JPEG. Алгоритм сжатия / Habr

И снова здравствуйте! Я нашел эту статью, написанную еще мае 2019-ого года. Это — продолжение серии статей о WAVE и JPEG, Вот первая. Эта публикация включит в себе информацию об алгоритме кодирования изображений и о самом формате в целом.

Щепотку истории

Столовую ложку статьи из Википедии:

JPEG (Joint Photographic Experts Group) — один из популярных растровых графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений и подобных им изображений.

Разработан этот стандарт был Объединенной группой экспертов по фотографии еще в 1991 году для эффективного сжатия изображений.

Какой путь проходят изображения от сырого вида до JPEG

Некоторые считают, что JPEG-картинки — сжатые методом Хаффмана сырые данные, но это не так. Перед контрольным сжатием данные проходят длинный путь.

Сначала цветовую модель меняют с RGB на YCbCr. Для этого даже есть специальный алгоритм — здесь. Y не трогают, так как он отвечает за яркость, и его изменение будет заметно.

Первое, что делают с изображением — это «прореживание» (subsampling). Понять это просто: берется 2х2 массив пикселей, далее берутся Cb и Cr — средние значения каждого из компонентов YCbCr этих 4 пикселей. И так, мы выиграли 6 байт, вместо 4 Y, 4 Cb, 4 Cr мы получили 4 Y и одинаковые для каждого из них Cb и Cr (4 + 4 + 4 = 12; 4 + 1 + 1 = 6; 12 — 6 = 6). В масштабах даже 2×2 сжатие с потерей с коэффициентом сжатия 2:1 звучит солидно. Это применяется ко всему изображению. И так — сбросили половину размера. А такой прием мы можем использовать благодаря нашему цветовому восприятию. Человек с легкостью заметит разницу в яркости, но не в цвете, если он усредненный в маленьком блоке пискелей. Также прореживание может выполняться в линию, 4 пикселя по горизонтали и вертикали. Первый вариант используется чаще. Если важно качество изображения, то прореживание не выполняется вообще.

Наглядная иллюстрация прореживания (Хабр не дал вставить гифку) — https://i.ibb.co/Rg5Th9H/150953010617579181.gif

Основная часть подготовки

ДКП

Теперь самая сложная и необходимая часть. Вся картинка разбивается на блоки 8×8 (используют заполнение в случае, если разрешение не кратно стороне блока).

Теперь к каждому блоку применяют ДКП (Дискретно-косинусное преобразование). В этой части из картинки вынимают все лишнее. Используя ДКП надо понять, описывает ли данный блок (8×8) какую-нибудь монотонную часть изображения: неба, стены; или он содержит сложную структуру (волосы, символы и т.д.). Логично, что 64 похожих по цвету пикселей можно описать всего 1-им, т.к. размер блока уже известен. Вот вам и сжатие: 64 к 1.

ДКП превращает блок в спектр, и там, где показания резко сменяются, коэффициент становится положительным, и чем резче переход, тем выше будет выход. Там, где коэффициент выше, на картинке изображенны четкие переходы в цвете и яркости, где он ниже — слабые (плавные) смены величин компонентов YCbCr в блоке.

Квантование

Тут уже применяются настройки сжатия. Каждый из коэффициентов в каждой из матриц 8×8 делится на определенное число. Если качество изображения после всех его модификаций вы более уменьшать не будете, то делитель должен быть единицей. Если вам важнее память, занимаемая этой фотографией, то делитель будет больше 1, и частное округляется. Так выходит, что после округления нередко получается много нулей.

Квантование делают для создания возможности еще большего сжатия. Вот как это выглядит на примере квантования графика y = sin(x):

Сжатие

Сначала проходим по матрице зиг-загом:

Получаем одномерный массив с числами. Мы видим, что в нем много нулей, их можно убрать. Для этого вместо последовательности из множества нулей мы вписываем 1 нуль и после него число, обозначающее их количество в последовательности. Таким образом можно сбросить до 1/3 размера всего массива. А дальше просто сжимает этот массив методом Хаффмана и вписываем уже в сам файл.

Где используется

Везде. Как и PNG, JPEG используется в фотокамерах, OS’ях (в качестве логотипов компании, иконок приложений, thumbnail’ов) и во всех возможных сферах, где нужно эффективно хранить изображения.

Вывод

На данный момент знания о JPEG сейчас ценны лишь в образовательных целях, ведь он уже везде встроен и оптимизирован большими группами людей, но гранит науки все-же вкусный.

