Форматы растровых графических файлов. Основы компьютерной графики

Любая цифровая фотография по сути это программный файл, в котором хранится информация об изображении, полученном оцифровкой каждой его точки и о том, как и когда оно было сделано. Структура данных этой информации называется форматом файла фотографии или по-другому файловым фото форматом.

Таких форматов существует много, и все они относятся к графическому типу. Отличаются они алгоритмом сжатия информации, спецификацией и назначением. Каждый формат файлов фотографий разрабатывался для своих целей и подходит для них лучше других. Например, для хранения изображений, обработки или их размещения в сети Интернет.

Получить первоначальную цифровую фотографию можно одним путем. Надо спроецировать кадр будущей фотографии на матрицу, состоящую из множества чувствительных к свету фотоэлементов, измерить уровень сигнала каждого из них и записать все эти значения в файл фотографии. Такое разделение фотографии на отдельные точки – пиксели называется растром, а формат ее файла – растровым (рис.1).

Рис.1 Любая цифровая фотография состоит из отдельных пикселей, информация о которых хранится в файле растрового формата.

Сделать файл фотографии растрового формата можно двумя основными устройствами – цифровой фотокамерой или . Но при этом количество форматов, в которых можно сохранять файлы фотографий, у них ограничено. Для получения файлов фотографий другого формата их надо конвертировать в специальной программе (рис.2).

Рис.2 Способы получения файлов цифровых фотографий растровых форматов.

Изменение формата файла фотографии может потребоваться по разным причинам. Например, для уменьшения размера файлов фотографий, для сохранения максимального качества изображения или для возможности работать со слоями. Есть и другие причины, но в любом случае каждый формат файла фотографии следует использовать по своему назначению.

Основные форматы файлов фотографий

Имена файлов цифровых фотографий любого фото формата также как и программные файлы других типов состоят из изменяемой части, точки и расширения. Расширение файлов фотографий всегда неизменно и может состоять из трех или четырех символов, по которым и определяется тип файла или название формата. Например, jpeg, cr2, tiff, psd, gif (рис.3).

Рис.3 Расширение файла фотографии указывает на его формат.

Универсальным форматом для файлов цифровых фотографий считается JPEG. Это самый популярный растровый формат, который используется для сохранения фотографий в разных типах фототехники. С ним удобно работать в различных фоторедакторах и использовать его для просмотра фотографий во всех технических устройствах. Главный его недостаток – потеря качества изображения при сохранении файла (рис.4).

Рис.4 Потеря качества изображения фотографии при сохранении ее файла в формате JPEG.

Кроме формата JPEG в дорогой фототехнике часто используется формат RAW. В файле этого формата сохраняется самая полная информация об изображении и обо всех настройках фотоаппарата, с которыми оно было сделано. Это дает огромные преимущества при обработке фотографий и позволяет устранять многие ошибки фотосъемки (рис.5).

Рис.5 Используя специальную программу в файлах фотографий формата RAW можно изменять настройки фотоаппарата.

Формат RAW это общее название нескольких форматов используемых в фототехнике разных производителей. Каждый такой формат имеет свои особенности и не является унифицированным. Для того чтобы привести все существующие форматы RAW к единому стандарту был разработан формат DNG. По сути это тот же формат RAW, но у него размер файлов меньше и нет дополнительных текстовых файлов (рис.6).

Рис.6 Файлы одной и той же фотографии в формате RAW и DNG имеют разные размеры и способы хранения текстовой информации.

В тех случаях, когда требуется сохранение результатов обработки цвета, слоев, каналов, масок или каких-либо других атрибутов редактирования фотографий, используется формат PSD. Это внутренний формат файлов программы Photoshop, в котором следует сохранять всю информация об изменении фотографий после фотосъемки (рис.7). Основной недостаток этого формата – ограниченное применение.

Рис.7 В файлах формата PSD удобно хранить информацию о редактировании фотографий (пример файла).

Формат TIFF это еще один формат файлов, используемый для хранения цифровых фотографий. Он позволяет сохранять максимальное качество изображения, но при этом размер такого файла будет и самым большим в сравнении с другими перечисленными форматами (рис.8). В цифровой фотографии он используется для высококачественной работы с цветом.

