4.2 Формати растрових  і векторних файлів. Переваги і недоліки форматів растрових і векторних файлів. Метафайли

Формати растрових файлів 

BMP

BMP - растровий графічний формат файлів, який широко використовується програмами в операційному середовищі Windows.

Формат BMP (від слова bitmap) - це рідний формат Windows. Він підтримується всіма графічними редакторами, що працюють під управлінням цієї операційної системи. Застосовується для зберігання растрових зображень, призначених для використання в Windows, наприклад, як фон робочого столу. За допомогою цього формату можна задати глибину кольору від 1-24 битий.

Інформація в цьому форматі зберігається як би у вигляді "знімка з екрану". Переваги - дуже швидке виведення зображень, основний недолік - величезні розміри файлів.

Використання формату BMP не для потреб Windows є поширеною помилкою. Ні на що інше він не годиться: ні для Web, ні для друку, ні для простого перенесення і зберігання інформації.

PCX

Формат PCX був створений компанією Zsoft. Згодом він був використаний багатьма компаніями, що спеціалізуються в області програмного забезпечення. В даний час це "рідний" формат графічного редактора PhotoFinish. Даний формат ідеально підходить для запису колірних моделей відтінки сірого і індексовані кольори. Серйозним недоліком формату PCX є наявність численних версій. Останнє обумовлене тим, що PCX-стандарт є відкритим і тому широко використовується багатьма незалежними розробниками програмного забезпечення. В результаті він постійно оновлюється.

TIFF

TIFF - растровий формат, є найбільш гнучким і зручним форматом для обміну різноманітною графічною інформацією.

Формат TIFF (tagged image file format, TIFF) є одним з найпоширеніших серед відомих в даний час форматів. Йому доступний важ діапазон колірних моделей - від монохромної до RGB і CMYK. Він був розроблений спільно фірмами Aldus Corporation і Microsoft як універсальний відкритий формат, що допускає модифікації. Тому файл TIFF-формату, створений на IBM PC або сумісному комп'ютері, підтримується операційною системою Macintosh і більшістю Unix-подібних платформ. Він також підтримується практично всіма основними пакетами растрової і векторної графіки, програмами редагування і верстки тексту.

На відміну від розглянутих форматів BMP і PCX формат TIFF підтримує ряд додаткових функцій.

• • • Використання додаткових каналів (альфа-каналов).

    • Використання стиснення. Ця властивість дозволят зменшувати розміри файлу 50% від результатного за допомогою LZW-алгоритму стиснення, що виконується без втрати інформації.

    • Можливості виконання попереднього кольоровиділення. Дана функція реалізується шляхом запису результатів кольоровиділення в окремий файл в колірній моделі CMYK, що спрощує подальшу процедуру розміщення файлу зображення на сторінці і виведенні документа на друк.

На сьогоднішній день формат TIFF є кращим вибором при імпорті растрової графіки у векторні програми і видавничі системи.

Формат TIFF постійно розвивається. Доказом тому є розробка фірмою Adobe нової модифікованої версії, що зробила його справді універсальним форматом для використання в друкарській справі. 

GIF

GIF (CompuServe Graphics Interchange Format) - растровий графічний формат, який широко використовується в Internet.

Формат GIF розроблений фірмою CompuServe для уявлення в Інтернеті графіки, "незалежної" від апаратного забезпечення. Формат підтримує функції прозорості квітів і деякі види анімації. Запис зображення відбувається через рядок, тобто напівкадрами, аналогічно телевізійній системі розгортки. Завдяки цьому на екрані спочатку з'являється картинка в низькому дозволі, що дозволяє представити загальний образ, а потім завантажується решта рядків.

Відновлення зображення відбувається з розбиттям рядків 1, 5, 10 і так до останньої, потім 2, 6, 11 і далі в аналогічному порядку. Такий алгоритм дозволяє на ранній стадії визначити необхідність завантаження зображення цілком або відмовитися від непотрібної картинки, тим самим економлячи час.

Формат GIF підтримує лише 256 кольорів. Один з кольорів може набути властивості прозорості завдяки наявності додаткового двохбітового альфа-канала. Допускається включення у файл декількох растрових зображень, відтворних із заданою періодичністю, що забезпечує демонстрацію на екрані простої анімації.

PSD

PSD (Adobe Photoshop document) - це рідний формат програми Adobe Photoshop. Останнім часом цей формат отримує підтримку все більшого числа програм, що фактично робить його універсальним. PSD дозволяє зберігати зображення з масою додаткових атрибутів, включаючи шари, додаткові альфа-каналы, контури і все остальное, що може зробити Photoshop. Цей формат постійно розвивається.

