Растровая графика и ее форматы

Растровая графика и ее форматы

В основе любого компьютерного изображения лежит то либо иное его математическое или алгоритмическое описание.

Если изображение растровое, то оно, в простейшем случае, представляет собой прямоугольную матрицу из математических, то есть безразмерных, точек, у которых есть только цвет. Этот цвет задается числом или набором чисел в зависимости от того, в какой цветовой модели зашифровано изображение. В виде матрицы цветных безразмерных точек изображение хранится на съемных носителях, жестких дисках, flash-накопителях, дискетах. Так зашифровываются файлы в графическом формате BMP.

В более сложных случаях, например если изображение состоит из нескольких слоев, каждый слой представляет собой матрицу из безразмерных точек. Соответственно, увеличивается и размер файла – это зависит от количества слоев, то есть каждый слой – это отдельное изображение.

В виде стопки слоев или набора прямоугольных матриц из цветных безразмерных точек файлы хранятся на носителях, например в родном формате Photoshop – PSD или в графическом формате TIFF. Из множества графических форматов только форматы PSD и TIFF поддерживают слоеную структуру изображения. Хотя каждый слой в таком изображении представляет собой прямоугольную матрицу математических точек, размеры этих матриц не обязательно совпадают.

С изображениями, сохраненными в растровом графическом формате JPEG, дела обстоят несколько иначе. Формат JPEG не поддерживает слоеную структуру изображения. При открытии изображения в формате JPEG, то есть при загрузке его в растровый графический редактор, в частности в Photoshop, оно располагается в оперативной памяти компьютера в виде все той же прямоугольной матрицы из безразмерных математических точек. И именно эта копия изображения обрабатывается графическим редактором. А на самом носителе хранится вовсе не эта матрица, а только часть ее точек и один из поддерживаемых форматом JPEG алгоритмов интерполяции. При считывании такого файла с постоянного носителя в оперативную память для его просмотра или обработки цвета тех пикселов, которые не были прописаны в файле на постоянном носителе, получаются с помощью алгоритма интерполяции. Данный алгоритм воссоздает недостающие пикселы, основываясь на цветах соседних пикселов.

Использование такого подхода для хранения графического файла позволяет существенно уменьшить его объем по сравнению с объемом этой картинки в оперативной памяти компьютера. Если выражаться более простым языком, формат JPEG – это сжатый формат изображения. Изображение в формате JPEG может занимать на диске в десятки и даже сотни раз меньше места, чем точно такое же изображение в формате TIFF. Впрочем, это несколько сказывается на качестве JPEG-изображения. Для домашнего использования, например для хранения цифровых фотографий, формат JPEG вполне пригоден. Мало того, все любительские цифровые фотокамеры сразу выводят изображение в формате JPEG. Только дорогие профессиональные фотоаппараты умеют сохранять снимки в формате TIFF.

Алгоритмы интерполяции, или, как их еще называют, алгоритмы сжатия, поддерживаемые форматом JPEG, могут быть разными в зависимости от того, как мы хотим сохранить то, что находится в оперативной памяти. При сохранении изображения в формате JPEG в той или иной степени всегда происходит потеря исходной информации. Если нужно высокое каче ство сохраняемого изображения, то придется смириться с большим объемом файла. Качество изображения и объем файла для формата JPEG находятся в обратной зависимости. Причем вы можете самостоятельно расставлять приоритеты, то есть, если нужна очень качественная картинка, вы можете установить наименьшую степень сжатия файла, и наоборот.

Если же нужно сохранить изображение абсолютно без потерь, следует выбрать в формат BMP, PSD или TIFF. При сохранении в формате TIFF тоже можно воспользоваться какой-нибудь схемой сжатия. Но многие специалисты не советуют этого делать. Сжатие в формате TIFF чревато тем, что такой файл может просто не открыться в какой-либо программе.

Изображения в формате PSD и TIFF сохраняются также без потери информации, как и в формате BMP. Но и размер у них примерно такой же большой, если это однослойные изображения. Если же изображение многослойное и нужно сохранить его слоеную структуру, то формат BMP для этого не подходит. При сохранении в этом формате слои будут склеены. А форматы PSD и TIFF позволят сохранить слоеную структуру.

Формат PSD как родной формат редактора Photoshop, помимо слоев и альфа-каналов, которые можно сохранить и в формате TIFF, позволяет сохранить в файле с изображением и некоторые объекты. Например, если один из слоев содержит текст, то при открытии такого файла в программе Photoshop вы можете отредактировать этот текст. Иными словами, с текстовым слоем вы будете работать не как с графическим изображением, а как с текстом: можно заменить слово, изменить шрифт, его начертание, добавить пропущенную запятую и т. д. Такие манипуляции можно произвести только с файлами в формате PSD. Другими словами, формат PSD, кроме графической информации, хранит также информацию о слоях, их типах, примененных к ним стилях и т. д.

Каким форматом воспользоваться при сохранении созданного изображения?

Формат BMP сохраняет изображение без потерь. Однако он не подходит для промежуточного сохранения изображения, если предполагается дальнейшая обработка этого изображения в другом сеансе работы с Photoshop, потому что этот формат не поддерживает слоеную структуру документа, а также альфа– или информационные каналы и имеет неоправданно большой объем файла. Файл в формате BMP примут и распечатают в любой цифровой фотолаборатории. Его можно разместить и на веб-странице, если он имеет небольшой размер, а это будет в том случае, если размер картинки (определяется количеством составляющих ее точек по вертикали и горизонтали) небольшой. Лучше не использовать этот графический формат для веб. Не каждый пользователь является обладателем высокоскоростного доступа к сети Интернет, поэтому загрузка BMP-файла может быть достаточно длительной ввиду его большого размера.