Рис.8 Сравнение размеров файлов одной фотографии, сохраненной в разных фото форматах.

Рассмотренные выше пять файловых фото форматов – JPG, RAW, DNG, PSD и TIFF считаются основными для хранения, обработки и просмотра цифровых фотографий. Но для эффективной демонстрации фотографий зрителю такие форматы не подходят. Для этого нужно выбирать другие форматы, разработанные для этой цели.

Форматы файлов для показа фотографий

Основное назначение всех фотографий это их показ зрителю. В отличие от бумажных фотографий демонстрацию многих цифровых фотографий можно сделать доступнее и интереснее, используя подходящие форматы файлов. Например, фотографии можно анимировать и разместить в сети Интернет, наложить на них музыку, текст и разные спецэффекты.

Самый удобный способ показать фотографии большому числу зрителей это разместить их в сети Интернет – на фото сайтах, в социальных сетях или (рис.9). При этом формат файлов фотографий должен быть таким, чтобы их размеры были как можно меньше, а изображение имело бы хорошее качество. Для этого есть три подходящих формата.

Рис.9 Пример размещения цифровых фотографий в облаке .

Основным форматом для размещения фотографий в Интернете является все тот же JPEG, но с большой степенью сжатия информации. Для такой цели он подходит идеально. Файл фотографии в этом формате размером 600 на 900 пикселей можно сжать до 50 – 70 кб и при этом изображение внешне будет выглядеть нормально.

Второй популярный формат, который был создан для быстрой передачи растровых изображений по сетям, является GIF. Этот формат позволяет значительно сжимать файлы цифровых фотографий без потери качества изображения. Кроме того, в этом формате можно сохранять анимацию и прозрачность слоя изображения (рис.10). Основной недостаток формата GIF это ограничения в передачи цвета.

Рис.10 Файл фотографии формата GIF с анимацией.
(наведите курсор на изображение)

Для более качественной передачи цвета в сети Интернет был разработан формат PNG. Этот формат обладает более высокой степенью сжатия без потери качества графической информации в отличие от формата JPEG и может хранить неограниченное число цветов, в отличие от формата GIF. Кроме того, файлы формата PNG можно использовать как альтернативу формату для редактирования фотографий.

Используя все перечисленные выше форматы файлы фотографий можно хранить и просматривать по отдельности. Но есть и другой способ. Если фотографии объединить и сохранить в видео формате, они станут одним файлом. При этом из них можно сделать красивое слайд-шоу с музыкой, текстом и спецэффектами. Для этой цели подходят несколько форматов: MPEG4, MOV, AVI, WMV, FLV (рис.11). Но и это еще не все форматы.

Рис.11 Пример слайд-шоу из фотографий в формате файла MPEG4.
()

Для хранения и просмотра цифровых фотографий одним файлом так же можно использовать самый популярный книжный формат PDF. В таком формате фотографии можно хранить как в одном фотоальбоме. Это дает возможность создать для них интерактивное меню быстрого поиска или просматривать фотографий как слайд-шоу (рис.12).

Рис.12 Пример хранения цифровых фотографий в файле формата PDF.
()

Вот, пожалуй, и все, что касается общего обзора форматов для файлов, в которых следует хранить цифровые фотографии. При подборе форматов для каких-то конкретных целей, о них надо знать больше – особенности, преимущества, недостатки. Подробнее о каждом таком формате читайте в следующих статьях.

Векторные форматыФайлы векторного формата особенно полезны для хранения линейных элементов (линий и многоугольников), а также элементов, которые можно разложить на простые геометрические объекты (например, текст). Векторные файлы содержат не пиксельные значения, а математические описания элементов изображений. По математическим описаниям графических форм (линий, кривых, сплайнов) программа визуализации строит изображение.

Векторные файлы структурно более просты, чем большинство растровых файлов, и обычно организованы в виде потоков данных.

Примеры наиболее распространенных векторных форматов - AutoCAD DXF и Microsoft SYLK.

WMF. Это векторный формат, который используется графическими программами ОС Windows. Этот формат служит для передачи векторных изображений через буфер обмена в среде Windows. Этот формат принимается практически всеми программами, работающими с векторной графикой. Использовать этот формат для растровых изображений нельзя. Недостатки: искажение цвета и несохранение ряда параметров, которые устанавливаются для изображений в графических программах.

