Растровая графика и ее форматы
В основе любого компьютерного изображения лежит то либо иное его математическое или алгоритмическое описание.
Если изображение растровое, то оно, в простейшем случае, представляет собой прямоугольную матрицу из математических, то есть безразмерных, точек, у которых есть только цвет. Этот цвет задается числом или набором чисел в зависимости от того, в какой цветовой модели зашифровано изображение. В виде матрицы цветных безразмерных точек изображение хранится на съемных носителях, жестких дисках, flash-накопителях, дискетах. Так зашифровываются файлы в графическом формате BMP.
В более сложных случаях, например если изображение состоит из нескольких слоев, каждый слой представляет собой матрицу из безразмерных точек. Соответственно, увеличивается и размер файла – это зависит от количества слоев, то есть каждый слой – это отдельное изображение.
В виде стопки слоев или набора прямоугольных матриц из цветных безразмерных точек файлы хранятся на носителях, например в родном формате Photoshop – PSD или в графическом формате TIFF. Из множества графических форматов только форматы PSD и TIFF поддерживают слоеную структуру изображения. Хотя каждый слой в таком изображении представляет собой прямоугольную матрицу математических точек, размеры этих матриц не обязательно совпадают.
С изображениями, сохраненными в растровом графическом формате JPEG, дела обстоят несколько иначе. Формат JPEG не поддерживает слоеную структуру изображения. При открытии изображения в формате JPEG, то есть при загрузке его в растровый графический редактор, в частности в Photoshop, оно располагается в оперативной памяти компьютера в виде все той же прямоугольной матрицы из безразмерных математических точек. И именно эта копия изображения обрабатывается графическим редактором. А на самом носителе хранится вовсе не эта матрица, а только часть ее точек и один из поддерживаемых форматом JPEG алгоритмов интерполяции. При считывании такого файла с постоянного носителя в оперативную память для его просмотра или обработки цвета тех пикселов, которые не были прописаны в файле на постоянном носителе, получаются с помощью алгоритма интерполяции. Данный алгоритм воссоздает недостающие пикселы, основываясь на цветах соседних пикселов.
Использование такого подхода для хранения графического файла позволяет существенно уменьшить его объем по сравнению с объемом этой картинки в оперативной памяти компьютера. Если выражаться более простым языком, формат JPEG – это сжатый формат изображения. Изображение в формате JPEG может занимать на диске в десятки и даже сотни раз меньше места, чем точно такое же изображение в формате TIFF. Впрочем, это несколько сказывается на качестве JPEG-изображения. Для домашнего использования, например для хранения цифровых фотографий, формат JPEG вполне пригоден. Мало того, все любительские цифровые фотокамеры сразу выводят изображение в формате JPEG. Только дорогие профессиональные фотоаппараты умеют сохранять снимки в формате TIFF.
Алгоритмы интерполяции, или, как их еще называют, алгоритмы сжатия, поддерживаемые форматом JPEG, могут быть разными в зависимости от того, как мы хотим сохранить то, что находится в оперативной памяти. При сохранении изображения в формате JPEG в той или иной степени всегда происходит потеря исходной информации. Если нужно высокое каче ство сохраняемого изображения, то придется смириться с большим объемом файла. Качество изображения и объем файла для формата JPEG находятся в обратной зависимости. Причем вы можете самостоятельно расставлять приоритеты, то есть, если нужна очень качественная картинка, вы можете установить наименьшую степень сжатия файла, и наоборот.
Если же нужно сохранить изображение абсолютно без потерь, следует выбрать в формат BMP, PSD или TIFF. При сохранении в формате TIFF тоже можно воспользоваться какой-нибудь схемой сжатия. Но многие специалисты не советуют этого делать. Сжатие в формате TIFF чревато тем, что такой файл может просто не открыться в какой-либо программе.
Изображения в формате PSD и TIFF сохраняются также без потери информации, как и в формате BMP. Но и размер у них примерно такой же большой, если это однослойные изображения. Если же изображение многослойное и нужно сохранить его слоеную структуру, то формат BMP для этого не подходит. При сохранении в этом формате слои будут склеены. А форматы PSD и TIFF позволят сохранить слоеную структуру.