Переваги і недоліки форматів растрових файлів

Растрові файли спеціально призначені для зберігання реальних зображень. Складні зображення, отримані з скануючого, фотографічного або відеоустаткування, можуть бути збережені в растровому форматі.

До переваг растрових файлів можна віднести наступне:

• • • Растрові файли можуть бути легко створені з існуючих піксельних даних, записаних в пам'яті у вигляді масиву.

    • Відтворення піксельних даних, збережених в растровому файлі, може здійснюватися в якійсь системі координат, що дозволяє представити ці дані у вигляді сітки.

    • Піксельні значення можуть змінюватися індивідуально або великими групами за допомогою палітри.

    • Растрові файли легко перетворюються для передачі на точкові пристрої виводу, такі як дисплеї на базі електронно-променевої трубки і принтери.

Проте растрові файли не позбавлені недоліків: Вони мають дуже великий розмір, особливо якщо зображення багатоколірне. Застосування різних схем стиснення зменшує розмір піксельних даних, але необхідність розпаковування перед використанням значно уповільнює процес читання і візуалізації зображення. При цьому, чим складніше растрове зображення (велика кількість квітів і дрібних деталей) , тим менше ефективність процесу стиснення.

• • • Растрові формати погано піддаються масштабуванню. Тому растрові файли при друці зазвичай не масштабуються.

Формати векторних файлів 

Як уже згадувалося, векторні зображення - це набори незалежних від пристроїв відображення математичних описів графічних фігур.

Векторні формати відрізняються один від одного більшою мірою, чим растрові, тому що кожен з них проектувався для конкретних цілей. Якщо концептуально формати, що підтримують 1-бітові і 24-бітові растрові дані, відрізняються трохи, то відмінності між векторними форматами, які використовуються програмами САПР, і форматами, вживаними для обміну загальними даними, будуть вельми істотними. Отже, узагальнити векторні формати тим же способом, що і растрові, - завдання непросте.

З іншого боку, більшість пристроїв виводу підтримують сітку з пікселів, кожен з яких адресується окремо, неначебто поверхня відображення була папером в клітинку. Завдяки цьому програма завжди може знайти спосіб намалювати елементи зображення у векторному форматі.

Прості векторні формати використовуються електронними таблицями. Вони зазвичай містять числові дані, які потім відображаються на пристрої виводу у вигляді двомірної сітки. Деякі програми, що не є електронними таблицями, використовують формати електронних таблиць для зберігання даних, які потім можуть бути інтерпретовані і як векторні, і як растрові.

Проте більшість векторних форматів розроблена для зберігання креслень і малюнків, створених програмами САПР. Пакети САПР використовуються для виконання креслень і схем, карт і графіків, а також всіляких малюнків. Тому програми САПР підтримують складнішу інформацію, ніж електронні таблиці, і, отже, потребують складніших векторних форматів.

WMF (Windows Metafile)

WMF - векторний формат, використовується для представлення векторної і растрової інформації при роботі в середовищах Microsoft Windows. Він використовує графічну мову Windows і, можна сказати, є її рідним форматом. Він призначений для передачі векторних малюнків через буфер обміну (clipboard) . Цей формат розуміється практично всіма програмами Windows, так або інакше пов'язаними з векторною графікою. Проте, не дивлячись на простоту, що здається, і універсальність, користуватися форматом WMF стоїть тільки в крайніх випадках для передачі "голих" векторів. WMF спотворює колір, не підтримує ряду параметрів, які можуть бути привласнені об'єктам в різних векторних редакторах. Крім того, він не може містити растрових об'єктів і не розуміється дуже багатьма програмами на Macintosh.

AUTOCAD DXF

Формат AUTOCAD DXF (Data exchange Format, формат обміну даними) фірми Autodesk розроблений з метою обміну векторними даними. Формат адаптується розповсюджувачами і підтримується тільки однією програмою. Крім того, DXF спеціально пристосований для зберігання інформації САПР, вживаної при виконанні механічних, електричних і архітектурних креслень.

Тому він підтримує не тільки основні векторні елементи (кола і багатокутники), але і складні об'єкти, часто використовувані в САПР (наприклад, тривимірні об'єкти, розмірні лінії і штрихування).

Переваги і недоліки векторних файлів

До переваг векторних файлів можна віднести наступне:

• • • Векторні файли зручні для зберігання зображень, що складаються з елементів, які представлені лініями (наприклад, з кіл і багатокутників) або можуть бути розкладені на прості геометричні об'єкти. Складніші формати дозволяють зберігати тривимірні об'єкти, такі як многогранники і каркасні моделі.

    • Векторні дані легко масштабуютьєя і піддаються іншим маніпуляціям, що дозволяють адаптувати їх до роздільної здатності різних пристроїв виводу.