AI. Внутренний формат программы Illustrator. Может открываться программой Photoshop и кроме того этот формат поддерживают все программы, связанные с векторной графикой. Этот формат является лучшим средством при передаче векторных изображений из одной программы в другую. Растровые графические элементы при передаче через AI-формат в большинстве случаев теряются.

CDR. Это внутренний формат программы Corel Draw. Этот формат имеет большую популярность, как и сам пакет программ. Многие программы могут импортировать векторные файлы в форматы Corel Draw. В формате CDR содержаться и растровые графические объекты. В этом формате применяется компрессия, причем для векторных и растровых файлов применяется разная компрессия.

Метафайловые форматы

Наиболее распространенные метафайловые форматы - WPG, Macintosh PICT и CGM.

В сем привет. При публикации новой статьи, часто возникает вопрос, а какого формата использовать изображения в статье? В целях для достижения наилучшего результата, вы должны выбрать формат растрового изображения.
В этой статье мы кратко обсудим популярный GIF и формат JPEG, а затем проанализируем формат PNG, и развеем некоторые заблуждения по поводу использования тех или иных форматов.

Формат изображения GIF (Graphics Interchange Format)

Большинство цветных изображений и фонов в интернете, являются файлами в формате GIF. Этот компактный формат, известен тем, что его файлы изображений небольшого размера. Изображения GIF, не содержат миллионы цветов, этот показатель у него не более 256. Кроме того, формат GIF поддерживает анимацию, то есть при помощи этого формата, можно делать .

Формат GIF имеет свой индекс палитру. Он содержит индекс палитру цветов, до 256, и для каждого пиксела изображения, имеет соответствующий индекс цвета. Если вы измените изображение и сохраните его как GIF, качество изображения не будет потеряно.

Как я уже говорил формат GIF поддерживает анимацию, которая, во времена Web 1.0, показывалась в виде многочисленных мигающих изображений, вращающихся значков, и тем самым, очень сильно раздражало многих пользователей. В более цивилизованную эпоху Web 2.0, мы все же замечаем красивую анимацию «Загрузка …» в ожидании результатов запроса, чтобы обновить страницу.

GIF также поддерживает прозрачность, что является своего рода логическим типом прозрачности. Пиксель в изображении может быть, либо полностью прозрачным или полностью непрозрачным.

Формат изображения JPEG (Joint Photographic Experts Group)

JPEG не имеет предела в 256 цветов. Он может содержать миллионы цветов, поэтому и имеет большое сжатие. Это делает его пригодным для фотографий, где нужна высокая четкость, резкость и качество, поэтому большинство цифровых камер работают именно в формате JPEG.

Этот формат с потерями, то есть вы потеряете качество с каждым новым редактированием, так что если вы планируете много исправлений, лучше для хранения промежуточных результатов использовать другой формат. Тем не менее, есть некоторые операции, которые могут быть выполнены без потери качества. Такие, как растягивание изображения, поворот по оси или изменение мета-информации, такой как комментарии, которые хранятся в файле изображения.

JPEG не поддерживает прозрачность.

При оптимизации изображения в этом формате, для получения наилучших результатов установите сжатие до 50%. JPEG сжимает графику фотографического качества и глубину цвета более конкурирующих форматов, таких как GIF, а также поддерживает большую степень точности соответствия цветов.

Формат изображения PNG (Portable Network Graphics)

Этот формат был создан специально для Интернет, чтобы вытеснить формат GIF. Основное преимущество формата PNG - поддерживает 24-битный цвет и прозрачность.

PNG не имеет потерь качества, и представлен в нескольких формах, но для практических целей он используется только двух вариантах:

2. PNG24 (полноцветный)

PNG8, как и GIF, имеет палитру изображения.

Давайте сравним формат PNG8 с GIF:

Преимущества:

1. PNG обычно дает меньший размер файла;
2. PNG поддерживает переменную прозрачность;

Недостатки:

1. Анимации не имеется;

Второй тип PNG, полноцветный PNG, может содержать миллионы цветов, также как и JPEG. Вы можете иногда видеть имена, как PNG24 или PNG32.

