Графические форматы в сети.

Содержание
Введение
Графические форматы
Растровые форматы
Графический формат GIF
Графический формат JPEG
Графический формат JPEG 2000
Графический формат PNG
Графический формат TIFF
Новый графический формат WebP
Векторные форматы
Графический формат PGML и VML
Графический формат SWF
Графический формат LWF
Комплексные форматы
Текста - графический формат DjVu
Текста - графический формат PDF
Заключение
Список литературы

Графические форматы в сети.

если изображение размещается на странице лишь с оформительскими целями, то его полное отображение становится необязательным и в этом случае логично использовать (а это так и происходит) чересстрочный GIF
если изображения на странице находятся именно с целью их показа, как например многочисленные странички музеев, журналов и т.д. с полноцветными картинками больших размеров, то их, скорее всего, так или иначе нужно будет загружать полностью, и тогда единственный выбор - JPEG.
Рекомендуемая область применения формата JPEG:
фотографии;
картинки с градиентной закраской.
Алгоритм сжатия JPEG
Самое большое отличие формата JPEG от других состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями информации. Процент потерь можно количественно менять. Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями теряется часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия. Распакованное изображение JPEG редко соответствует оригиналу абсолютно точно, но очень часто эти различия столь незначительны, что их едва можно (если вообще можно) обнаружить. Фактически можно и не использовать сжатие с потерями, и тогда можно получить JPEG-файл, который будет при отображении выглядит точно, как и исходное отсканированное изображение.
JPEG обозначает алгоритм сжатия, а не конкретный формат представления графической информации. Любую графическую информацию можно сжать по такому алгоритму. Формат файлов, сжатых по алгоритму JPEG принято называть JFIF (JPEG File Interchange Format). Примером этому является, формат TIFF/JPEG, известный как TIFF.
Графический формат JPEG 2000
JPEG 2000 (или jp2) - графический формат, который вместо дискретного косинусного преобразования, характерного для JPEG, использует технологию вейвлет-преобразования, основывающуюся на представлении сигнала в виде суперпозиции некоторых базовых функций - волновых пакетов. В результате такой компрессии изображение получается более гладким и чётким, размер файла в сравнении с форматом JPEG при одинаковом качестве существенно уменьшается. JPEG 2000 не обладает главным недостатком формата JPEG: за счет использования вейвлетов, графика в этом формате не содержат 8 пиксельных блоков. Формат аналогично JPEG поддерживает «прогрессивное сжатие», позволяющее по мере загрузки видеть сначала размытое, но затем всё более чёткое изображение.5
Пока этот формат мало распространён и поддерживается не всеми современными браузерами. Браузеры поддерживающие формат jp2 - Safari и Mozilla Firefox (через Quicktime).
Основные преимущества JPEG 2000 по сравнению с JPEG:
Большая степень сжатия: JPEG 2000 имеет степень сжатия в среднем на 20 % больше, чем JPEG;
Масштабируемость фрагментов изображений: JPEG 2000 обеспечивает бесшовное сжатие разных компонентов изображения, с каждым компонентом хранится от 1 до 16 бит. Благодаря разбиению на блоки, можно хранить изображения разных разрешений в одном кодовом потоке;
Произвольный доступ к кодовому потоку, также иногда называемый доступом к областям интереса (англ.): кодовый поток JPEG 2000 обеспечивает несколько механизмов для поддержки произвольного доступа, также поддерживается несколько степеней разбиения на части (области интереса) ;
Гибкий формат файла: форматы файлов JP2 и JPX обеспечивают хранение информации о цветовых пространствах, метаданных и информации для согласованного доступа в сетевых приложениях, взаимодействующих с помощью протокола JPEG Part 9 JPIP;
Возможность последовательной сборки: JPEG 2000 обеспечивает возможность последовательного декодирования и вывода изображения сверху вниз без необходимости буферизации всего изображения.