    • Багато векторних файлів, що містять дані тільки у форматі ASCII, можуть бути модифіковані за допомогою простих засобів редагування текстів. Окремі елементи можуть бути додані, видалені або змінені без збитку для інших об'єктів зображення.

    • Векторні дані можна візуалізувати, а потім без проблем зберегти їх в цьому ж або перетворити в інший векторний формат.

Недоліки векторних файлів:

• • • Векторні файли важко застосовувати для зберігання складних зображень, зокрема деяких фотографій, колірна інформація яких є дуже важливою і може змінюватися буквально на піксельному рівні.

    • Зовнішнє представлення векторних зображень може змінюватися залежно від програми, що відображає їх.

    • Векторні дані краще відображаються на векторних пристроях виводу, таких як плоттери. Векторну графіку можна ефективно відобразити тільки на растрових дисплеях з високою роздільною здатністю.

    • Візуалізація векторних даних може зажадати значно більше часу, чим візуалізація растрового файлу рівної складності, оскільки кожен елемент зображення повинен бути відтворений окремо і в певній послідовності.

Метафайли

Метафайл - формат, що дозволяє зберігати в одному файлі два або більш за типи даних зображення (зазвичай векторні і растрові).

Хоча метафайлові формати і можна застосовувати для зберігання виключно растровою або виключно векторною інформації, більше привертає їх здатність зберігати дані двох типів одночасно.

Прості метафайли дуже схожі на файли векторного формату. Обмеження на зберігання даних у векторному форматі дуже утрудняли запис складних і різнорідних даних. Тому векторні формати концептуально розвивалися в напрямі, що дозволяє визначати елементи векторних даних в термінах мови або граматики, а також зберігати растрові дані. В результаті з'явилися формати, об'єднуючі можливості растрових і векторних форматів; вони і називаються метафайловим.

Метафайли широко застосовуються для перенесення растрових і векторних даних на різні апаратні і програмні платформи, оскільки вони орієнтовані на символи ASCII.

Формати метафайлів настільки різноманітні, що безглуздо намагатися виявити загальну для них ієрархічну структуру. Більшість метафайлів містить заголовок, за яким слідують один або декілька типів даних зображення. Деякі метафайли не зберігають .нічого, окрім растрових даних, інші взагалі не містять даних зображення в явному вигляді, замінюючи їх зашифрованими інструкціями відображення або, подібно до векторних файлів, числовими даними.

Найбільш поширеними універсальними форматами є формати EPS і PDF.

EPS (Encapsulated PostScript)

Формат EPS (Encapsulated PostScript) можна назвати найнадійнішим і універсальним способом збереження даних. Він використовує спрощену версію мови PostScript.

Стисло PostScript можна визначити як мова опису сторінок. У ширшому трактуванні PostScript є апаратно-незалежною мовою програмування, призначеною для опису різного роду графічних об'єктів і подальшого друку створених ілюстрацій, верстки простих документів користувача точно у такому вигляді, як вони видно на екрані. Цей формат - один з головних претендентів на статус стандартного формату, який можна використовувати для запису як растрової, так і векторної графіки. Чи не всі програми, що працюють з графікою, можуть писати і читати файли в цьому форматі.

Рідна програма для формату EPS - Adobe Illustrator. Починаючи з її сьомої версії, цей формат підтримується трьома платформами: PC, Macintosh і Silicon Graphics. Тому його можна використовувати як формат для міжплатформеного обміну графікою.

PDF (Portable Document Format)

PDF - формат файлів електронних документів, може включати текст, графіку і інші дані.

Формат PDF - "рідний" формат програми Adobe Acrobat, яка є основним засобом електронного розповсюдження документів на платформах Macintosh, Windows, Unix і DOS.

Формат PDF, розроблений на основі мови PostScript Level 2, може використовуватися для представлення як векторних, так і растрових зображень. У цьому плані PDF-сторінки схожі на PostScript-сторінки. Проте на відміну від останніх PDF-файли можуть містити елементи, забезпечуючий пошук і проглядання електронних документів, зокрема гіпертекстові посилання і електронний зміст.

Багато програм (Adobe PageMaker, CORELDRAW, FreeHand) дозволяють експортувати свої документи в PDF, а деякі ще і редагувати графіку, записану в цьому форматі. Зазвичай в цьому форматі зберігають документи, призначені тільки для читання, але не для редагування. Файл у форматі PDF містить всі необхідні шрифти.

АІ (Adobe Illustrator Document)

Al - рідний формат редактора Adobe Illustrator, безпосередньо відкривається растровим редактором Photoshop, його підтримують майже всі програми, пов'язані з векторною растровою графікою на платформах Macintosh і Windows. Все, що створює Adobe Illustrator, підтримується мовою PostScript.

Формат АІ є якнайкращим посередником при передачі векторів з однієї програми в іншу, з PC на Macintosh і назад.