7.5. Форматы записи изображений

Из-за того, что при кодировании изоб­ражений образуются обширные мас­сивы данных, результат кодирования крайне редко используют для непосредст­венной записи изображения. В большинстве случаев перед записью данные уплотняют­ся (сжимаются) специальным образом. Существует несколько стандартных меха­низмов сжатия данных. С ними связаны определённые соглашения, называемые форматами. Сведения о том, какой имен­но формат был использован при записи изображения, обычно записывают в начале выборки данных, представляющей изоб­ражение.

ФОРМАТ BMP

Этот простейший формат записи числовых данных, представляющих изображение, используется на персональных компьюте­рах, работающих под управлением опера­ционной системы Windows. Формат предназначен для записи изображений, кодированных в моделиRGB, то есть изображений, предназначен­ных для воспроизведения на экране. Цвет каждой точки записывается 24 битами. Первые 8 бит соответствуют значению красной составляющей, следующие 8 бит — зелёной, и последние 8 бит — синей.

Оригинальный формат BMPне предусма­тривает никакого сжатия изображений — этим обеспечивается высокая скорость за­писи и воспроизведения, что повышает производительность внутренних операцийWindows. Записи изображений в форматеBMPиме­ют увеличенный размер, что неудобно для хранения больших коллекций и транспор­тировки данных по каналам компьютер­ных сетей.

Существует разновидность формата BMP, допускающая некоторое сжатие (уплотнение) записей. Этот формат назы­ваютBMP/RLE. Сжатие осуществляется по методуRLE- -RunLengthEncoding(кодирование с учётом текущей длины ряда). Достоинством метода сжатияRLEявля­ется высокая скорость работы, связанная с простотой принципа. Недостатком мето­даRLEявляется низкая эффективность, если данные редко повторяются.

ФОРМАТ TIFF

Этот формат удобно использовать для пе­реноса высококачественных изображений между компьютерами разных систем. На­звание формата является сокращением от выражения TaggedImageFileFormat, что переводится на русский язык как формат записи помеченных изображений.

Формат допускает запись изображений в разных цветовых моделях (RGB,CMYK, полутоновая, чёрно-белая). Поддержка моделиCMYKделает этот формат наиболее удобным для работы с изображениями, предназначенными для печати.

Помимо данных об изображении формат TIFFпозволяет записать и сохранить вместе с изображением текстовые данные (пометить изображение). Эту возможность используют для сохранения примечаний, комментариев, сведений об авторе. Например, цифровые фотоаппараты могут автоматически приписывать к изображению сведения о дате и времени фотосъемки, а также о настройках фотоаппарата в момент съёмки кадра.

Как и в формате BMP, изображение, за­писанное в форматеTIFF, может как иметь, так и не иметь внутреннее сжатие (как правило, оно его имеет). Но в качестве механизма сжатия используется немного более сложный и более совершенный методLZW.

ФОРМАТ GIF

Формат GIF(GraphicInterchangeFormat— формат обмена изображениями) — один из старейших форматов записи изображений. ФорматGIFрассчитан на табличное коди­рование изображений с приложением к за­писи 256-цветной палитры. Для уменьше­ния объема полученные данные в процессе записи сжимаются по методуLZW. Палит­ра, прикладываемая к каждому изображе­нию, занимает менее одного килобайта.

Он был разработан ещё в 1978 г. Его второе рождение относится к 1994 г., когда он стал одним из основных форматов представления изображений в Интернете. Этому способствовал малый размер записей по сравнению с другими форматами. Сегодня в Интернете этот формат используют для представления малоцветных изображений, имеющих большие области одинакового цвета (обычно это не фотографии, а рисунки).

ФОРМАТ JPEG

Формат JPEGпредназначен для эффективной записи полноцветных графических изображений, как правило, фотографических. В записи изображения используется метод 24-разрядного кодирования цвета по моделиRGBс высокоэффективным, но необратимым механизмом сжатия данных. При воспроизведении данных, записанных со сжатием в форматеJPEG, полученная последовательность не точно соответству­ет данным, имевшимся перед записью. Подобные методы сжатия нельзя приме­нять для записи текстовой и числовой ин­формации, но для изображений искаже­ния не всегда являются критическими. Общепринято считать, что запись изображений в форматеJPEGпредназначена для их эффективной транспортировки, хране­ния и демонстрации. Но этим форматом не следует пользоваться для записи изобра­жений, которые должны проходить допол­нительную обработку (редактирование), потому что сам процесс записи уже внёс в них необратимые искажения.

При записи изображений в формате JPEGможно выбрать параметр качества, измеряемый в баллах от 1 до 100 (иногда от 1 до 10). Чем выше значение этого пара­метра, тем меньше величина вносимой погрешности, но тем больше объём полу­ченных данных. Для фотографических изображений, полученных цифровым фо­тоаппаратом, достаточным считается пара­метр качества порядка 40-50% . Он позво­ляет в несколько раз снизить объём данных и почти не сказывается на субъективном восприятии качества. Для изображений, предназначенных для публикации в Ин­тернете, устанавливают параметр качества на уровне 5-20%.