Типы растровых карт
Растровое изображение — это массив битов, указывающий цвет каждого пикселя в прямоугольном массиве пикселей. Количество битов, посвященных отдельному пикселю, определяет количество цветов, которые можно назначить этому пикселю. Например, если каждый пиксель представлен 4 битами, то этот пиксель можно назначить один из 16 разных цветов (2^4 = 16). В следующей таблице показано несколько примеров количества цветов, которые могут быть назначены пикселю, представленному заданным числом битов.
| Биты на пиксель | Количество цветов, которые можно назначить пикселю |
|---|---|
| 1 | 2^1 = 2 |
| 2 | 2^2 = 4 |
| 4 | 2^4 = 16 |
| 8 | 2^8 = 256 |
| 16 | 2^16 = 65 536 |
| 24 | 2^24 = 16, 777, 216 |
Файлы дисков, в которых хранятся растровые изображения, обычно содержат один или несколько блоков сведений, которые хранят такие сведения, как количество битов на пиксель, количество пикселей в каждой строке и количество строк в массиве. Такой файл также может содержать таблицу цветов (иногда называемую цветовой палитрой). Таблица цветов сопоставляет числа в растровом рисунке с определенными цветами. На следующем рисунке показан увеличенный рисунок вместе с его растровым изображением и таблицей цветов. Каждый пиксель представлен 4-разрядным числом, поэтому в таблице цветов есть 2^4 = 16 цветов. Каждый цвет таблицы представлен 24-разрядным числом: 8 битами для красного, 8 бит для зеленого и 8 бит для синего цвета. Числа отображаются в шестнадцатеричной форме (base 16): A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.
Посмотрите на пиксель в строке 3, столбце 5 изображения. Соответствующее число в растровом рисунке равно 1. В таблице цветов говорится, что 1 представляет красный цвет, поэтому пиксель красный. Все записи в верхней строке растрового изображения : 3. Таблица цветов говорит нам, что 3 представляет синий цвет, поэтому все пиксели в верхней строке изображения являются синим.
Заметка
Некоторые растровые изображения хранятся в нижнем формате; Числа в первой строке растрового изображения соответствуют пикселям в нижней строке изображения.
Растровое изображение, которое хранит индексы в цветовую таблицу, называется индексированную палитрой растровую карту. Некоторые растровые изображения не нуждаются в цветовой таблице. Например, если растровое изображение использует 24 бита на пиксель, это растровое изображение может хранить сами цвета, а не индексы в цветовую таблицу. На следующем рисунке показана растровая карта, которая хранит цвета непосредственно (24 бита на пиксель), а не с помощью таблицы цветов. На рисунке также показано увеличенное представление соответствующего изображения. На растровом рисунке FFFFFF представляет белый цвет, FF0000 представляет красный, 00FF00 представляет зеленый цвет, а 0000FF представляет синий цвет.
Форматы графических файлов
Существует множество стандартных форматов для сохранения растровых карт в файлах. Windows GDI+ поддерживает форматы графических файлов, описанные в следующих абзацах.
растрового изображения (BMP)
BMP — это стандартный формат, используемый Windows для хранения независимых от устройств и приложений образов. Число битов на пиксель (1, 4, 8, 15, 24, 32 или 64) для заданного BMP-файла указывается в заголовке файла. BMP-файлы с 24 битами на пиксель являются общими.
формата графического обмена (GIF)
GIF — это общий формат изображений, отображаемых на веб-страницах. GIF-файлы хорошо работают для рисунков линий, рисунков с блоками сплошного цвета и рисунков с острыми границами между цветами. ГИФ сжимаются, но в процессе сжатия данные не теряются; Распаковка изображения точно совпадает с исходным. Один цвет в GIF можно назначить прозрачным, чтобы изображение было цветом фона любой веб-страницы, отображающей ее. Последовательность изображений GIF может храниться в одном файле для формирования анимированного GIF-файла. GIFS хранит не более 8 бит на пиксель, поэтому они ограничены 256 цветами.
совместная группа экспертов по фотографии (JPEG)
JPEG — это схема сжатия, которая хорошо подходит для естественных сцен, таких как сканированные фотографии. Некоторые сведения теряются в процессе сжатия, но часто потеря неуказанно для человеческого глаза. Цветные изображения JPEG хранят 24 бита на пиксель, поэтому они могут отображать более 16 миллионов цветов. Существует также формат JPEG серого уровня, в который хранятся 8 битов на пиксель. JPEG не поддерживают прозрачность или анимацию.
Уровень сжатия изображений JPEG настраивается, но более высокие уровни сжатия (небольшие файлы) приводят к потере информации. Коэффициент сжатия 20:1 часто создает изображение, которое человеческий глаз находит трудно отличить от исходного. На следующем рисунке показан образ BMP и два изображения JPEG, сжатые из этого изображения BMP. Первый JPEG имеет коэффициент сжатия 4:1, а второй JPEG имеет сжатие около 8:1.
Сжатие JPEG не работает хорошо для рисунков линий, блоков сплошного цвета и резких границ. На следующем рисунке показан BMP вместе с двумя JPEG и GIF. JPEG и GIF были сжаты из BMP. Коэффициент сжатия равен 4:1 для GIF, 4:1 для меньшего JPEG и 8:3 для большего JPEG. Обратите внимание, что GIF поддерживает острые границы вдоль линий, но JPEG, как правило, размытие границ.
JPEG — это схема сжатия, а не формат файла. Формат обмена файлаМИ JPEG (JFIF) — это формат файла, который часто используется для хранения и передачи изображений, которые были сжаты в соответствии со схемой JPEG. Файлы JFIF, отображаемые веб-браузерами, используют расширение .jpg.
файл образа Exchangeable (Exif)
Exif — это формат файла, используемый для фотографий, захваченных цифровыми камерами. Exif-файл содержит изображение, сжатое в соответствии со спецификацией JPEG. Файл Exif также содержит сведения о фотографии (дата, скорость затвора, время экспозиции и т. д.) и сведения о камере (производитель, модель и т. д.).
переносимой сетевой графики (PNG)
Формат PNG сохраняет множество преимуществ формата GIF, но также предоставляет возможности за пределами GIF. Как и в GIF-файлах, PNG-файлы сжимаются без потери информации. PNG-файлы могут хранить цвета с 8, 24 или 48 битами на пиксель и серые шкалы с 1, 2, 4, 8 или 16 бит на пиксель. В отличие от этого, GIF-файлы могут использовать только 1, 2, 4 или 8 бит на пиксель. PNG-файл также может хранить альфа-значение для каждого пикселя, указывающее степень, в которой цвет этого пикселя смешивается с цветом фона.
PNG улучшает GIF в своей способности постепенно отображать изображение; т. е. для отображения лучшего и лучшего приближения изображения по мере поступления по сетевому подключению. PNG-файлы могут содержать сведения о гамма-коррекции и коррекции цвета, чтобы изображения могли быть точно отрисованы на различных устройствах отображения.
формата файла тегов (TIFF)
TIFF — это гибкий и расширяемый формат, поддерживаемый различными платформами и приложениями обработки изображений. TIFF-файлы могут хранить изображения с произвольным числом битов на пиксель и использовать различные алгоритмы сжатия. Несколько изображений можно хранить в одном многостраничном TIFF-файле. Сведения, связанные с изображением (средство проверки, главный компьютер, тип сжатия, ориентация, выборки на пиксель и т. д.), можно хранить в файле и упорядочивать с помощью тегов. Формат TIFF можно расширить по мере необходимости при утверждении и добавлении новых тегов.