Графический формат PNG
Формат PNG (Portable Network Graphics - переносимая графика для сети) предназначен для хранения растровой графической информации позиционируется прежде всего для использования в Интернете. Он был разработан для замены устаревшего и более простого формата GIF, а также, в некоторой степени, для замены значительно более сложного формата TIFF. Во-первых, потому, что использует сжатие без потерь Deflate, близкое к LZW (именно из-за патентования в 1995-м году алгоритма LZW (фирма-разработчик, стала требовать отчислений от разработчиков программного обеспечения для Web) возник PNG в отличие от GIF сжатие без потери качества производится и по горизонтали. Формат PNG является свободным и может использоваться бесплатно. Сжатые индексированные файлы PNG, как правило, меньше аналогичных GIF (при числе цветов близком к 256, PNG сжимает лучше GIF на 5-25%, при малом количестве цветов формат GIF работает лучше), PNG RGB меньше соответствующего файла в формате TIFF. PNG не сжимает изображения с потерей качества подобно JPEG.6
Во-вторых, формат PNG должен был преодолеть недостатки GIF, связанные с ограничением количества цветов. Формат PNG позволяет сохранять изображения с глубиной цвета 24 и даже 48 бит, он также позволяет включать каналы масок для управления градиентной прозрачностью, но не поддерживает слои. Формат PNG поддерживает прозрачность за счет Альфа-канала с 256 градациями серого и чересстрочную развертку. Таким образом, формат PNG - единственный из распространенных в Интернете форматов, позволяющий получать полноцветные изображения с прозрачным фоном. Файлы PNG обычно имеют больший размер, чем GIF- и JPEG-файлы с аналогичными изображениями. Файлы этого формата имеют расширение png.
Таким образом PNG поддерживает три основных типа растровых изображений:
Полутоновое изображение (с глубиной цвета 16 бит)
Цветное индексированное изображение (палитра 8 бит для цвета глубиной 24 бит)
Полноцветное изображение (с глубиной цвета 48 бит)
Он имеет следующие основные преимущества перед GIF:
практически неограниченное количество цветов в изображении (GIF использует в лучшем случае 8-битный цвет);
опциональная поддержка альфа-канала;
возможность гамма-коррекции;
двумерная чересстрочная развёртка;
В файл формата PNG записывается информация о гамма-коррекции - коррекции функции яркости в зависимости от характеристик устройства вывода. Повышение показателя гамма-функции позволяет повысить контрастность, разборчивость тёмных участков изображения, не делая при этом чрезмерно контрастными или яркими светлые детали снимка. Таким образом, эта особенность помогает реализации основной идеи WWW - одинакового отображения информации независимо от аппаратуры пользователя. Встроенная в формат PNG гамма-коррекция работает следующим образом: данные о настройках дисплея, видео-платы и программного обеспечения (информация о гамме) сохраняется в файле вместе с самим изображением, что и обеспечивает идентичность копии оригиналу при переносе на другой компьютер.
PNG на сегодня самый прогрессивный формат графики для Сети. В свете широкого распространения формата GIF говорить серьезно о замене на форма PNG сегодня не приходится. Кроме того, формат PNG не поддерживает анимацию. Для передачи анимированных изображений был разработан расширенный формат MNG (Multi-Image Network Graphics), опубликованный в середине 1999 года и уже поддерживаемый в различных приложениях, однако пока так и не ставший общепринятым.7
В отличие, например, от TIFF, спецификация PNG не позволяет авторам реализаций выбирать, какие возможности они собираются реализовать. Поэтому любое сохранённое изображение PNG может быть прочитано в любом другом приложении, поддерживающем PNG.
Рекомендуемая область применения формата PNG:
Этот формат целесообразно использовать в веб-дизайне для сохранения небольших многоцветных изображений с мелкими деталями (например, переливающихся цветами кнопок с картинками). Для любых иллюстраций, когда соотношение объём/качество оказывается лучше по сравнению с форматами GIF и JPEG.
Формат PNG более эффективен для изображений, содержащих одноцветные области (при небольшом количестве цветов - например, < 1000), и поддерживает специальные функциональные возможности, которых нет у JPEG 2000. Хотя формат JPEG 2000 поддерживает сжатие без потерь, он не предназначен для усовершенствования наилучшего формата сжатия без потерь PNG. В текущей реализации стандартов применение PNG более эффективно для сжатия диаграмм, а JPEG 2000 - для сжатия фотографических изображений.
