Хранение графических изображений в различных форматах

Содержание
Содержание
Введение
Растровая графика
Глубина цвета
Методы сжатия графических изображений
Основные форматы растровой графики
Формат файла BMP
Формат файла TIFF
Формат файла GIF
Формат файлы PNG
Формат файла JPEG
Формат файла PSD
Векторная графика
Формат файла CRD
Формат файла WMF
Заключение
Список использованных источников

Качеством сжатия (т.е. качеством изображение) можно управлять. Качество изображения и алгоритм сжатия При не слишком больших степенях сжатия - качество изображения хорошее. Размеры файлов Размеры файлов намного меньше, чем размеры соответствующих файлов в формате BMP. Особенность Изображения с большим числом цветов, с плавными переходами (фотографии: пейзажи, портреты и т.д.), где нет резких переходов и жестких контуров.  Чем больше площадь переходов – тем выше качество. Область применения Web-сайты. Документы MS Office, но в основном - предназначенные для просмотра на экране фотографий.
Формат файла PSD
Photoshop Document (PSD) — растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь, созданный специально для программы Adobe Photoshop и поддерживающий все его возможности.
Преимуществами формата является сохранение слоев и папок слоев , также прозрачности и полупрозрачности. Сохраняет векторные графические элементы и стили слоев программы Photoshop.
Изображение сжимается без потери качества (RLE-сжатие).
Недостатками формата являются - большой объем файла, а также то, что файл открывается не всеми программами.
Формат файла PSD Расшифровка PhotoShop Document: документ программы Photoshop Характеристика Резервирует 3 байта на все цвета пикселя, чем обеспечивает воспроизведение до 16,8 млн. цветов.
Использует сжатие информации без потери качества. Занимает меньше места, чем формат BMP и похож на TIFF. Сохраняет слои, области выделения, каналы. Качество изображения и алгоритм сжатия Качество изображения не ухудшается. Размеры файлов Больше, чем в формат TIFF. Особенность Для сохранения промежуточных результатов обработки изображения в программе Adobe Photoshop. Область применения Только для хранения промежуточных результатов. Не используется в программах Microsoft Office, не используется на Web-сайтах. Не все программы, предназначенные для просмотра графики, его могут прочитать.
Векторная графика 
Принцип кодирование графической информации в векторной графике абсолютно другой. Все изображения векторной графики описываются в виде математических объектов. Каждый такой объект независим от других, его можно перемещать, изменять масштаб и т.д. Все объекты векторной графики описываются формулами и начальными точками. Записывается также место объектов на странице и расположение их друг относительно друга. Таким образом, векторная графика состоит из геометрических объектов.
Вывод векторного рисунка используется максимальное разрешение устройства вывода. При этом команды, описывающие изображение, сообщают устройству вывода положение и размеры какого-либо объекта, а устройство для его прорисовки использует максимально возможное количество точек. Таким образом, векторный объект, например, окружность, распечатанная на принтерах разного качества, имеет на листе бумаги одинаковые положение и размеры. Однако более гладко окружность выглядит при печати на принтере с большей разрешающей способностью, так как состоит из большего количества точек принтера.
Основное достоинство векторной графики- ее компактность, а так же высокое качество изображений. Но это является и неким затруднением, ведь для вывода на экран монитора векторного изображения, программа заново воссоздает изображение.
Недостатком векторной графики является трудоемкость при создании и редактировании сложных элементов изображений, а также проблемы, возникающие при распечатке векторных изображений на некоторых принтерах.
Формат файла CRD
Формат файла CRD - это векторный формат файлов, создаваемых программой CorelDraw. Причем изображение может быть как векторным, так и растровым. Файлы этого формата имеют проблемы с совместимостью разных версий CorelDraw. Используется этот формат в профессиональных целях в полиграфии. Файлы формата CRD имеют большое рабочее квадратное поле со стороной 45 метров. Компрессия для растровых и векторных изображений раздельная.
Формат файла WMF
Формат файла WMF   - это графический формат файла в системе Microsoft Windows. Универсальный векторный формат, поддерживаемый большинством векторных редакторов. Данный векторный формат не дает высокое качество сложных рисунков. Также имеет ограниченное количество поддерживаемых эффектов.
Заключение
Большое количество информации приводит к возрастанию объемов данных, а значит возникает проблема их хранения и передачи. Поэтому актуальна проблема уменьшения избыточности или же сжатия данных. Растровая и векторная графика имеют свои назначения. В повседневной жизни мы чаще сталкиваемся с растровой графикой. Так в каком формате хранить изображения? Ведь каждый формат имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим сравнительную таблицу растровых изображений
Формат файла Макс. число бит/пиксель Макс. число цветов Методы сжатия Сфера применения, сравнение Оптимальность/
избыточность BMP
24 16777216 RLE Этот графический формат не самый распространенный, так как для работы с фотографическими изображениями существуют более лучшие форматы, а для работы в Интернете он слишком большой.
Избыточный формат. TIFF 24 16777216 LZW, RLE и другие В случае использования сжатия файл меньше, чем в формате BMP. Широко применяется в полиграфии.
Большой объем хранения данных. GIF
  8           256 LZW Размеры файлов намного меньше, чем размеры файлов изображений в формате BMP.
Оптимальный формат для передачи данных по сети Интернет PNG 24 Меньше, чем BMP, PSD, "несжатый" TIFF и сравнимы с размерами файлов TIFF со сжатием LZW. В Интернете не используются в по причине достаточно большого объема. Документы  MS Office.
Не используются в по причине достаточно большого объема. JPEG
24 16777216 JPEG При не слишком больших степенях сжатия - качество изображения хорошее. Размеры файлов намного меньше, чем размеры соответствующих файлов в формате BMP. Изображения с большим числом цветов, с плавными переходами.
Распространенный формат для хранения фотоизображений, может быть сильно сжат, но с потерей качества. PSD 24 Объем файла больше, чем в формате TIFF. Только для хранения промежуточных результатов. Избыточен. Предназначен для профессиональных нужд.