PNG-24 сочетает в себе черты JPEG и GIF: поддержка 24-битного цвета, сохраняет прозрачность и тем он хорош для полутонов. Размер изображения, как правило, больше, чем у JPEG. Это делает полноцветный формат PNG идеалом в тех случаях, когда размер файла не имеет значения, например, скриншоты или графические руководства.

Давайте сделаем вывод по использованию форматов:

1. JPEG является лучшим форматом для фотографий.
2. GIF это лучший формат для анимации.
3. PNG8 - формат для: иконки, кнопки, фонов, графики сайта.

Фотографии и картинки отличаются друг от друга не только по содержанию, но и по другим «компьютерным» характеристикам. Например, по размеру.

Бывает так, что вроде бы два одинаковых рисунка, но у одного размер в три раза больше, чем у другого.

А также изображения отличаются по качеству. Думаю, вам не раз встречались фото крайне плохого качества. Это видно невооруженным глазом. Например, две одинаковые фотографии, но одна лучшего качества, а другая - худшего.

А бывает так, что рисунку будто не хватает красок. Вот пример.

И за все это отвечает формат или тип файла .

На заметку . Изображения бывают самых разных форматов. И существует их очень и очень много. Мы не будем рассматривать их все, а поговорим про самые распространенные: bmp, gif, jpg (jpeg), png, tiff.

Отличаются форматы изображений друг от друга в первую очередь качеством. А качество отличается по количеству (насыщенности) цветов.

Например, я рисую картину, используя разные цвета. И тут вдруг часть из них закончилась, и приходится дорисовывать тем, что есть. Я, конечно, постараюсь сделать всё возможное, чтобы это не сильно отразилось на результате, но все равно картина получится не такая, как хочется - более блеклая, размытая.

Вот так и с форматами изображений. Какой-то оставляет все цвета, другой же обрезает часть. И, бывает, из-за этого картинка портится.

Это грубый пример — на самом деле, там все несколько сложнее. Но, думаю, суть вы уловили.

Распространенные форматы изображений

BMP - формат рисунков, сделанных в программе Paint . Его можно использовать для хранения нарисованных картинок на компьютере. Но вот в интернете такой тип не подойдет из-за большого объема. Так что если вы хотите опубликовать картинку Paint в блоге или социальной сети, она должна быть другого типа — gif, jpg или png.

GIF - популярный формат картинок в интернете. В нем можно сохранять изображения без потери качества, но с ограниченным количеством цветов - 256. Особую популярность gif получил благодаря тому, что в этом формате можно создать небольшие анимированные (движущиеся) картинки.

JPG - формат фотографий и картин с большим количеством цветов. В нем можно сохранить изображение как без потери качества, так и с потерей.

PNG - современный формат рисунков. Изображение такого типа получается небольшого размера и без потери качества. Очень удобно: и файл маленький, и качество хорошее. А еще он поддерживает прозрачность.

TIFF - изображения очень хорошего качества, без сжатия. Соответственно, и размер у таких файлов огромный. TIFF используют тогда, когда качество имеет большое значение. Например, при создании визиток, буклетов, журнальных обложек.

Какой формат выбрать

• BMP — если это рисунок, сделанный в программе Paint, и вы собираетесь держать его только в компьютере.
• GIF — если анимация или рисунок с небольшим количеством цветов для публикации в интернете.
• PNG — если это рисунок, в котором много цветов или есть какие-то прозрачные части.
• JPG (jpeg) — если фотография.
• TIFF — изображение для полиграфии (визитки, буклеты, плакаты и т. д.).

На всех этапах создания фотографии необходимо выбирать формат для сохранения. До момента выхода снимка в «свет» он 4 раза подвергается сохранениям:

• в момент съемки на карту памяти камеры;
• при конвертации с карты памяти на ПК для редактирования;
• после редактирования для сохранения на ПК;
• для передачи фото зрителям – социальные сети, клиенты, фотостоки.

На каждом этапе к снимку разные требования, вследствие этого существует великое разнообразие форматов. К примеру, первой задачей фотографа будет взять максимум информации от объекта съемок, то есть сохранить наибольшее количество единиц данных. Тут должен быть формат с минимальным сжатием и потерями. На последнем этапе, особенно для размещения снимков в социальные сети и Инстаграм, размер и количество информации не играют роли вообще. Здесь уже главное - идея, красочность, исполнение, детали. Нужен формат, сжимающий фотографии до миниатюрных размеров кадра без потери четкости и качества. Для хранения фото на ПК нужны мощные архиваторы, мастера своего дела, не убивающие качество при сжатии.

