Исследование графических форматов

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный институт электроники и математики

(Технический университет)

Кафедра ИКТ

Курсовая работа

по курсу: Компьютерная графика

на тему: «Исследование графических форматов»

Выполнил:

студент группы С-54

Падежнов Е.В.

Преподаватель:

Короле Д.А.

Москва 2012

Задача

Привести описания (название, происхождение, предназначение, применение) всех используемых графических форматов.
Классифицировать по следующим признакам:
- Растровый / Векторный (поддержка / преимущественное применение)
- Открытый / Проприетарный
- Привязанный к конкретному продукту / межпрограммный / межплатформенный
- Сжатие: деструктивное / недеструктивное
- Применяемые алгоритмы сжатия
- Хранение слоев, объектов
- Хранение альфа-канала, ключевой цвет и другая поддержка прозрачности
- Поддержка метаданных.
Привести ссылки на спецификации форматов. При отсутствии таких ссылок в открытом доступе -- собрать максимально точные и подробные сведения по открытым источникам и привести сведенные в единый формат данные.
Провести измерения и сравнительный анализ форматов по сжатию. Для форматов с регулируемым уровнем сжатия измерения производить с шагом 20% по всей шкале.
Оценку сжатия растровых изображений приводить по тестовым эталонным изображениям (различный размер, положение объектов, содержание полутонового изображения, цветность).

Описание растровых форматов

JPEG / JFIF

JPEG (Joint Photographic Experts Group) является методом сжатия, JPEG-изображения обычно хранятся в JFIF (JPEG File Interchange Format) формате . JPEG сжатие (в большинстве случаев), сжатие с потерями . JPEG / JFIF расширение файла является JPG или JPEG . Почти все цифровые камеры могут сохранять изображения в формате JPEG / JFIF формат, который поддерживает 8 бит на каждый цвет (красный, зеленый, синий) 24-битных в общем, для получения относительно небольших файлов. При не слишком большом сжатии, не так заметно изменение качества изображения, но JPEG файлы страдают «поколениями деградации» , когда несколько раз отредактирован и сохранен. JPEG / JFIF формат также используется в качестве алгоритма сжатия изображений во многих PDF файлов.

JPEG 2000

JPEG 2000 является стандартом сжатия позволяет без потерь и с потерями и хранения. Сжатие методы отличаются от тех, в стандартном JFIF / JPEG, они улучшают качество и степень сжатия, но требует больше вычислительных мощностей для обработки. JPEG 2000 также добавлены новые возможности, которые отсутствуют в формате JPEG. Это совсем не так часто, как JPEG, но она используется в настоящее время профессионального редактирования видео и распределение (например, некоторые цифровые кинотеатры использовать JPEG 2000 для отдельных кадров фильма).

Exif

Exif ( Сменные формат графических файлов ) формата файлов стандартного похож на формат JFIF с расширением TIFF, она включена в JPEG написания программного обеспечения, используемого в большинстве камер. Ее целью является учет и стандартизации обмена изображениями с метаданных изображений между цифровыми камерами и редактирования и просмотра программного обеспечения. Метаданные записываются отдельные изображения и включают в себя такие вещи, как настройки камеры, дату и время, скорость затвора, экспозиция, размер изображения, сжатия, название камеры, информация о цвете. Когда изображение просмотра и редактирования на программное обеспечение для редактирования изображений, все изображения информация может быть отображена. Он хранит мета информации.

TIFF

TIFF ( формате TIFF ) формат представляет собой гибкий формат, который обычно сохраняет 8 бит или 16 бит на каждый цвет (красный, зеленый, синий) для 24-битных и 48-битной суммы, соответственно, как правило, либо с помощью TIFF или TIF имя файла расширение. Гибкость TIFF может быть и преимуществом и недостатком, так как читатель, который читает каждый тип файла TIFF, не существует. Формат TIFF может быть с потерями и без потерь, а некоторые предлагают сравнительно хорошее сжатие без потерь для двухуровневых (черный и белый) изображения . Некоторые цифровые камеры могут сохранять в формате TIFF, с помощью LZW алгоритм сжатия без потерь хранения. TIFF формат изображения не имеет широкой поддержки веб-браузерами. TIFF остается широкое признание в качестве стандартного файла фотографии в полиграфическом бизнесе. TIFF может работать для конкретного устройства цветовых пространствах, таких как CMYK определяется конкретный набор типографских красок прессы. OCR (оптическое распознавание символов) пакеты программного обеспечения обычно генерировать некоторые (зачастую монохроматического ) форма изображения TIFF для отсканированных страниц текста.

RAW

RAW относится к семейству сырья форматы изображений , которые являются параметры, доступные на некоторых цифровых камер. Эти форматы обычно используются без потерь или почти сжатие без потерь, и производить размеры файлов намного меньше, чем TIFF форматах полноразмерного изображения обрабатываются с той же камеры.Хотя есть стандартные сырой формат изображения (ISO 12234-2, TIFF / EP ), сырые форматы, используемые в большинстве камер не стандартизированы и документированы, и отличаются друг от производителей камер.