Источники

Статья про YCbCr на Википедии
Статья о JPEG на Википедии
Немного про ДКП с поста Пикабу
Статья о ДКП на Википедии

Форматы графических файлов

Существуют два типа графических файлов, это растровый и векторный, которые имеют различные форматы.

1. растровому графическому файлу соответствуют форматы *.bmp, *.tif, *psd, *.gif, *.png, *.jpg;
2. векторному графическому файлу соответствуют форматы *.wmf, *.eps, *.cdr, *.ai

Знание форматов файлов – являются основой работы с цифровыми фотографиями т.к. они определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия). Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют обычно достаточно большой объем. Сжатие графических файлов отличается от их архивации с помощью программ-архиваторов (гаг, zip, arj и пр.) тем, что алгоритм сжатия включается в формат графического файла.

Основные форматы графических файлов

RAW

В переводе с английского — сырой. Формат использующийся в процессе обработки фотографий, содержит необработанную информацию, поступающую напрямую с матрицы фотокамеры и не имеющий чёткой спецификации. Эти файлы не обрабатываются процессором камеры (в отличие от JPG) и содержат оригинальную информацию о съемке. RAW может быть сжат без потери качества. В отличие от JPG, который был обработан в камере и уже сохранен с сжатием данных – RAW дает широчайшие возможности по обработке фотографии и сохраняет максимальное качество.

Другими словами, под форматом RAW понимаются данные, полученные напрямую с матрицы без обработки.

Разные производители фототехники используют разные алгоритмы для создания RAW в своих камерах. Каждый производитель придумывает собственное разрешение для своего RAW-файла – NEF, NRW – Nikon; CRW, CR2 – Canon.

JPEG (или JPG)

Это самый распространенный формат графических файлов. Свою популярность JPEG заслужил гибкой возможностью сжатия данных. При необходимости изображение можно сохранить с максимальным качеством. Либо сжать его до минимального размера файла для передачи по сети. При сохранении JPEG-файла можно указать степень качества, а значит и степень сжатия, которую обычно задают в некоторых условных единицах, например, от 1 до 100 или от 1 до 10. Большее число соответствует лучшему качеству, но при этом увеличивается размер файла. Обыкновенно, разница в качестве между 90 и 100 на глаз уже практически не воспринимается.

В JPEG применяется алгоритм сжатия с потерей качества. Что это нам дает? Явный минус такой системы – потеря качества изображения при каждом сохранении файла. С другой сжатие изображения в 10 раз упрощает передачу данных. На практике, сохранение фотографии с минимальной степенью сжатия не дает видимого ухудшение качества изображения. Именно поэтому JPG – самый распространенный и популярный формат хранения графических файлов.

TIFF (Tagged Image File Format)

Формат TIFF — формат хранения растровых графических изображений. Изначально был разработан компанией Aldus в сотрудничестве с Microsoft для использования с PostScript. Он позволяет сохранять фотографии в различных цветовых пространствах (RBG, CMYK, YCbCr, CIE Lab и пр.) и с большой глубиной цвета (8, 16, 32 и 64 бит). TIFF используется при сканировании, отправке факсов, распознавании текста, в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями. Имеется возможность сохранять изображение в файле формата TIFF со сжатием и без сжатия. Степени сжатия зависят от особенностей самого сохраняемого изображения, а также от используемого алгоритма. В отличии от JPG, изображение в TIFF не будет терять в качестве после каждого сохранения файла. Но, к сожалению, именно из-за этого TIFF файлы весят в разы больше JPG.

PSD (Photoshop Document)

Photoshop Document (PSD) — оригинальный растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь, созданный специально для программы Adobe Photoshop и поддерживающий все его возможности. Он позволяет сохранять растровое изображение со многими слоями, любой глубиной цвета и в любом цветовом пространстве. Чаще всего формат используется для сохранения промежуточных или итоговых результатов сложной обработки с возможностью изменения отдельных элементов. Так же PSD поддерживает сжатие без потери качества. Но обилие информации, которое может содержать PSD файл, сильно увеличивает его вес.

BMP (Bit MaP image)

Bit MaP image (BMP) — универсальный формат растровых графических файлов, используется в операционной системе Windows. Этот формат поддерживается многими графическими редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями. Формат BMP один из первых графических форматов. Его распознает любая программа работающая с графикой. BMP хранит данные с глубиной цвета в данном формате от 1 до 48 бит на пиксель, максимальные размеры изображения 65535×65535 пикселей. На данный момент формат BMP практически не используеться ни в интернете (JPG весит в разы меньше), ни в полиграфии (TIFF справляеться с этой задачей лучше).