Чаще всего начинается все с RAW, а на выходе сохраняются снимки в JPEG, на данным момент, такой вариант самый популярный. Чтобы определиться с нужными форматами, необходимо сначала узнать, какие сегодня существуют и чем отличаются друг от друга. Это позволит вам выбрать оптимальный вариант для каждого этапа жизни ваших фотографий.

Какие бывают графические форматы

На сегодняшний день известно десятки разнообразных форматов для фотографии, среди них популярные и наиболее часто используемые:

• RAW – общее название для всех камер, обозначающее «сырой» файл, необработанный. У каждого производителя такой формат носит собственное название и расширение. Самый популярный на сегодняшний день для съемок.

• JPEG, JPG – второй по популярности для сохранения кадров в процессе съемок, кадр «весит» меньше, не сильно теряя в качестве, но с постобработкой уже будут трудности. Формат лишает фотографа возможностей подправить снимок по многим параметрам. Для хранения и передачи фотографий используется чаще остальных во много раз.
• TIFF – отличный вариант для сохранения большого количества информации, сжимает кадр почти без потерь, но снимок все равно «весит» достаточно много. Для длительной фотосессии понадобится куча места и карт памяти. Аббревиатура расшифровывается, как Tagged Image File Format, формат позволяет редактировать снимки по всем параметрам.
• PNG – формат для хранения и передачи растровых изображений без значительно потери в качестве. Было разработан для расширения возможностей GIF-формата. Глубина цвета у PNG до 48 бит, можно сохранять только объект без фона. Отличный вариант для хранения и редактирования снимков.
• GIF – хорошо сжимает снимки, но для работы с большими изображениями или для редактирования снимков он мало подходит. Достаточно простой формат для передачи растровых изображений с глубиной цвета не более 8 бит. GIF поддерживает анимацию, такие движущиеся картинки часто называют «гифками».

• PDF отличный вариант для хранения ряда снимков одним файлом. В таком формате сохраняют фотокниги, слайды, фотографии с одной фотосессии. Отличный помощник для передачи офлайн изображений в электронном виде. Разработан компанией Adobe Systems для передачи снимка в оригинальных цветах и без потери внешнего вида. Не подходит для фотографов, особенно для работы с изображениями большого размера, практически не поддается редактированию.
• PSD создается программой Adobe Photoshop и представляет собой редактируемый файл, состоящий из слоев со всеми наложенными эффектами, масками, текстом. Отличный вариант для передачи и хранения изображения, если подразумевается его дальнейшая обработка.

Кроме перечисленных, имеются еще более десятка различных форматов, чаще всего узкоспециализированных, заточенных под определенную задачу, не подходящие для работы фотографа.

Особенности JPEG-формата

Огромным и главным плюсом формата JPEG является его универсальность – абсолютно все редакторы и программы способны читать его. Сохраненные снимки в сети или на ПК не исключение. На этом и стоит его популярность, в 80% случаев передачи графических данных между пользователями происходят с использованием формата JPEG. Многие фотографы даже применяют его для съемки, когда нужно значительно сэкономить время на сохранение одного кадра и место на карте памяти. Но у JPEG есть и существенные недостатки, заставляющие выбирать RAW или TIFF.

Плюсы формата JPEG

Главная задача создателей формата была сжать снимки до оптимального уровня без потери качества. Судя по распространению изображения в jpeg у них получилось. Какие основные преимущества имеет формат:

• Снимки готовы к печати или передачи сразу после съемок, их можно напрямую выводить на экран ПК, отправлять на принтер без конвертирования и просматривать на экране в реальном их виде;
• На дисплее камеры будут отображаться «правильные» цвета, именно таким образом картинка выглядит для матрицы, недочеты можно изменить в ходе съемки;
• Ручная настройка камеры позволит выбрать параметры в процессе съемки – баланс белого, шумоподавление, резкость, насыщенность и контрастность;
• «Вес» снимков значительно меньше, иногда даже в 2-3 раза, чем при сохранении в RAW или TIFF;
• После съемок вы сможете открыть файл практически в любой программе для просмотра или редактирования;

