Возникновение графических форматов.
Проект по информатике
по теме: "Возникновение и развитие графических форматов файлов" и проанализировать информацию
Подготовила: ученица 8 «Б» класса
Скулкина Валентина Ильинична
г. Димитровград 2019 г.
Содержание:
Введение
1 Теоретическая часть:
1.1 Понятия и самые используемые форматы программ.
1.2. Основные характеристики графических форматов.
1.3. Возникновение графических форматов.
1.4. Преобразование графических форматов.
1.5 Актуальность работы и проблема, задачи и пути решения.
2 Практическая часть:
2.1. Разработать план работы по теме: "Возникновение и развитие графических форматов файлов" и проанализировать информацию
Заключение
Используемая литература.
Введение
Существует много способов описания графической информации и соответственно имеется значительное количество форматов хранения графических файлов, — порядка нескольких десятков. Все форматы хранения графической информации можно разделить на два типа: векторный и растровый. Файлы векторной графики содержат математические данные о том, как перерисовать изображение с помощью отрезков прямых (векторов) при выводе его на экран. Процесс вывода требует дополнительной обработки, но такое представление графической информации имеет важное преимущество: масштаб изображения может быть изменен без потери качества, так как не существует фиксированной связи между тем, как он определен в файле и выводом точек на экран. При масштабировании растровой графики обычно происходит потеря разрешения, что ухудшает качество изображения. Векторная графика, как правило, употребляется для изображений с четкими геометрическими формами. Примером ее применения являются системы автоматизированного проектирования (CAD). В векторном виде хранится информация для некоторых типов шрифтов. Растровая графика предполагает хранение данных о каждой точке изображения. Для отображения растровой графики не требуется сложных математических расчетов, достаточно лишь получить данные о каждой точке и отобразить их на экране.
|
|
|
1.1 Форматы графических файлов - способ представления графических данных на внешние носители.
В настоящее время наиболее широко используются растровый, векторный и метафайловый форматы. Существуют, однако, и другие типы форматов — форматы сцены, анимации, мультимедиа, гибридные, гипертекстовые, гипермедиа, объемные, язык моделирования виртуальной реальности (VRML), аудио форматы, форматы шрифтов, язык описания страницы. Большинство графических форматов реализуют сжатие данных . Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют обычно достаточно большой объем. Сжатие графических файлов отличается от их архивации с помощью программ-архиваторов (гаг, zip, arj и пр.) тем, что алгоритм сжатия включается в формат графического файла.
|
|
|
Форматы:
GIF | JPEG | PNG | TIFF | PostScript | EPS | PDF | Scitex CT | Adobe Photoshop Document | Adobe Illustrator Document | Macromedia FreeHand Document | CorelDRAW Document | PICT |WMF | BMP | RTF
Методы сжатия:
LZW | JPEG | Huffman | CCITT | RLE (Run Length)
Растровые форматы:
Растровые форматы используются для хранения растровых данных. Файлы этого типа особенно хорошо подходят для хранения реальных изображений, например фотографий и видеоизображений. Растровые файлы, по сути дела, содержат точную попиксельную карту изображения. Программа визуализации реконструирует это изображение на отображающей поверхности устройства вывода.
Наиболее распространенные растровые форматы — это Microsoft BMP, PCX, TIFF и TGA.
Достоинства:
· Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.
· Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.
|
|
|
· Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.
· Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.
Недостатки:
· Большой размер файлов с простыми изображениями.
· Невозможность идеального масштабирования.
· Невозможность вывода на печать на плоттер.
Из‑за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.
TIFF. Формат TIFF — формат хранения растровых графических изображений. Изначально был разработан компанией Aldus в сотрудничестве с Microsoft для использования с PostScript. Он позволяет сохранять фотографии в различных цветовых пространствах (RBG, CMYK, YCbCr, CIE Lab и пр.) и с большой глубиной цвета (8, 16, 32 и 64 бит). TIFF используется при сканировании, отправке факсов, распознавании текста, в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями. Имеется возможность сохранять изображение в файле формата TIFF со сжатием и без сжатия. Степени сжатия зависят от особенностей самого сохраняемого изображения, а также от используемого алгоритма. В отличии от JPG, изображение в TIFF не будет терять в качестве после каждого сохранения файла. Но, к сожалению, именно из-за этого TIFF файлы весят в разы больше JPG.При сохранении иллюстрации в этом формате не используется ни один из видов компрессии (сжатия). В этом формате получают максимально возможную степень качества и соответствия, сохраненной в файле копии изображения. Это единственный формат, используемый в профессиональном дизайне для хранения изображений высокого качества. Качественные TIF-изображения могут занимать несколько сотен мегабайт. TIF-формат является лучшим выбором при передаче изображений и растровой графики в векторные программы и издательские системы.