GIF (Graphics Interchange Format)

формат хранения растровых графических изображений. Формат GIF способен хранить сжатые данные без потери качества в формате до 256 цветов. Включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз. Изображение в формате GIF хранится построчно, поддерживается только формат с индексированной палитрой цветов. Рекомендуется для хранения; изображений, создаваемых программным путем (диаграмм, графиков и так далее) и рисунков (типа аппликации) с oгpaниченным количеством цветов (до 256). Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

PNG (Portable network graphics)

Растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь. PNG был создан как для улучшения, так и для замены формата GIF графическим форматом, не требующим лицензии для использования. В отличии от GIF, у PNG есть поддержка альфа-канала и возможность хранить неограниченное количество цветов. PNG сжимает данные без потерь, что делает его очень удобным для хранения промежуточных версий обработки изображений. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

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, а размер файла по сравнению с JPEG при одинаковом качестве уменьшается ещё на 30%. Говоря простым языком, при одинаковом качестве размер файла в формате JPEG 2000 на 30% меньше, чем JPG. При сильном сжатии JPEG 2000 не разбивает изображение на квадраты, характерные формату JPEG. К сожалению, на данный момен этот формат мало распространён и поддерживается только браузерами Safari и Mozilla/Firerox (через Quicktime).

WMF (Windows MetaFile)

Универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.

CDR (CorelDRaw files)

Оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw.

AI (AdobeIllustrator files)

Оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики AdobeIllustrator.

EPS (Encapsulated PostScript)

Формат векторных графических файлов, поддерживается программами для различных операционных систем.

Вот практически и все самые распространенные форматы графических файлов, которые должен знать уважающий себя фотограф и дизайнер.

Тестирование по предмету компьютерная графика 10 класс

Тест с ответами по компьютерной графике

1.Пиксель является-
а. Основой растровой графики +
б. Основой векторной графики
в. Основой фрактальной графики
г .Основой трёхмерной графики

2.При изменении размеров растрового изображения-
а. качество остаётся неизменным
б. качество ухудшается при увеличении и уменьшении +
в. При уменьшении остаётся неизменным а при увеличении ухудшается
г. При уменьшении ухудшается а при увеличении остаётся неизменным

3.Что можно отнести к устройствам ввода информации
а. мышь клавиатуру экраны
б. клавиатуру принтер колонки
в. сканер клавиатура мышь +

г. Колонки сканер клавиатура

4.Какие цвета входят в цветовую модель RGB
а. чёрный синий красный
б. жёлтый розовый голубой
в. красный зелёный голубой +
г. розовый голубой белый

5. Что такое интерполяция-
а. разлохмачивание краёв при изменении размеров растрового изображения +
б. программа для работу в с фрактальными редакторами
в. инструмент в Photoshop
г. Это слово не как не связано с компьютерной графикой

6. Наименьшим элементом изображения на графическом экране монитора является?
а. курсор

б. символ

в. линия

г. пиксель +

7.Выберете устройства являющееся устройством вывода
а. Принтер +
б. сканер
в. дисплей монитора +
г. клавиатура
д. мышь
е. колонки +

8. Наименьший элемент фрактальной графики
а. пиксель
б. вектор
в. точка
г. фрактал +

9. К какому виду графики относится данный рисунок
а. фрактальной
б. растровой +
в. векторной
г. ко всем выше перечисленным

10.Какие программы предназначены для работы с векторной графикой
а. Компас3Д +
б.Photoshop
в.Corel Draw +
г.Blender
д.Picasa
е.Gimp

11.При изменении размеров векторной графики его качество
а. При уменьшении ухудшается а при увеличении остаётся неизменным
б При уменьшении остаётся неизменным а при увеличении ухудшается.
в. качество ухудшается при увеличении и уменьшении
г. качество остаётся неизменным +

12. Чем больше разрешение, тем …. изображение
а. качественнее +
б. светлее
в. темнее
г. не меняется

13.Пиксилизация эффект ступенек это один из недостатков
а. растровой графики +
б. векторной графики
в. фрактальной графики
г. масленой графики

14. Графика которая представляется в виде графических примитивов
а. растровая
б. векторная
в. трёхмерная
г. фрактальная +

15. Недостатки трёх мерной графики
а. малый размер сохранённого файла
б. не возможность посмотреть объект на экране только при распечатывании
в. необходимость значительных ресурсов на ПК для работы с данной графикой в программах +