Минусы формата JPEG

Но без минусов или неудобств в цифровом мире невозможно обойтись. Есть и существенные недостатки:

• Постобработка снимков невозможна по некоторым параметрам, если резкость, шумы или баланс не соответствует ожидания, фотография скорее всего пойдет в мусор;
• При сохранении кадра теряется часть информации, качество снимка на большом формате будет заметно хромать;
• Многие снимки будут терять резкость при переходе от RAW к JPEG, если параметр важен, то лучше выбрать другой формат.

JPEG существенно обрезает возможности постобработки, что для фотографа является важным и существенны моментом. Поэтому многие снимают в RAW, а сохраняют в JPEG, но уже после редактирования. Такой порядок добавляет некоторых трудностей, но приносит отличные плоды.

Особенности RAW-формата

Для уточнения терминологии, RAW – не расширение, не формат, а общее название форматов, имеющих одну сущность и цель – сохранить максимальное количество информации о каждом пикселей. Каждый производитель назвал его по-своему. Какие же есть преимущества у такого способа хранения информации:

• Сохранение дополнительной информации о каждом участке снимка, при необходимости ее можно вытащить и использовать для обработки;
• Возможности цветокоррекции на высшем уровне, в постобработке можно подтянуть баланс белого, поменять насыщенность или контрастность каждого цвета отдельно;
• Многие редакторы позволяют сохранить настройки снимка и применить их к нескольким изображениям;
• Больше возможностей для наложения дополнительных эффектов, стилизации и художественных элементов;
• Высокое качество для широкоформатной печати, без битых пикселей или потерь данных;
• Работа с пересвеченными участками, редактирование теней, затемненных деталей удаление шумов, поднятие резкости.

Все преимущества формата RAW находятся в области редактирования снимков, что очень важно для фотографов, но не существенно для простых обывателей. Таким образом, можно выделить и минусы формата:

• Самое главное неудобство – необходимость конвертации снимков, без этого нельзя даже посмотреть изображение в нормальном виде;
• «Вес» каждого кадра не позволяет наснимать тысячи фотографии быстро, и понадобится много места для их хранения;
• Конвертация снимков требует времени и наличия специализированных программ, что значительно замедляет процесс работы с ними.

Все недостатки относятся к процессу сохранения и использования фотографий, что весьма неудобно «неспециалистам». Делая вывод из плюсов и минусов, можно сказать, что RAW-формат – вариант для профессионалов, для художественной обработки и последующей работы со снимками.

Для просмотра фотографий в домашних условиях или распечатки их на формате 10х15 см достаточно будет и JPEG. То же самое относится к использованию фото в социальных сетях, там использование RAW создаст только ряд неудобств.

10 причин снимать в RAW

Подводя итоги плюсов и минусов двух основных популярных форматов, можно сделать вывод: если вы – фотограф, то RAW-формат является скорее необходимостью, чем привычкой или прихотью. Некоторые источники называют несколько причин остановить выбор на нем:

Какой же формат выбрать?

Сравнив основные форматы для сохранения графических файлов, можно сделать вывод, что для разных задач нужно выбирать отдельный формат. У каждого есть плюсы и минусы, преимущества и неудобства.

• Для съемок и сохранения кадров в памяти камеры – однозначно RAW лучший. Но для тайм-лапса или быстрых щелчков затвора лучше слегка потерять в качестве, но не упустить главного, тут «спасет» JPEG.

Для редактирования и оформления – PSD, RAW, TIFF на выбор, кому как удобно.

Для хранения на ПК – JPEG пока уверенно держит пальму первенства, позволяет компактно складывать снимки, не теряя в качестве. То же самое и для сохранения фото в аккаунты в социальных сетях. Формата JPEG хватит в полной мере.

Для передачи данных – JPEG, опять-таки, и GIF. Они сжимают снимок до приемлемых размеров, не сильно портят при этом изображение.

В каком формате снимать и хранить – дело сугубо личное, привычку, приоритеты, личные предпочтения никто не отменяет. Настоящему фотографу и мастеру неправильные форматы не помешают создать шедевр.