|
|
|
PNG. PNG - разработанный относительно недавно формат для Сети, призванный заменить собой устаревший GIF. Использует сжатие без потерь Deflate, сходное с LZW (именно из-за патентования в 1995-м году алгоритма LZW возник PNG). Сжатые индексированные файлы PNG, как правило, меньше аналогичных GIF`ов, PNG RGB меньше соответствующего файла в формате TIFF.Глубина цвета файлах PNG может быть любой, вплоть до 48 бит. Используется двумерный interlacing (не только строк, но и столбцов), который, так же, как и в GIF`е, несколько увеличивает размер файла. В отличие от GIF`а, где прозрачность как мед - либо есть, либо нет, PNG поддерживает также полупрозрачные пикселы за счет Альфа-канала с 256 градациями серого. В файл формата PNG записывается информация о гамма-коррекции. Гамма представляет собой некое число, характеризующее зависимость яркости свечения экрана вашего монитора от напряжения на электродах кинескопа. Это число, считанное из файла, позволяет ввести поправку яркости при отображении. Нужно оно для того, чтобы картинка, созданная на Мас` е, выглядела одинаково и на Windows, и на различных UNIX`ах. Таким образом, эта особенность помогает реализации основной идеи WWW - одинакового отображения информации независимо от аппаратуры пользователя.PNG поддерживается в Microsoft Internet Explorer начиная с версии 4 для Windows и с версии 4.5 на Макинтош. Netscape добавила поддержку PNG для своего браузера в версиях, начиная с 4.0.4 для обеих платформ. Тем не менее, до сих пор не реализована поддержка таких важных функций формата, как плавно переходящая прозрачность и гамма-коррекция.
GIF. Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году (GIF87a) фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован (GIF89a), были добавлены поддержка прозрачности и анимации. GIF использует LZW-компрессию, что позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы).GIF позволяет записывать изображение "через строчку" (Interlaced), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Это достигается за счет записи, а затем подгрузки, сначала 1, 5, 10 и т.д. строчек пикселов и растягивания данных между ними, вторым проходом следуют 2, 6, 11 строчки, разрешение изображения в интернетовском браузере увеличивается. Таким образом, задолго до окончания загрузки файла пользователь может понять, что внутри и решить, стоит ли ждать, когда файл поднимется весь. Черезстрочная запись незначительно увеличивает размер файла, но это, как правило, оправдывается приобретаемым свойством. В GIF можно назначить один или более цветов прозрачными, они станут невидимыми в интернетовских браузерах и некоторых других программах. Прозрачность обеспечивается за счет дополнительного Alpha-канала, сохраняемого вместе с файлом. Кроме того файл GIF может содержать не одну, а несколько растровых картинок, которые браузеры могут подгружать одну за другой с указанной в файле частотой. Так достигается иллюзия движения (GIF-анимация). Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов или меньше.
JPG. Этот формат используется для сжатия изображения в десятки раз. Формат позволяет использовать различные степени сжатия, делая тем самым выбор либо в сторону увеличения качества, либо в сторону уменьшения файла. В профессиональной полиграфии этот формат не используется из-за существенных потерь качества изображения. Для просмотра изображения на экране монитора или для распечатки на принтере качества JPG-формата достаточно. В формате JPG используется метод сжатия jpeg. Этим методом лучше сжимаются растровые изображения фотографического качества и плохо сжимаются логотипы или схемы. В этом формате хорошо и с меньшими потерями сжимаются большие изображения с высоким разрешением 200-300 ppi и плохо сжимаются с низким разрешением 72-150 ppi. Нежелательно сохранять изображения в JPG-формате, где важны все тонкости цветопередачи, так как во время сжатия происходит отбрасывание некоторой цветовой информации. В этом формате следует сохранять только конечный вариант работы, потому что любое пересохранение приводит к новым потерям данных и превращениям изображения в кашу.