16. К достоинствам Ламповых мониторов относится
а. низкая частота обновления экрана
б. хорошая цветопередача +
в. высокая себестоимость

17.К недостаткам ЖК мониторов можно отнести
а. громоздкость
б. излучение
в. узкий угол обзора
г. широкий угол обзора
18. Какое расширение имеют файлы графического редактора Paint?
а. еxe
б. doc
в. bmp +
г. сom

19. Сетка из горизонтальных и вертикальных столбцов, которую на экране образуют пиксели, называется
а. видеопамять;
б. видеоадаптер;
в. растр; +
г. дисплейный процессор;

20.Графический редактор Paint находится в группе программ
а. утилиты
б. стандартные +
в. Microsoft Office

21.К какому типу компьютерной графики относится программа Paint
а. векторная
б. фрактальная
в. растровая +
г. трёхмерная

22. Способ хранения информации в файле, а также форму хранения определяет
а. пиксель
б. формат +
в. графика
г. гифка

23. С помощью растрового редактора можно:
а. Создать коллаж +
б. улучшить яркость +
в. раскрашивать чёрно белые фотографии +
г. печатать текст
д. выполнять расчёт

24. Для ввода изображения в компьютер используются
а. принтер
б. сканер +
в. диктофон
г. цифровой микрофон

25. Графический редактор это
а. устройство для создания и редактирования рисунков
устройство для печати рисунков на бумаге
в. программа для создания и редактирования текстовых документов
г. программа для создания и редактирования рисунков +

26. Графическим объектом НЕ является
а. чертёж
б. текст письма +
в. рисунок
г. схема

27.Растровым графическим редактором НЕ является
а. GIMP
б.Paint
в.Corel draw +
г.Photoshop

28. В процессе сжатия растровых графических изображений по алгоритму JPEG его информационный объем обычно уменьшается в …
а. 10-15 раз +
б. 100раз
в. ни разу
г.2-3 раза

29.В модели СМУК используется
а. красный, голубой, желтый, синий
б. голубой, пурпурный, желтый, черный +
в. голубой, пурпурный, желтый, белый
г. красный, зеленый, синий, черный

30. В цветовой модели RGB установлены следующие параметры: 0, 255, 0. Какой цвет будет соответствовать этим параметрам?
а. красный +
б. чёрный
в. голубой
г. зелёный

Методическая разработка по информатике и икт (9 класс) по теме: Растровая графика с использованием космических технологий

 

 

Урок по информатике на тему: «Растровая графика»

Гудкова М.И.

 

 

Тема урока: Растровая графика.

Класс: 9 «А».

Количество часов: 1 час.

Тип урока: обобщающий.

Оборудование: учебник, персональные компьютеры, проектор, раздаточный материал, презентации.

Ожидаемые результаты:

• Учащиеся повторят представление о растровой графике и видах форматов графических файлов..

• Узнают о сферах применения.

• Получат практические навыки применения полученных знаний с использованием космических технологий.

Цели урока:

• Обучающая: Повторить знания о растровой графике и видах форматов графических файлов и возможности преобразования и изменения графических файлов.

• Развивающая: Расширить кругозор учащихся в области обработки графических данных и в области «Информатика и ИКТ» с применением космических технологий.

• Воспитательная: Воспитание информационной культуры учащихся, внимания, усердия и умение работать самостоятельно.

План урока:

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания.

3. Практическая работа.

4. Домашнее задание.

5. Итоги урока.

 

Ход урока.

Организационный момент

Подготовка к уроку. Приветствие. Проверка присутствующих учащихся на уроке.

 

Проверка домашнего задания

1. Представление презентаций учащихся по темам:

• Растровая графика.

• Форматы графических файлов в растровой графике.

• Практическое применение растровой графики.

  2. Тестирование учащихся.

  ТЕСТ

1. Растровое графическое изображение формируется из

• линий

• пикселей

• графических примитивов

  2. Растровое графическое изображение получается

• в процессе сканирования

• при работе с системами компьютерного черчения

• при создании рисунка в MS Word

  3. При кодировании чёрно-белого растрового изображения на 1 пиксель приходится

• 1 байт

• 3 байта

• 1 бит

  4.К числу недостатков растровой графики относится

• Распространённость

• большой объем памяти, требуемый для хранения файла в надлежащем качестве

• не каждый объект может быть легко изображен в этом виде графики

  5.Пиксель — это

• экранная точка

• минимальный участок изображения

• рабочая область листа

  6. Пикселизация изображений при увеличении масштаба – один из недостатков …

7.Физический размер изображения может измеряться в …

• точках на дюйм (dpi)

• мм, см, дюймах или пикселах

• пикселах

• мм, см

8. Растровый графический редактор предназначен для …

• построения диаграмм

• создания чертежей

• построения графиков

• создания и редактирования рисунков

  9. Какой из графических редакторов является растровым?

