Типы изображений

О сжатии векторных форматов мы уже говорили: практически все файлы векторных программ представляют собой набор текстовых примитивов, сжатый архиватором zip. Даже если применить к этим файлам самые современные и эффективные способы сжатия, можно добиться выигрыша процентов 10, но при этом значительно (особенно для больших файлов) увеличить время открытия и сохранения.

Текст можно сжимать за счет того, что способ кодирования текста изначально избыточен. Устраняя эту избыточность, можно закодировать ту же самую информацию в меньшем количестве данных. Изображение для компьютера не обладает избыточностью: каждый пиксел находится на своем месте и имеет свой код.

Хотя компьютер не может распознать в изображении избыточность, зато можно создать алгоритмы, позволяющие распознавать и выделять в изображении инфор­мацию, менее важную и плохо воспринимаемую при его рассмотрении человеком.

При сжатии с потерями происходит сжатие путем удаления несущественной информации. Изображение можно сжать с потерями, удалив несущественную информацию, даже если в нем нет избыточности.

Не все изображения сжимаются одинаково хорошо любыми методами. Рассмо­трим несколько типов изображений:

· двухуровневое, или монохроматическое, изображение. В этом случае все пикселы могут иметь только два значения, которые обычно называют черным (двоичная единица, или основной цвет) и белым (двоичный нуль, или цвет фона);

· полутоновое изображение. Каждый пиксел такого изображения может иметь 2n значений от 0 до 2n – 1, обозначающих одну из 2n градаций серого (или иного) цвета;

· цветное изображение. Существует несколько методов задания цвета, но в каж­дом из них участвуют три параметра. Следовательно, цветной пиксел состоит из трех частей (обычно из трех байтов). Типичными цветовыми моделями яв­ляются RGB, HLS и CMYK;

· изображение с непрерывным тоном. Этот тип изображений может иметь много схожих цветов (или полутонов). Когда соседние пикселы отличаются всего на единицу, глазу практически невозможно различить их цвета. Обычно они получаются при съемке на цифровую фотокамеру или при сканировании фото­графий или рисунков;

· дискретно-тоновое, или синтетическое, изображение. Обычно это изображение получают искусственным путем. В нем может быть всего несколько или много цветов, но, как правило, в нем нет шумов и пятен, характерных для естественного изображения. Примерами таких изображений могут служить фотографии искусственных объектов, машин, механизмов, страницы текста, карты, рисунки или изображения на дисплее компьютера;

· изображения, подобные моментальным снимкам мультфильма. Это цветные изображения, в которых присутствуют большие области одного цвета.

При этом соприкасающиеся области могут весьма различаться по своему цвету. Данное свойство можно использовать для лучшего сжатия.

Каждому типу изображений присуща определенная избыточность, но все они избыточны по-разному. Поэтому трудно создать метод, позволяющий одинаково хорошо сжимать любые типы изображений. Существуют разные методы для сжатия двухуровневых, непрерывно-тоновых и дискретно-тоновых изображений.

Изображения, сжатые различными способами, затем сохраняют в файлах различных форматов (отличающихся, как правило, расширениями).

Формат JPEG

Формат сжатия изображений JPEG (Joint Photographic Experts Group) является сегодня наиболее распространенным, причем его популярность настолько высока, что его часто применяют для сжатия изображений, совершенно для этого не предназначенных (например, изображений, где большие площади занимает один цвет); результат обычно бывает неудовлетворительным. Изображения, сжатые таким методом, обычно хранятся в файлах с расширением .jpg. Свойства формата JPEG:

· высокий коэффициент сжатия;

· большое число параметров настройки сжатия;

· хорошие результаты для непрерывно-тоновых изображений любых типов;

· достаточно эффективен и не слишком сложен;

· несколько режимов сжатия, между которыми можно выбирать.

Форматы GIF, PNG И TIF

Формат JPEG хорошо подходит к фотографиям (причем чем больше там деталей, тем лучше оно работает), не годится при сжатии изображений с большими однотонными участками.

Из-за своего внутреннего алгоритма JPEG допускает ошибки при кодировании ровного цвета. Не лишен погрешности и формат TIF, который при сохранении изображения со сжатием искажает фон. А вот форматы GIF и PNG, будучи примерно в два раза менее эффективными в отношении сжатия, чем JPEG, оказываются идеальными для такого рода изображений. По этой причине при оформлении дизайна веб-сайтов в основном используют форматы GIF и PNG, для хранения и пересылки фотографий – формат JPEG, а для хранения рисунков высокой точности воспроизведения – формат TIF (но без сжатия).