Формат JPEG. Расширения у файлов этого формата могут быть также JPG и JPEG. Данные форматы всегда сохраняют исходную информацию с некоторыми потерями. Любителям зачастую и не определить на глаз, где сжатое, а где несжатое изображение. Формат JPEG идеально подходит для хранения цифрового фотоальбома, а также для размещения картинок в Интернете. Файлы данного формата вам распечатают в любой цифровой фотолаборатории. Их вы откроете для просмотра на любом компьютере (вам даже не нужно устанавливать специальные программы, в операционной системе Windows все, что необходимо для открытия таких файлов, уже есть). Кроме того, большинство современных DVD-проигрывателей распознают файлы формата JPEG: просто запишите фотографии на оптический диск и наслаждайтесь просмотром семейного фотоальбома на экране телевизора. Картинка в формате JPEG может быть вставлена в текстовый документ и во многие другие документы, созданные в разных приложениях.

Сохранять промежуточные результаты обработки файла в формате JPEG можно, но не рекомендуется. Ведь каждое последующее сохранение приводит к дополнительной потере информации, содержащейся в исходном файле. Иными словами, при каждом сохранении файла в формате JPEG вносимые в результате сжатия искажения суммируются, даже если каждый раз при сохранении задавать максимальное качество. Кроме того, формат JPEG не поддерживает слои и альфа-каналы (прозрачные участки изображения), которые, как правило, присутствуют в изображении на промежуточных этапах его обработки.

Формат PSD – это собственный формат программы Photoshop. Только он позволяет в полной мере сохранять все составляющие создаваемого или обрабатываемого в редакторе изображения. Его следует всегда использовать для промежуточного сохранения, если обработка изображения будет продолжена в каком-то другом сеансе работы с Photoshop. Поскольку заранее нельзя знать, будем мы продолжать обработку этого файла или нет, то следует при наличии места на диске сохранять свои творения в этом формате. Главный недостаток формата PSD состоит в том, что файл, сохраненный в нем, имеет больший размер по сравнению файлом, сохраненным в формате JPEG.

Графическая информация сохраняется в формате PSD без потерь. Это же относится и к формату TIFF, в котором можно сохранить и слои, и альфа-каналы, и текстовые надписи. Он является фактическим стандартом для полиграфии. Картинку в формате TIFF также можно вставить в текстовый документ и во многие другие документы: в презентации, электронные таблицы, базы данных и издательские системы. А вот публиковать в Интернете изображения в форматах TIFF и PSD мы бы не рекомендовали. Думаем, о причине вы уже догадались. В первую очередь – большой размер файлов. Кроме того, пользователи ранних версий Windows просто не смогут посмотреть PSD-файлы без установки редактора Photoshop или некоторых других программ, распознающих этот формат.

Существует множество других графических форматов. Для публикации в Интернете часто используют формат GIF. Файлы данного формата достаточно компакты, к тому же они могут быть анимированы, то есть содержать подвижное изображение. Вы наверняка видели на веб-страницах различные рекламные баннеры, в которых постоянно меняются изображения, логотипы, надписи и т. д. Это и есть анимированные GIF-файлы.

Анимированные GIF-файлы сделать достаточно просто. Сначала создают многослойное изображение, каждый слой которого представляет собой отдельный «кадр» анимации. Соответственно, в каждом слое создают разные изображения или одно и то же с небольшими изменениями. Затем задают алгоритм смены кадров, то есть частоту, режимы повторов переключения между слоями. При воспроизведении GIF-анимации зрителю попеременно показываются разные слои, что и создает движение в картинке.

Формат PNG менее популярен, хотя и удобен в некоторых случаях. Он не поддерживает многослойную структуру, но умеет сохранять альфа-каналы (прозрачные участки), поэтому очень подходит для создания различных масок, рамок и титров при монтаже видео.

Кроме вышеописанных, существует еще огромное количество графических форматов, например TGA, PICT, RLE, PXR, но непрофессионалы их настолько редко используют (правильнее было бы сказать, совсем не используют), что не имеет смысла их описывать.

Итак, подведем итоги. Графическое изображение может храниться в различных форматах. Для окончательного сохранения, а также хранения домашних фотографий или размещения картинок в Интернете лучше использовать сжатый формат JPEG. Несмотря на некоторую потерю качества, с которой можно смириться, а в некоторых случаях даже и не увидеть, данный формат имеет неоспоримое преимущество – очень малый размер файла. Вы можете записать несколько тысяч (а то и десятков тысяч) фотографий всего на один компакт-диск.

Если вы планируете использовать редактируемое изображение в профессиональных целях, например фотография пойдет на обложку журнала, лучше сохранить его в формате TIFF. При этом если ранее картинка была сохранена в формате JPEG, то она уже несколько потеряла в качестве, и поэтому окончательное сохранение ее в формате TIFF качества не улучшит. Но и не ухудшит.

Если вы создаете многослойное изображение, к редактированию которого будете возвращаться вновь, особенно если в картинке содержатся текстовые слои, следует сохранять файл только в формате PSD. Впрочем, окончательную картинку можно сохранить и в формате JPEG, например чтобы переслать по электронной почте или просто показать друзьям. Однако перед этим все же сохраните копию изображения в формате PSD. Вдруг вы захотите что-то изменить в нем?

Данный текст является ознакомительным фрагментом.