• Adobe Illustrator

• Paint

• Corel Draw

  10. В процессе сжатия растровых графических файлов по алгоритму JPEG его информационный объем обычно уменьшается в …

• 100 раз

• 2 — 3 раза

• 10 — 15 раз

• не изменяется

11. Разрешение изображения измеряется в …

• пикселях

• точках на дюйм (dpi)

• мм, см, дюймах

  12.Для хранения 256-цветного изображения на один пиксель требуется:

• 2 байта

• 4 бита

• 256 битов

• 1 байт

   

Критерии оценки теста:

Количество вопросов в тесте: 12

Оценка «5» — от 10 до 12 правильных ответов.

Оценка «4» — от 9 до 11 правильных ответов.

Оценка «3» — от 6 до 8 правильных ответов.

Оценка «2» — меньше 6 правильных ответов.

 

 

Практическая работа:

Просмотр снимка с помощь программы Aptview.

Запустите программу Аptview.

Откройте принятый файл : Файл -> Открыть

После открытия файла выберете Изображение ->Композиция →АРТ композит.

1.Для наложения географической привязки поставьте галочку в окне.

После коррекции привязки снимите галочку в окне корректор.

Для отображения городов на снимке поставьте галочку в окне Города +.

2.Температура подстилающей поверхности определяется в любой точке снимка там, где находится курсор мыши. Температура отображается в окне AVHRR-4.

3. Определить верхнюю границу облаков. Граница показана в окне «Высота ВГО» и определяется в любой точке где находится курсор мыши. Дискретность определения ВГО равна 1 км.

4.Для измерения расстояния необходимо поставить галочку в окне Расстояния.

Измерение расстояния – строится отрезками линий, построение заканчивается двойным нажатием левой кнопки мышь.

После измерение расстояния снимите галочку в окне Расстояния.

Удаление построенного – если какой-то из построенных отрезков или площадей надо удалить, то, подведя к нему мишень мыши можно заметить, как он меняет цвет с зеленого на желтый. Если при этом еще нажать правую кнопку, то объект удалится.

Домашнее задание

Подготовить перечень телевизионных каналов, где используется растровая графика.

Итоги урока

Провести с учащимися самооценку и оценку их деятельности на уроке.

 

Список используемой литературы:

1. Информатика. Тестовые задания. М.Лаборатория Базовых Знаний, 2002

2. Компьютерная графика. Популярная энциклопедия .И.Мураховский

3. Н. Угринович. Информатика и информационные технологии. Учебник для 9 класса. — М.: Лаборатория Базовых Знаний. 2010Информатика и ИКТ. Задачник-практикум в 2-х томах. Залогова Л.А., Плаксин М.А., Русаков С.В., БИНОМ, Лаборатория знаний, 2009 год.

4. Информатика. Универсальный справочник. Трофимов И.А., Яровая О.В. Москва, «ЭКСМО», 2010 год.

5. Информатика. Учебник для 8-9 классов. Под редакцией профессора Н.В.Макаровой. «Питер», Москва, 2001.

6. Информатика. Учебное пособие для 7-9 классов ОУ. Гейн А.Г., Сенокосов А.И., Юнерман Н.А., Москва, «Просвещение», 2001.

 

Сжатие растровых изображений — Информатика, информационные технологии

Пиксел является неделимой точкой в графическом изображении растровой графики на экране монитора. Проблема растровых файлов в том, что они большие, даже очень большие. Если пренебречь заголовками файла и другими неграфическими данными, его размер пропорционален количеству пикселов в изображении и количеству битов, требуемых для представления каждого пиксела. Полноцветная картинка размером 1024х768 пикселов занимает более двух мегабайт памяти. Используя метод, называемый сжатием изображений, можно резко уменьшить в размере графические файлы. Существует два способа сжатия:

• без потерь информации
• с потерями. Если мы сохраняем чертеж, то, естественно сжатие с потерями нас не устроит, сохраняя же какую-то картинку, обобщение оттенков ее цветов вполне допустимо, а иногда приводит и к удачным спецэффектам.

