW - это профессиональный формат данных, не имеющий четкой спецификации. Файлы этого формата содержат в себе необработанные или почти необработанные данные, что позволяет избежать потерь информации. В RAW сохраняется непосредственная информация с матрицы камеры. Формат более емкий, чем JPEG, за счет большей глубины цвета (от 12 bpp). RAW дает дополнительные возможности в корректировке яркости, контраста, резкости фотографии. В таких файлах RAW, зачастую, содержится много избыточной несжатой информации, поэтому файлы формата RAW занимают намного больше дискового пространства.

Форматы векторной графики

Благодаря своей универсальности и гибкости, векторная графика становится все более популярной. В настоящее время существует множество векторных форматов, и количество их увеличивается с каждым днем. Именно в связи с проблемами программной и аппаратной совместимости одним из важнейших свойств векторных форматов является поддержка языка PostScript.

POSTSCRIPT

PostScript (Постскрипт) - язык описания страниц, в основном используемый в настольных издательских системах, был создан в середине 80-х го­дов фирмой Adobe как универсальный язык управления абстрактным печатным устройством, реальным прототипом которого выступал лазерный прин­тер. PostScript помогает переводить информацию, хранящуюся в графическом файле, на язык, понятный печатной аппаратуре, а следовательно, он крайне важен для полиграфии. Однако PostScript - это не просто язык управления принтером, он также является полноценным языком программирования. Многие программы могут преобразовать графический файл в PostScript-программу, при выполнении которой будет получен исходный документ. Эта программа может быть послана непосредственно на принтер с поддержкой технологии PostScript или преобразована в другой формат для принтеров, не имеющих поддержки языка PostScript или демонстрации на экране монитора.

WMF

WMF (Windows Metafile - Windows метафайл) - стандартный формат операционной системы Windows, служит для передачи векторных изображений через буфер обмена (Clipboard). Формат читается практически всеми программами Windows, связанными графикой. Однако несмотря на кажущуюся универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях для передачи элементарных векторных изображений, не имеющих сложных заливок и эффектов, так как WMF искажает цвет, а также теряет ряд специфических, не поддерживаемых им параметров, присвоенных объектам в других векторных редакторах.

Формат не стоит использовать для печати, однако он поддерживается многими веб-браузерами и может быть применен для оформления веб-страниц.

CDR

CDR - основной рабочий формат программы CorelDRAW. Поддерживает встроенные редактируемый текст и растровые изображения, включает как стандартные цветовые модели (RGB, CMYK), так и плашечные цвета. Начиная с 7-й версии CorelDRAW в файлах применяется компрессия для векторов и растра отдельно, что уменьшает итоговый размер занимаемого файлом дискового пространства. Файлы CDR имеют огромное рабочее пространство до 45 х 45 метров, что весьма важно при макетировании наружной рекламы. Начиная с 4-й версии программы CorelDRAW, поддерживается многостраничность.

AI

AI (Adobe Illustrator) - стандартный формат файла одноименной программы. Его поддерживают практически все векторные редакторы, а также программы, позволяющие внедрять векторную графику. AI имеет две цветовых модели: CMYK и RGB, но, как и в других векторных форматах для полиграфии, есть возможность добавлять плашечные цвета, например из палитры PANTONE. Формат поддерживает внедрение редактируемого текста и шрифтов, а также растровых изображений. AI несколько уступает CDR по своим возможностям, так как может содержать в одном файле только одну страницу, имеет меньшее рабочее пространство - всего 3x3 метра. Однако его абсолютными преимуществами является стабильность и совместимость с язы­ком PostScript, что немаловажно для полиграфии.

EPS

EPS (Encapsulated PostScript — закапсулированный PostScript). Формат использует упрощенную версию языка PostScript. Файлы этого формата могут содержать встроенные растровые изображения и шрифты. Файлы EPS не могут включать более одной страницы и не сохраняют установок для принтера. Формат поддерживается почти всеми программами, работающими с графикой, предназначен для передачи векторных и растровых изображений, в издатель­ские системы для последующего вывода на PostScript-устройствах, а следовательно поддерживает редактируемый текст и внедренные растровые изображения. EPS поддерживает все необходимые для печати цветовые модели.

Формат EPS имеет много разновидностей, в зависимости от программы, в которой был создан и сохранен файл. Самые качественные EPS-файлы создают программы производства компании Adobe: Photoshop, Illustrator, InDesign.

DCS

DCS (Desktop Color Separations - настольное цветоделение) был создан компанией Quark Inc., которая разработала всемирно известную издательскую систему QuarkXpress. Формат DCS призван облегчить сохранение изображений с цветоделением и является вариантом формата EPS. Формат DCS имеет две версии. Первая версия - DCS 1.0 - позволяла хранить только изображения с цветоделением в модели CMYK и при этом использовала пять файлов. Четыре из этих файлов содержали основные каналы изображения, а пятый служил для просмотра композитного изображения в целом. Вторая версия - DCS 2.0 -приобрела дополнительные возможности в виде поддержки практически неограниченного числа цветовых каналов и одного альфа-канала. Кроме того, все изображение в этой версии сохраняется в виде одного файла DCS.

PDF

PDF (Portable Document Format - портативный формат документа) -универсальный формат, разработанный фирмой Adobe System для электронного распространения документов. Универсальность формата состоит в том, что созданные в различных программах публикации можно сохранить в этом формате и просматривать на разных компьютерах с помощью бесплатно распространяемой программы Acrobat Reader. До появления этого формата просмотр публикаций, созданных с помощью различных средств верстки, требо­вал предварительной установки программы, в которой создавалась публикация. В принципе, в формате PDF можно сохранить любой документ с текстовым и графическим наполнением. На основе файла печати для любого PostScript-принтера программой Acrobat Distiller создаются файлы в формате PDF. Программа Distiller входит в состав пакета Adobe Acrobat, который предназначен для создания и редактирования файлов PDF. Принтеры, оснащенные третьей версией языка PostScript, способны печатать PDF-документы непосредственно, без использования дополнительных программ.