Графические форматы. 
Обзор и сравнительный анализ графических редакторов. 
Современные средства компьютерной графики

Графический формат — это формат, в котором данные, описывающие графическое изображение, записаны в файле. Графические форматы разработаны для эффективной и логичной организации и сохранения графических данных в файл.

В компьютерной графике применяют, по меньшей мере, три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них применяется в подавляющем большинстве программ. Как правило, несовместимые форматы имеют файлы растровых, векторных, трехмерных изображений, хотя существуют форматы, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на собственные «специфические» форматы, перенос их файлов в другие программы вынуждает использовать специальные фильтры или экспортировать изображения в «стандартный» формат.

По типу хранимой графической информации различают следующие форматы:

• · Растровые (TIFF, GIF, BMP, JPEG);
• · Векторные (AI, CDR, FH7, DXF);
• · Смешанные/универсальные (EPS, PDF)

Следует учитывать, что файлы практически любого векторного формата позволяют хранить в себе и растровую графику. Однако часто это приводит к искажениям в цветопередаче, поэтому если изображение не содержит векторных объектов, то предпочтительнее использовать растровые форматы.

Рассмотрим основные форматы графических файлов:

1. JPEG (или JPG).

Это самый распространенный формат графических файлов.

Строго говоря, JPEG’ом называется не формат, а алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, а на разнице между пикселами. JPEG ищет плавные цветовые переходы в квадратах 9×9 пикселов. Вместо действительных значений JPEG хранит скорость изменения от пиксела к пикселу. Лишнюю, с его точки зрения, цветовую информацию он отбрасывает, усредняя некоторые значения. Чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается и тем ниже качество.

JPEG’ом лучше сжимаются растровые картинки фотографического качества, чем логотипы или схемы — в них больше полутоновых переходов, среди однотонных заливок появляются нежелательные помехи.

Лучше сжимаются и с меньшими потерями изображения с высокой резолюцией (200−300 и более dpi), чем с низкой (72−150 dpi), т.к. в каждом квадрате 9×9 пикселов переходы получаются более мягкие за счет того, что их (квадратов) в файлах высокого разрешения больше. В JPEG’е следует сохранять только конечный вариант работы, потому что каждое пересохранение приводит к новым потерям (отбрасыванию) данных и превращения исходного изображения в кашу.

Формат файла JPEG (Объединенная экспертная группа по фотографии, произносится «джейпег») был разработан компанией C-Cube Microsystems как эффективный метод хранения изображений с большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми оттенками цвета. Самое большое отличие формата JPEG от других форматов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями информации. Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия. Распакованное изображение JPEG редко соответствует оригиналу абсолютно точно, но очень часто эти различия столь незначительны, что их едва можно обнаружить.

Процесс сжатия изображения JPEG достаточно сложен и часто для достижения приемлемой производительности требует специальной аппаратуры. Вначале изображение разбивается на квадратные блоки со стороной размером 8 пикселов. Затем производится сжатие каждого блока отдельно за три шага.

Коэффициент архивации в JPEG может изменяться в пределах от 2 до 200 раз. Широкое применение JPEG сдерживается тем, что он оперирует 24-битными изображениями. Поэтому для того, чтобы с приемлемым качеством посмотреть картинку на обычном мониторе в 256-цветной палитре, требуется применение соответствующих алгоритмов и, следовательно, определенное время. Кроме того, если имеющиеся у вас изображения, допустим, в 8-битном формате GIF перевести в 24-битный JPEG, а потом обратно в GIF для просмотра, то потеря качества произойдет дважды при обоих преобразованиях.

Достоинства:

· Минимальное время записи изображения на карту памяти и экономия места.

Недостатки:

· Не подходит для съемки качественных фотографий большого размера с множеством мелких деталей.

PNG.

PNG (произносится «Пинг») — растровый формат, предназначенный для хранения и передачи растровых изображений: черно-белых и альфа данных — до 16 бит, а цветных — до 48 бит (truecolor). Он использует прогрессивный метод сжатия без потерь, позволяет сохранять в файле палитру, текстовую информацию и обеспечивает прозрачность.

Формат PNG спроектирован для замены устаревшего и более простого формата GIF, а также, в некоторой степени, для замены значительно более сложного формата TIFF. Формат PNG позиционируется, прежде всего, для использования в Интернете и редактирования графики.