Графический формат TIFF
Аппаратно независимый формат TIFF появился как внутренний формат программы Aldus PhotoStyler. Его модульная архитектура оказалась настолько удачной, что, успешно пережив смерть родной программы, TIFF и в наши дни продолжает совершенствоваться и развиваться. Сегодня он является одним из самых распространенных и надежных, его поддерживают практически все программы на РС и Макинтош так или иначе связанные с графикой. Как правило, TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. TIFF до сих пор является основным форматом, используемым для хранения сканированных изображений и размещения их в издательских системах и программах иллюстрирования. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK. TIFF может содержать альфа-каналы, слои, другие дополнительные данные.
В формате TIFF есть возможность сохранения с применением нескольких видов сжатия: JPEG, ZIP, но, как правило используется только LZW-компрессия.
Новый графический формат WebP
Большинство существующих графических форматов были созданы около десяти лет назад. И по мнению Google в сравнении с теперешними технологиями они безнадежно устарели.
WebP формат создавался как альтернатива известного формата JPEG, но особенностью WebP является новый алгоритм сжатия данных. Что позволяет экономить до 40% объёма графического файла (Байт), по сравнению с форматом JPEG, без потери в качестве изображения. Гигантские JPEG глубоко укоренились в Интернете, но на кодировку в  WebP файл времени уходит в восемь раз больше чем для JPEG. В настоящее время Google предоставила программу для конвертации графических файлов в WebP.8
Одна из последних тенденций Стратегического развития Google это ускорение Интернета. Общеизвестно, что в основном сайты состоят из изображений разных форматов и имеющие разный вес (массу/объём). Что значительно затрудняет быструю работу сайтов. По данным Google, изображения составляют около 65% байт, переданных через Интернет сегодня. Любой способ облегчения сети, будет чрезвычайно ценным. Основной задачей формата WebP является снижение веса графики на Интернет страницах. А это естественно ускорит загрузку веб страниц. Новый графический формат WebP основан на алгоритмах сжатия, которые используются в видеокодеке VP8. Контейнером для новых объектов является RIFF. Ожидается, что в скором времени формат WebP будет добавлена поддержка альфа-канала. Компания Google рекомендует всем интернет-разработчикам обратить внимание на новый формат для оптимизации и ускорения собственных веб-ресурсов и Сети в целом.
Векторные форматы
Графический формат PGML и VML
PGML (Precision Graphics Markup Language) поддерживается фирмами Adobe System, IBM, Netscape и Sun Microsystems, а VML(Vector Mark-up Language) - Microsoft, Hewlett-Packard, Autodesk, Macromedia и Visio. Стандарты созданы на расширениях популярного языка разметки XML, XML рекомендуется как язык будущего он должен в скором времени заменить в сети язык HTML, сегодня разрабатывается новый язык HTML версии 5 и в ближайшие несколько лет XML сложно будет заменить HTML с его новыми возможностями.
Но в настоящее время ни один из этих форматов векторной графики, не используется. Сегодня самый наиболее востребованный и популярный способ использования векторной графики в Сети является разработкой фирмы Macromedia формат SWF (Shockwave Flash) и недооцененный пока формат Xara Flare.
Flare - размеры графики аналогичны формату Shockwave Flash. Формат, позволяет использовать векторную графику, что дает возможность практически неограниченно увеличивать уровень детализации страницы.
Графический формат SWF
Формат SWF (Shockwave Flash) - внутренний векторный формат программы Flash фирмы Macromedia, не является общеиспользуемым форматом. Для рабаты с этим форматом необходимо специализированное программное обеспечение. Таким программным обеспечением является мультимедийный пакет от фирмы Macromedia, пользователю Сети необходимо инсталлировать дополнительный модуль отображающий SWF формат, на сегодняшний день, большинство самых известных браузеров имеют предустановленный модуль flash. Файлы этого формата имеют расширение swf и могут быть открыты для просмотра в специальном проигрывателе Flash Player, а также в современных Web-браузерах. SWF-файлы нельзя редактировать. SWF предназначен для хранения векторной графики и анимационных клипов, которые могут содержать звук.9
Определенные стадии выполненной работы, которые можно редактировать в программе Flash, сохраняются в промежуточном формате - в файлах с расширением fla. Такого рода файлы принято называть исходными. Окончательный результат разработки, который и будет размещен для просмотра, сохраняется в виде SWF-файла. В Flash можно создать и исполняемый ехе-файл, который кроме собственно графики содержит в себе Flash Player.