Одним из способов сжатия с потерями является JPEG (Joint Photographic Expert Group – имя группы, которая его разработала). JPEG широко используется при сжатии статических изображений, особенно фотографий. Основная идея метода JPEG состоит в разделении информации по уровню важности, и затем отбросить менее важную ее часть, уменьшая тем самым общий объем хранимых данных. Строку или столбец пикселов изображения тоже можно представить амплитудами и частотами. Речь здесь идет не о спектральном составе света, а о форме воображаемых кривых, которые образуют графики, если значения пикселов служат ординатами. Отметим, что формула преобразования матрицы пикселов в матрицу амплитуд совсем не проста. JPEG-сжатие отбрасывает часть высокочастотных компонент изображения, оставляя компоненты с низкими частотами. Человеческий глаз менее чувствителен к высокочастотным вариациям цвета, поскольку общий вид изображения определяется низкими частотами. Значение пиксела, полученное при восстановлении изображения, несколько отличается от исходного значения, хотя обычно они очень близки, причем пользователь может регулировать степень сжатия.

Растровый графический файл обычно содеpжит инфоpмацию двух видов:

• гpафическую;
• негpафическую.

В гpафических данных указываются цвета пикселов, негpафические данные содержат другую инфоpмацию, необходимую для восстановления изображения, напpимеp его высоту и шиpину. (Если изобpажение содеpжит 1 миллион пикселов, то как гpафической пpогpамме узнать размеры: pисовать ли ей изобpажение 500 на 2000 или 1000 на 1000 пикселов?) Негpафическая часть файла может также включать дpугую инфоpмацию, такую как номеp веpсии или сведения об авторских пpавах. Все зависит от фоpмата и от того кто (или какой пpогpаммный пакет) создал этот файл. В каждом фоpмате гpафические и негpафические данные структурируются.

Основные форматы растровых файлов

1. PCX

2. BMP – сокpащение от bitmap, т.е. битовый, растровый

3. JPEG

4. GIF (Graphics Interchange File – файл графического обмена),

5. PNG

6. PCD

7. PSD

8. TIF – сокpащение от TIFF или Tagged Image File Format.

9. EPS

10. DCS

11. PDF

12. Десятки других

Разработчики многих прикладных пакетов создают собственные форматы хранения данных с необнародованной структурой. Конвертируйте для использования их в других приложениях в распространенных форматах.

Краткая характеристика наиболее распространенных растровых форматов

1. Формат PCX ( PCExchange), разработан PCPaintBrush, является одним из самых известных и старых. Практически любое приложение легко импортирует его. Он не позволяет хранить цветоделенные CMYK-изображения и цветовые профили, что делает невозможным его применение при создании цветных публикаций. Является устаревшим, вытеснен усовершенствованными форматами GIF и TIFF.

2. Формат BMP (Bitmap) предназначен для Windows, и поддерживается всеми приложениями, работающими в этой среде. Позволяет хранить полноцветные изображения в цветовой модели RGB и индексированные изображения. Не поддерживает цветовых профилей и обтравочных контуров. Не применяется в издательской деятельности, но широко используется в оформлении прикладных программ.

3. Формат JPEG (JointPhotographicExpertsGroup) предназначен для сохранения растровых файлов со сжатием. Сжатие по этому методу уменьшает размер файла от десятых долей процента до ста раз (практический диапазон – от 5 до 15), но при этом происходит потеря качества (в большинстве случаев эти потери находятся в пределах допустимых). Распаковка JPEG-файла происходит автоматически во время его открытия. Формат поддерживает только полутоновые и полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK. Допускается сохранение контуров обтравки и цветовых профилей. Очень эффективный алгоритм сжатия обусловил широчайшее распространение JPEG в среде WorldWideWeb. Формат не позволяет использовать анимацию и прозрачность. Обычно формат JPEG применяется для хранения высококачественных фотографий. Формат JPEG позволяет использовать до 16 миллионов цветов. Использование этого формата в полиграфии не рекомендуется

4. Формат GIF (GraphicsInterchangeFormat) в издательских целях не применяется, однако очень широко распространен на Web. Допускает хранение в одном файле нескольких изображений. Web-браузер демонстрирует изображения, находящиеся в файле GIF последовательно. Если каждое изображение представляет собой фазу мультипликации, то вы увидите маленький мультфильм. Формат способен хранить только индексированные изображения. Стандартный фильтр экспорта в. формат GIF поддерживает единственную особенность формата- чересстрочную развертку. Чересстрочная развертка используется браузерами: по мере загрузки в изображении появляется все больше деталей. Это дает возможность пользователю еще в процессе загрузки изображений решить, стоит ли дожидаться ее завершения или перейти к следующей странице.