Есть ещё несколько растровых форматов.
Векторные форматы:
Файлы векторного формата особенно полезны для хранения линейных элементов (линий и многоугольников), а также элементов, которые можно разложить на простые геометрические объекты (например, текст). Векторные файлы содержат не пиксельные значения, а математические описания элементов изображений. По математическим описаниям графических форм (линий, кривых, сплайнов) программа визуализации строит изображение. Векторные файлы структурно более просты, чем большинство растровых файлов, и обычно организованы в виде потоков данных.
Примеры наиболее распространенных векторных форматов — AutoCAD DXF и Microsoft SYLK.
Достоинства:
· Размер, занимаемой описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно раз большой объект файлом минимального размера.
· В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугу окружности, и она останется гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.
· Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.
· При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура.
Недостатки:
· Не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться очень большое количество объектов и их сложности, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением, и на время для его отображения (отрисовки).
· Перевод векторной графики в растр достаточно прост. Но обратного пути, как правило, нет — трассировка растра, при том, что требует значительных вычислительных мощностей и времени, не всегда обеспечивает высокого качества векторного рисунка.
WMF.Векторный формат WMF использует графический язык Windows и, можно сказать, является ее родным форматом. Служит для передачи векторов через буфер обмена (Clipboard). Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях для передачи "голых" векторов. WMF искажает цвет, не может сохранять ряд параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не может содержать растровые объекты, не понимается очень многими программами на Макинтош. Из известных автору графических программ, найболее корректно создавать WMF-файлы может только CorelDRAW. Универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.
AI. Adobe Illustrator - самый первый продукт Adobe. Он был создан сразу же после выхода PostScript Level 1, его можно назвать интерфейсом для PostScript. До 9-й версии ядро формата основывалось на EPS, с 9-й в основе лежит ядро PDF. Это дает основание полагать, что в будущем появится, наконец, многостраничность. Формат Illustrator`а напрямую открывается Photoshop`ом, его поддерживают почти все программы Макинтош и Windows так или иначе связанные с векторной графикой и графикой вообще. Оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики AdobeIllustrator.
CDR. Формат известен в прошлом низкой устойчивостью, плохой совместимостью файлов, искажением цветовых характеристик внедряемых битовых карт, тем не менее пользоваться CorelDRAW чрезвычайно удобно, он имеет неоспоримое лидерство на платформе РС. Многие программы на РС (FreeHand, Illustrator, PageMaker - среди них) могут импортировать файлы CorelDRAW. В седьмой версии многие основные проблемы были решены. Ее, 8-ю и 9-ю версии CorelDRAW можно без натяжек назвать профессиональными. В файлах этих версий применяется компрессия для векторов и растра отдельно, могут внедряться шрифты, файлы CorelDRAW имеют огромное рабочее поле 45х45 метров; начиная с 4-й версии поддерживается многостраничность, начиная с 7-й - технология OPI. Файлы формата CorelDRAW можно применять для переноса/передачи работ на PC, но нежелательно импортировать в программы верстки. На Макинтош файлы CorelDRAW для Windows открывают версия CorelDRAW для Макинтош и Adobe Illustrator 8 и выше.
Есть ещё несколько векторных форматов.
Метафайловые форматы:
Метафайлы могут хранить и растровые, и векторные данные. Простейшие метафайлы напоминают файлы векторного формата; они содержат язык или синтаксис для определения элементов векторных данных, но могут включать и растровое представление изображения. Метафайлы часто используются для транспортировки растровых и векторных данных между аппаратными платформами, а также для перемещения изображений между программными платформами.
Наиболее распространенные метафайловые форматы — WPG, Macintosh PICT и CGM.