Сравнение размеров файла графических форматов. Сжатие одного и того же изображения.
Формат Компрессия Бит на пиксель Размер (байт) BMP Нет 24 230486 TIFF Нет 24 234988 GIF 8 24631 PNG 24 50482 JPEG Низкая 24 64408 JPEG Средняя 24 17455 JPEG Высокая 24 12850 PSD 24 227775
Из таблиц сравнения видно, что достаточно много существует графических форматов. Формат BMP используется и разрабатывается фирмой Microsoft, этот формат имеет довольно большой объем хранения данных. Степень сжатия этого формата довольно низкая, что привело к тому, что он не получил широкого распространения в качестве хранения графических данных. Для использования его в сети Интернет он тоже не подходит из-за избыточности хранения информации.
Графический формат TIFF тоже имеет довольно узкую сферу применения. Степень сжатия информации в этом формате представлена несколькими алгоритмами по выбору. Используется в профессиональных целях в полиграфии благодаря универсальности передачи растрового изображения, позволяющей кодировать информацию без потери качества. Для хранения графических данных не подходит из-за большого объема файла.
Растровый графический формат GIF, благодаря своим небольшим размерам хранимых файлов, получил широкое распространение в сети Интернет, часть используется для передачи файлов по сети, но из-за небольшого количества отображаемых цветов, хранить графическую информацию в нем не всегда удобно.
Формат PNG является лучшей заменой графического формата GIF, но за это приходится расплачиваться существенными объемами файла данного формата. Способы сжатия в GIF без потери качества. Для хранения информации вполне оптимален, но почему-то не получил широкого распространения среди пользователей.
Один из самых распространенных графических форматов- это JPEG. Не смотря на то, что сжатие в данном формате происходит с потерей качества, он является незаменимым для хранения изображений. Размеры хранимого файла могут сильно варьироваться в зависимости от степени сжатия исходного файла. Основным плюсом графического формата JPEG является то, что хранимые в нем изображения могут быть с большим числом цветов и плавным переходом между ними. Этот формат используют для хранения фотографий и у каждого есть выбор степени сжатия файла. Несмотря на потерю качества, данный формат является оптимальным для хранения графической информации типа фотографий.
Формат PSD имеет большой объем хранения данных, является избыточным форматом для хранения графической информации. Создан специально для работы в программе Photoshop для хранения промежуточных результатов. Используется только для профессиональных нужд.
Векторная графика хоть и имеет неоспоримые преимущества перед растровой из-за небольших объемов файлов, но не вся графическая информация может быть описана в виде математических формул.
Список использованных источников
графический данные
Ватолин Д., Ратушняк А., Смирнов М., Юкин. В. Методы сжатия данных. – М., 2003.
Ватолин Д.С. Тенденции развития алгоритмов архивации графики // Открытые системы. – Зима 1995. – №4.
Ватолин Д.С. Алгоритмы сжатия изображений. – М.: Диалог-МГУ, 1999.
Кадач А.В. Эффективные алгоритмы неискажающего сжатия текстовой информации. // Дис. к. ф.-м. н. – Ин-т систем информатики им. А.П. Ершова. – М., 1997.
Климов А.С. Форматы графических файлов. – С.-Пб.: ДиаСофт. 1995.
Шкарин Д. Повышение эффективности алгоритма РРМ // Проблемы передачи информации. – 2001.
Яншин В.В. Анализ и обработка изображений (принципы и алгоритмы). – М.: Машиностроение, 1995.
Информатика. Базовый курс. / Под ред. С.В.Симоновича. - СПб., 2000 г.
Микляев А. П., Настольная книга пользователя IBM PC 3-издание М.:, "Солон-Р", 2000, 720 с.
Симонович С.В., Евсеев Г.А., Мураховский В.И. Вы купили компьютер: Полное руководство для начинающих в вопросах и ответах. - М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА; Инфорком-Пресс, 2001.- 544 с.: ил. (1000 советов).
Ковтанюк Ю.С., Соловьян С.В. Самоучитель работы на персональном компьютере - К.:Юниор, 2001.- 560с., ил.
18