Формат PSD как родной формат редактора Photoshop, помимо слоев и альфа-каналов, которые можно сохранить и в формате TIFF, позволяет сохранить в файле с изображением и некоторые объекты. Например, если один из слоев содержит текст, то при открытии такого файла в программе Photoshop вы можете отредактировать этот текст. Иными словами, с текстовым слоем вы будете работать не как с графическим изображением, а как с текстом: можно заменить слово, изменить шрифт, его начертание, добавить пропущенную запятую и т. д. Такие манипуляции можно произвести только с файлами в формате PSD. Другими словами, формат PSD, кроме графической информации, хранит также информацию о слоях, их типах, примененных к ним стилях и т. д.
Каким форматом воспользоваться при сохранении созданного изображения?
Формат BMP сохраняет изображение без потерь. Однако он не подходит для промежуточного сохранения изображения, если предполагается дальнейшая обработка этого изображения в другом сеансе работы с Photoshop, потому что этот формат не поддерживает слоеную структуру документа, а также альфа– или информационные каналы и имеет неоправданно большой объем файла. Файл в формате BMP примут и распечатают в любой цифровой фотолаборатории. Его можно разместить и на веб-странице, если он имеет небольшой размер, а это будет в том случае, если размер картинки (определяется количеством составляющих ее точек по вертикали и горизонтали) небольшой. Лучше не использовать этот графический формат для веб. Не каждый пользователь является обладателем высокоскоростного доступа к сети Интернет, поэтому загрузка BMP-файла может быть достаточно длительной ввиду его большого размера.
Формат JPEG. Расширения у файлов этого формата могут быть также JPG и JPEG. Данные форматы всегда сохраняют исходную информацию с некоторыми потерями. Любителям зачастую и не определить на глаз, где сжатое, а где несжатое изображение. Формат JPEG идеально подходит для хранения цифрового фотоальбома, а также для размещения картинок в Интернете. Файлы данного формата вам распечатают в любой цифровой фотолаборатории. Их вы откроете для просмотра на любом компьютере (вам даже не нужно устанавливать специальные программы, в операционной системе Windows все, что необходимо для открытия таких файлов, уже есть). Кроме того, большинство современных DVD-проигрывателей распознают файлы формата JPEG: просто запишите фотографии на оптический диск и наслаждайтесь просмотром семейного фотоальбома на экране телевизора. Картинка в формате JPEG может быть вставлена в текстовый документ и во многие другие документы, созданные в разных приложениях.
Сохранять промежуточные результаты обработки файла в формате JPEG можно, но не рекомендуется. Ведь каждое последующее сохранение приводит к дополнительной потере информации, содержащейся в исходном файле. Иными словами, при каждом сохранении файла в формате JPEG вносимые в результате сжатия искажения суммируются, даже если каждый раз при сохранении задавать максимальное качество. Кроме того, формат JPEG не поддерживает слои и альфа-каналы (прозрачные участки изображения), которые, как правило, присутствуют в изображении на промежуточных этапах его обработки.
Формат PSD – это собственный формат программы Photoshop. Только он позволяет в полной мере сохранять все составляющие создаваемого или обрабатываемого в редакторе изображения. Его следует всегда использовать для промежуточного сохранения, если обработка изображения будет продолжена в каком-то другом сеансе работы с Photoshop. Поскольку заранее нельзя знать, будем мы продолжать обработку этого файла или нет, то следует при наличии места на диске сохранять свои творения в этом формате. Главный недостаток формата PSD состоит в том, что файл, сохраненный в нем, имеет больший размер по сравнению файлом, сохраненным в формате JPEG.
Графическая информация сохраняется в формате PSD без потерь. Это же относится и к формату TIFF, в котором можно сохранить и слои, и альфа-каналы, и текстовые надписи. Он является фактическим стандартом для полиграфии. Картинку в формате TIFF также можно вставить в текстовый документ и во многие другие документы: в презентации, электронные таблицы, базы данных и издательские системы. А вот публиковать в Интернете изображения в форматах TIFF и PSD мы бы не рекомендовали. Думаем, о причине вы уже догадались. В первую очередь – большой размер файлов. Кроме того, пользователи ранних версий Windows просто не смогут посмотреть PSD-файлы без установки редактора Photoshop или некоторых других программ, распознающих этот формат.
Существует множество других графических форматов. Для публикации в Интернете часто используют формат GIF. Файлы данного формата достаточно компакты, к тому же они могут быть анимированы, то есть содержать подвижное изображение. Вы наверняка видели на веб-страницах различные рекламные баннеры, в которых постоянно меняются изображения, логотипы, надписи и т. д. Это и есть анимированные GIF-файлы.