Большинство производителей камер имеют свое собственное программное обеспечение для декодирования и развитие их сырой формат, но есть также много 3-го партия сырой конвертер программного обеспечения доступ к файлу, который принимает сырье формата от большинства камер, включая Phase One "с Capture One . Некоторые графические программы и графические редакторы не могут принимать все или некоторые сырые форматы файлов, а некоторые старые были уже фактически сиротами.

Компании Adobe Digital Negative (DNG) спецификация является попыткой стандартизации сырья формат изображения для использования в камерах, или для архивного хранения данных изображения преобразуются из недокументированных исходных форматах изображения, а используется несколько ниш и производителей меньшинство камеры , включая Pentax , Leica и Samsung . Сырые форматы более 230 моделей камер, в том числе от производителей с наибольшим рынком акций, таких как Canon , Nikon ,Phase One , Sony и Olympus , может быть преобразован в формат DNG . ^[ 1 ] DNG был основан на ISO 12 234 - 2, TIFF / EP, а также ISO "с пересмотром TIFF / EP , как сообщается, добавив модификации Adobe и разработок для DNG, в профиль 2 новой версии стандарта.

Что касается видеокамер беспокоит, ARRI автора Arriflex D-20 и D-21 камеры обеспечивают сырье 3K разрешения данных датчиков с Баварией схеме, что и неподвижных изображений (по одному на кадр) в собственном формате ( . ари расширение файла). Красный цифровой Кино камеры компании , с ее Mysterium датчик семья фото и видео камер, использует собственный формат, называемый сырой REDCODE ( . R3D расширения), который хранит до сих пор, а также аудио + видео информации с потерями в одном сжатом файле.

PNG

PNG ( переносимая сетевая графика ) формат был создан свободным, открытым исходным кодом преемника GIF. Формат PNG файла поддерживает полноцветное (16 млн. цветов), а GIF поддерживает только 256 цветов. Файл PNG превосходит, когда изображение имеет большие, равномерно окрашенные области. Формат без потерь PNG лучше всего подходит для редактирования фотографий, а также с потерями форматов, таких как JPG, являются лучшими для окончательного распределения фотографических изображений, поскольку в этом случае JPG файлы, как правило, меньше , чем файлы PNG. Adam7 чересстрочной развертки позволяет рано предварительного просмотра, даже если лишь небольшая часть данных изображения были переданы.

PNG предоставляет патент бесплатная замена GIF, а также может заменить много общего использования TIFF. Индексированные цвета, градации серого, и полноцветные изображения поддерживаются, а также дополнительный альфа-канал.

PNG предназначен для работы в Интернете и просмотра приложений, как веб-браузеры , так что полностью потоковыми с прогрессивной вариант отображения. PNG является надежным, обеспечивая как полная проверка целостности файлов и простое выявление типичных ошибок передачи. Кроме того, PNG может сохранять гаммы и цветности данные для улучшения соответствия цветов на гетерогенных платформ.

Некоторые программы не поддерживают PNG гамма правильно, что может привести изображения, которые будут сохранены или отображаться темнее, чем они должны быть.^[ 2 ]

Анимированные форматах на основе PNG которые МНГ и APNG . Последний поддерживается Mozilla Firefox и Опера и имеет обратную совместимость с PNG.

GIF

GIF ( Graphics Interchange Format ) ограничивается 8-битную палитру, или 256 цветов. Это делает формат GIF подходит для хранения графики с относительно небольшим количеством цветов, таких как простые диаграммы, фигуры, логотипы и изображения мультяшном стиле. Формат GIF поддерживает анимацию и все еще широко используются для предоставления графических эффектов анимации. Он также использует сжатие без потерь, что является более эффективным, когда большие районы имеют один цвет, и неэффективным для подробного изображения или сглаживание изображения.

BMP

Формат файла BMP (Windows Bitmap) обрабатывает графические файлы в ОС Microsoft Windows. Как правило, BMP файлы сжаты, поэтому они являются большими, преимуществом является их простота и широкое признание в программах Windows.

PPM, PGM, PBM, PNM

Netpbm формат является семья, включая портативные растрового формата (PPM), портативный graymap формат (PGM) и портативных растровый формат (МОП). Это в чистом виде ASCII- файлов или сырые бинарные файлы с ASCII-заголовка, которые предоставляют самые основные функции и служат в качестве наименьшего общего знаменателя для преобразования растровых изображений, graymap или растровых файлов между различными платформами. Несколько приложений обращаться к ним вместе как формат PNM (Portable любой карте).

WebP

WebP это новый формат изображений, использующий сжатие с потерями. Он был разработан Google, чтобы уменьшить размер файла изображения, чтобы ускорить загрузку веб-страниц: ее основной целью является заменит JPEG в качестве основного формата для фотографий в Интернете.

WebP основан на VP8 автора внутри кадра кодирования и использует контейнер на основе RIFF .