5. Формат PNG (PortableNetworkGraphics) предназначен для передачи изображений в сетях. Поддерживает полноцветные изображения RGB и индексированные изображения. Возможно использование единственного дополнительного канала для хранения маски прозрачности. Имеет эффективный алгоритм сжатия без потери информации. Этот формат тоже применяется на Web.

6. Формат PCD (Photo CD). Изображения запоминаются всегда в альбомной ориентации. Дает при импорте определять разрешение изображения. Используется в редакционных издательских системах.

7. Формат PSD (Adobe Photoshop Document) является внутренним форматом программы AdobePhoroshop. Удобен для общения с другими продуктами фирмы Adobe. Поддерживает все сведения о документе, но пока недостаточно распространен.

8. Формат TIFF (Tagged Image File Format) создан как универсальный формат для сканированных изображений. Переносим на разные платформы. Импортируется практически во все издательские системы. Поддерживает алгоритмы сжатия без потерь.

9. Формат EPS (Encapsulated PostScript) описывает изображение на универсальном языке PostScript. Описывает не только растровые, но и векторные изображения, а также текст. Предпочтителен для полиграфических целей. Имеет большой размер файла.

10. Формат DCS позволяет вставлять изображения, разделенные на плашечные цвета. Является вариантом формата EPS.

11. Формат PDF (Portable Document Format) предложен фирмой Adobe как независимый от платформы формат, в котором могут быть сохранены иллюстрации (векторные и растровые) и текст, причем со множеством шрифтов и гипертекстовых ссылок. Для достижения продекларированной в названии переносимости (portable), размер PDF-файла должен быть малым. Для этого используется компрессия – к каждому виду объектов применяется свой способ. Для работы с этим форматом компания Adobe выпустила пакет Acrobat. Acrobat Distiller переводит в PDF PostScript-файлы, Acrobat Exchange позволяет их редактировать: устанавливать внутренние ссылки, ссылки на внешние звуковые и видеофайлы, Web-ссылки. Ряд программ также позволяют создавать PDF-ы. Первоначальная задача PDF – передача по сети в сжатом виде проиллюстрированных и отформатированных документов – сегодня значительно расширена. Кроме того, в PDF можно быстро передавать клиенту полноценные эскизы. PDF позволяет не заботиться о наличии необходимых шрифтов у получателя – все подгружается прямо в файл.

Статьи к прочтению:

ЗАДАНИЕ 9. ЕГЭ по Информатике 2017. Кодирование графической информации. ДЕМО

Похожие статьи:

• Векторные и растровые модели

  Основой визуального представления данных при использовании ГИС-технологий является графическая среда, основу которой составляют векторные и растровые…

• Недостатки растровой графики.

  1.В файле растрового изображения запоминается информация о цвете каждого видеопикселя в виде комбинации битов. Бит- наименьший элемент памяти компьютера,…

Памятка к тесту по введению в компьютерную графику — 29 Сентября 2014 — Знание

Растр — мозаика из пикселей (наименьших элементов растрового изображения )

Разрешение экрана описывается в виде M x N, где M – количество видеопикселей, формирующих размер изображения по горизонтали, а N – по вертикали.

Разрешение изображения измеряется в пикселях на дюйм.

Глубина цвета характеризует максимальное количество цветовых оттенков.

Глубина цвета для монохромного (напр. Ч/Б) изображения составляет 1 бит.

N битов памяти позволяют закодировать 2^N цветов.

Так, самое распространённое качество цветопередачи 24 бита позволяют монитору воспроизвести 16 777 216 цветовых оттенков.

Глубина цвета, необходимая и достаточная для воспроизведения M цветов, составляет
N = log₂M цветов, например, при M = 256           N = log₂256 = log 256/log 2 = 8

Недостатками растровой графики является пикселизация — размытие изображений при увеличении масштаба, деформация изображения при поворотах, а также большие размеры (несжатого) файла.

В цветовой модели RGB установлены следующие параметры: 255, 255, 0. Какой цвет будет соответствовать этим параметрам? Ответ: красный (R) и зелёный (G) по максимуму при отсутствии синей (B) компоненты дают жёлтый. Если и синий сделать по максимуму, в аддитивной модели получим белый цвет. Все компоненты по нулям в RGB-модели дают отсутствие cвета (тьму)), т.е. – чёрный.