1.2 Основные характеристики графических форматов:
Распространенность. Многие приложения имеют собственные форматы файлов. Они поддерживают особые возможности конкретных программ, но могут оказаться несовместимыми с другими приложениями. Программы иллюстрирования и издательские системы могут не уметь импортировать такие форматы или делать это некорректно. Если вы пользуетесь программами фирмы Adobe, то формат Photoshop «понимают» Adobe Illustrator, Adobe InDesign, Adobe PageMaker и др. Вопрос распространенности касается не только собственных форматов программ. Некоторые форматы разрабатывались специально под аппаратное обеспечение (например, форматы Scitex, Targa, Amiga IFF). Если вы не располагаете этой аппаратурой, не используйте подобный формат. Сохраняя изображения в малораспространенных форматах, вы создаете потенциальные проблемы при переносе их на другие компьютеры.
Соответствие сфере применения. Большинство графических форматов ориентировано на конкретные области применения. В случае ошибки при выборе формата изображение может оказаться непригодным для использования. Например, сохранив изображение в формате JPEG с большим коэффициентом сжатия, вы сделаете его непригодным для печати из-за потери качества. При этом повторное открытие и сохранение в другом формате не исправит допущенную ошибку.
Поддерживаемые типы точечных изображений и цветовые модели. Формат файлов должен поддерживать заданные сферой применения типы изображений. Например, формат BMP не поддерживает изображений в модели CMYK, требующейся в полиграфии, и не может использоваться в этой сфере. В Adobe Photoshop вы не сможете сохранить изображение в формате, который не поддерживает его тип или цветовую модель (Программа не предложит вам такой формат в списке допустимых). Тем не менее, следует учитывать возможность последующего преобразования типов и цветовых моделей, требуемых в выбранной сфере применения.
Возможность хранения дополнительных цветовых каналов. Если требуются дополнительные цветовые каналы (например, для плошечных цветов), то это существенно ограничивает свободу выбора формата. Их поддерживают всего два формата: DCS и PSD.
Возможность хранения масок. Чаще всего маски нужны только в процессе редактирования. При незавершенном редактировании изображения его сохраняют вместе со всеми созданными масками. Хранение масок в виде альфа-каналов поддерживается не всеми форматами.
Возможность хранения отрывочных контуров. Обрывочные контуры создаются средствами Photoshop и используются для маскирования фрагментов изображения в программах иллюстрирования и издательских системах. При подготовке изображения для верстки лучше выбирать форматы, поддерживающие обрывочные контуры. Предварительно необходимо убедиться, что импорт отрывочных контуров в издательскую систему из выбранного формата возможен и осуществляется корректно.
Возможность сжатия графической информации. Для уменьшения размеров графических файлов многие форматы предполагают сжатие данных. Выбор одного из таких форматов сэкономит место на жестком диске и тех носителях, которые используются для передачи файлов.
Способ сжатия. Форматы файлов, поддерживающие сжатие, используют для этого различные алгоритмы. Алгоритмы сжатия, снижающие качество изображений, позволяют достичь на порядок более высоких коэффициентов сжатия. Формат и его алгоритм сжатия должен полностью соответствовать сфере применения изображений (Для экранного просмотра можно в разумных пределах снизить качество изображения, что недопустимо для типографской печати).
Возможность хранения калибровочной информации. Для точного воспроизведения цветов в полиграфии используются системы управления цветом. В рамках сквозного управления цветом цветовые профили встраиваются в файлы изображений. Если производственный процесс использует управление цветом, то при сохранении файлов следует выбирать форматы, поддерживающие внедрение цветовых профилей.
Возможность хранения параметров растрирования. При подготовке изображения для полиграфического тиражирования используются особые параметры растрирования, поэтому форматы файлов должны поддерживать хранение этой информации.
Не существует «лучшего» среди многочисленных форматов файлов. Ориентироваться следует на тот формат, который наиболее подходит для вашей работы. Форматы, предназначенные для подготовки изображений к печати, неприменимы в Интернете, и наоборот.
Возникновение графических форматов.
Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые был реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью большинства компьютерных систем. Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображения с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную. Отдельным предметом считается трехмерная графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. На особенности специализации графики в отдельных областях указывают названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие.
Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры. В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры «Spacewar» («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1. В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина. В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM. В 1968 году группой под руководством Константинова Н.Н. была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер. Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 705; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!