SWF-формат единственный векторный формат в настоящее время, файлы которого могут использоваться при создании Web-страниц. Используя технологию Flash можно разрабатывать высококачественные Web-страницы целиком или создавать отдельные элементы на страницах тем самым придавая этим графическим элементам профессиональное качество, что положительно скажется на восприятии страницы в целом. В HTML-код страницы вписываются несколько строк и Flash технология используется. При просмотре такого рода страниц если браузер пользователя не поддерживает технологию отображения SWF-файлов, то пользователю автоматически будет предложено загрузить и установить Flash Player, тоже самое произойдет если установленный ранее плеер устарел и сайт написан с использованием более новой версии Flash.
Графический формат LWF
LuRaTech Wavelet (LWF) - формат, обладает высокой степенью сжатия графики при существенно высоком качестве. Отличие механизма сжатия данного формата от других форматов состоит в том, что в момент настройки процесса сжатия можно установить необходимый размер выходного файла.
Развитие данного формата стало результатом появления формата Jpeg2000. По некоторым тестам Jpeg2000 немного превосходил LWF по качеству при том же размере файла.10
Комплексные форматы
Текста - графический формат DjVu
Графический формат DjVu разработка фирм AT&T для размещения в Сети отсканированных изображений, совмещенных с текстом. Компания AT&T Labs предоставляет новое решение - новую технологию сжатия изображений DjVu, которая позволяет размещать в Сети высококачественные отсканированные документы.
Уникальной особенностью формата является минимальный занимаемый объем при хранении изображений в высоком разрешении (300 dpi и выше).
Для того чтобы создать близкую к оригиналу копию, отсканированное изображение должно быть создано с высоким разрешением в одном из растровых форматов - GIF, TIFF ил JPEG. Однако форматы не удовлетворяют всей совокупности качеств, требующихся для хранения документов в электронных библиотеках. Один формат плохо сжимает изображения, другой - хорошо сжимает только векторные рисунки, третий, наоборот, только фотореалистичные изображения и т.п.
Имеются весомые недостатки и у форматов GIF и JPEG . Такие как, например, ограниченное количество цветов является недостатком формата GIF. Хотя при обработке текстовой информации существенных недостатков не будет т.к. для текста достаточно минимального набора цветов, потеря качества возникнет если обрабатывать цветные фотографии. В данном случае целесообразно использовать растровый формат JPEG. С другой стороны при использовании формата JPEG для сохранения текста, бизнес-графики появится эффект нечеткости границ, что безусловно испортит общее восприятие картинки . Использовать разные форматы для довольно трудоемкий процесс обработки сканированных данных, и довольно неудобно при последующем использовании обработанной информации.
Создание нового графического формата является идеальным решением. Новый формат должен объединить все преимущества существующих форматов - качественное представление текста, как в GIF, и качественное представление фотоизображений, как в JPEG.
На сегодняшний день это позволяет сделать современный формат DjVu. Технология работы данного формата следующая: изначально выделяется на странице весь текст и lineart, затем отдельно отображается изображения. При чем и то и другое -качественно. Да и объем файла, представляющего обычную страницу A4 с текстом и фотографиями в разрешении 300 dpi получается примерно 45-50 килобайт, что, по последним исследованиям, равно усредненному весу web-странички.11
Форматы GIF, и JPEG имеют один общий недостаток – отсутствует возможность масштабирования. А при просмотре графики очень существенно иметь возможность видеть один и тот же объект в различных масштабах. Этого недостатка лишен формат DjVu.
AT&T Labs разработала и заложила в основу формата DjVu несколько технологий перечислим их:
JB2 алгоритм сжатия чёрно-белых изображений;
отделения текста от фона на отсканированном изображении;