                        Палитра цветов в Paint

В субтрактивной (CMYK – Cyan, Magenta, Yellow, Black) «всё наоборот», т.е. нули во всех компонентах дают белый, а максимумы –чёрный).

      Палитра цветов в Photoshop

Физический размер изображения может измеряться в … см. рис. ниже

   Диалог «Атрибуты» в Paint

Для обработки фотографий, сканированных изображений используют растровый графический редактор.

Наиболее популярные растровые графические редакторы: Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint, GIMP, Paint.

Наиболее популярные векторные графические редакторы: CorelDraw, Adobe Illustrator, Microsoft Visio.

В процессе сжатия растровых графических файлов по алгоритму JPEG его информационный объем обычно уменьшается в 10-15 раз.

Основные растровые форматы файлов: bmp, png, jpg, gif, tiff, psd.

Основные векторные форматы файлов: wmf, svg, eps, cdr, pict.

Минимальным объектом изображения в растровом графическом редакторе является точка изображения (пиксел).

Минимальным объектом изображения в векторном графическом редакторе является векторный примитив – фигура (прямоугольник, эллипс и т. д.), кривая.

Градиентной называется заливка с плавным переходом от одного цвета к другому.

Процедура конвертации рисунка из растрового формата в векторный называется трассировкой (векторизацией.)

Сжатие изображения по алгоритмам RLE и LZW не приводит к потере части графической информации (lossless), в отличие от сжатия изображения по алгоритму JPEG.

Наиболее популярны у нас системы автоматизированного проектирования (САПР) общего назначения AutoCAD, Компас.

 Профессиональные («промышленные») САПР сквозного радиоэлектронного проектирования – P‑CAD, ORCAD.

Наиболее популярные САПР для электронного моделирования – Multisim (Ex-Electronics Worcbench), MicroCap, Proteus, LT Spice.

   

Проверить усвоение материала

 

 

В процессе сжатия растровых графических файлов по алгоритму JPEG его информационный объем обычно уменьшается в …

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

 100 раз
2-3 раза
+10 — 15 раз
не изменяется

 

51. Алгоритмы сжатия графической информации:

SVGA

+RLE

 ADPCM

+Хаффмана

CPU

+LZW

PCI

+JPEG

МР3

PCM

 

52. Видеоадаптер — это:

+устройство, управляющее работой монитора;

программа, распределяющая ресурсы видеопамяти;

электронное энергозависимое устройство для хранения информации о графическом изображении;

процессор монитора.

 

53. Видеопамять — это:

+электронное устройство для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран;

программа, распределяющая ресурсы ПК при обработке изображения;

устройство, управляющее работой монитора;

часть оперативного запоминающего устройства.

В векторной графике для описания отрезка прямой требуется задание количества параметров

1

2

+4

6

 

В векторной графике для описания прямой линии требуется задание количества параметров

1

+2

4

5

 

56. В векторной графике для описания отрезка кривой Безье требуется задание количества параметров:

6

7

+8

9

10

11

 

57. Кривая Безье – это кривая … порядка:

первого

второго

+третьего

четвертого

 

58. В векторной графике размер файла зависит от:

количества пикселей на дюйм;

размера изображения

+количества геометрических объектов;

+сложности геометрических объектов;

 

59. В растровой графике размер файла зависит от:

+количества пикселей на дюйм;

+размера изображения

количества геометрических объектов;

сложности геометрических объектов;

 

 

60. Векторные изображения могут быть созданы программами:

+САПР;

+ конвертирования растровых изображений в векторные;

копирования фрагментов экрана;

сканерного ввода

 

Векторные программы обычно используются

когда нужны фотореалистичные изображения

+когда нужны четкие линии

когда нужны большое количество градаций цвета

когда нужны размытые линии

когда не важен большой размер файла

 

В 3D-графике используются термины

+сплайн

+примитив

кульман

рейсфедер

+сетчатые оболочки

лекало

В 3D-графике используются термины

+лофтинговое моделирование

+булевы операции

тригонометрические операции

+анимация

дискретизация

+визуализация

квантование

В 3D S MAX существуют модификаторы

+Lathe

+Bend

+Extrude

+Twist

+Noise

Jpeg

SVGA

HTTP

MIDI

Mpeg

65. В 3D S MAX модификатор создающий тело вращения называется :

+Lathe

Bend

Extrude

Twist

Noise

В 3D S MAX модификатор создающий изгиб

Lathe

+Bend

Extrude

Twist

Noise

В 3D S MAX модификатор создающий выдавливание

Lathe

Bend

+Extrude

Twist

Noise