PNG поддерживает три основных типа растровых изображений:

• · Полутоновое изображение (с глубиной цвета 16 бит).
• · Цветное индексированное изображение (палитра 8 бит для цвета глубиной 24 бит).
• · Полноцветное изображение (с глубиной цвета 48 бит).

Формат PNG хранит графическую информацию в сжатом виде. Причём это сжатие производится без потерь, в отличие, например, от JPEG с потерями.

Формат PNG обладает более высокой степенью сжатия для файлов с большим количеством цветов, чем GIF, но разница составляет около 5−25%, что недостаточно для абсолютного преобладания формата, так как небольшие 2−16-цветные файлы формат GIF сжимает с не меньшей эффективностью.

PNG является хорошим форматом для редактирования изображений, даже для хранения промежуточных стадий редактирования, так как восстановление и пересохранение изображения проходят без потерь в качестве. Также, в отличие, например, от TIFF, спецификация PNG не позволяет авторам реализаций выбирать, какие возможности они собираются реализовать. Поэтому любое сохранённое изображение PNG может быть прочитано в любом другом приложении, поддерживающем PNG.

CDR (CorelDRAW).

CDR — векторное изображение или рисунок, созданный с помощью программы CorelDRAW. Данный формат файла разработан компанией Corelдля использования в собственных программных продуктах. CDR-файлы не поддерживаются многими программами, предназначенными для редактирования изображений. Однако файл можно экспортировать с помощью CorelDRAW в другие, более распространенные и популярные форматы изображений.

Достоинства:

· Лучше сохраняет в себе параметры и спецэффекты объектов.

Удобен сам программный комплекс — от сюда и популярность, в общем-то, нестабильного формата.

Недостатки:

• · Изображения, созданные в новых версиях программного комплекса, не открываются (или некорректно открываются) в программах предыдущих версий.
• · Практически несовместим с другими программными комплексами. В случаи использования конвертеров, файл «теряет» настройки элементов векторного изображения, искажается.

EPS.

Формат EPS (Encapsulated PostScript — встроенный PostScript) был создан для сохранения объектно-ориентированной графики (содержащей векторные и растровые изображения, контуры, текстовые поля и др.), предназначенной для печати на так называемых PostScript-устройствах (принтерах).

PostScript представляет собой язык описания страниц документов (графики и текста), который понимают многие графические приложения и PostScript-принтеры. Главная его задача состоит в описании страниц, чтобы при выводе на печать они выглядели так же, как на экране. EPS является несколько упрощенной версией PostScript. Различные графические редакторы создают, вообще говоря, различные EPS-файлы. Photoshop считается одним из тех, которые это делают наилучшим образом. Файлы этого формата поддерживаются практически всеми редакторами и имеют расширение eps.

В формате EPS обычно сохраняют конечный результат работы, однако Adobe Photoshop Illustrator могут открывать EPS-файлы для редактирования. В EPS-файле вместе с изображением можно сохранить его эскиз, представляющий собой копию изображения с низким разрешением в формате TIFF, JPEG, PICT или WMF. Все остальные графические программы импортируют эскиз оригинального изображения, а при печати на PostScript-принтере подменяют его оригинальной информацией. На принтере, не поддерживающем PostScript, на печать выводится именно эскиз. При работе на платформе Macintosh сохраняйте эскизы в формате JPEG, чтобы обеспечить совместимость с приложениями Windows. При работе на платформе IBM PC, а также тогда, когда неизвестно, где будет использоваться файл, сохраняйте эскиз в формате TIFF. Графический редактор CorelDRAW предлагает для эскиза еще и векторный формат WMF. Заметим также, что программы фирмы Adobe для обмена между собой сохраняют данные в буфере обмена именно в формате EPS.

Файлы EPS обычно имеют большой объем. Например, они могут быть в несколько раз больше, чем аналогичные по содержанию TIFF-файлы с LZW-сжатием. Если вы собираетесь распечатать документ на принтере, который не относится к типу PostScript, то не рекомендуется использовать формат EPS. Для печати в этом случае лучше использовать формат TIFF или JPEG.

Изначально EPS разрабатывался как векторный формат, позднее появилась его растровая разновидность — Photoshop EPS.

Достоинства:

• · На раз-два справляется с большими объемами данных для печати на PostScript-устройствах.
• · Хорош для дизайнеров тем, что при изменении ширины/высоты изображения не меняется его качество.
• · Из-за поддержки практически всеми векторными программами, используется для переноса данных на другие графические комплексы.

Недостатки:

· одностраничный, не поддерживает прозрачность, большой «вес» файла.