Форматы графических файлов

Самыми распространенными графическими форматами в Web являются GIF и JPEG. GIF — наиболее подходящий формат для обмена изображениями между системами. Архивы с изображениями в формате GIF можно найти на многих серверах Internet. Данный формат поддерживают многие графические приложения, в том числе все программы просмотра графики World Wide Web.

Однако у этого формата есть одно серьезное ограничение: он не поддерживает изображения с глубиной цвета больше восьми бит на пиксел. Обычно восьми бит на пиксел оказывается достаточно для контурных изображений типа комиксов и рисунков, где используется ограниченное количество цветов, или для небольших картинок, где для цветопередачи хватает 256 оттенков. Однако для больших изображений фотографического качества больше подходит формат JPEG.

Формат GIF использует один из лучших алгоритмов сжатия LZW, который изначально не предназначался специально для графики. Он не очень подходит для работы с двухцветными (черно-белыми) или фотографическими изображениями.

С развитием аппаратного обеспечения, поддерживающего высокое разрешение и богатую цветовую гамму, графические файлы значительно увеличились в размерах. Профессиональные художники теперь, как правило, работают с файлами, содержащими 10 и более мегабайт данных на каждое изображение. Даже пользователи с более скромными запросами подчас имеют дело с изображениями 640 на 480 пикселов в 256 цветах (а это более 300 килобайт). Кроме того, многие сейчас начинают работать с полноцветными изображениями 1024 на 768 пикселов (это более 2,3 мегабайт данных). Так как высококачественные изображения встречаются все чаще, ограничения, накладываемые традиционными методами сжатия (например, LZW), становятся все более ощутимыми.

Для поиска оптимального способа сжатия изображений фотографического качества две международные организации по стандартизации, International Telecommunications Union (ITU, Международный союз телекоммуникаций) и International Organization for Standartization (ISO, Международная организация по стандартизации), создали Joint Photographic Experts Group (JPEG, объединенная экспертная группа по фотографии). С тех пор сокращение "JPEG" используется как название этой техники сжатия. Кроме того, оно входит в названия некоторых использующих ее файловых форматов.

Имя JPEG указывает на метод сжатия, но не на формат файла. На самом деле метод сжатия JPEG используют как многочисленные мало различающиеся форматы, зачастую известные, например "JPEG", так и единичные радикально отличающиеся форматы, такие как TIFF и Quick Time. К счастью, все же большинство форматов, известных под именем "JPEG", очень похожи, и, скорее всего, у вас не возникнет с этим проблем, однако знать о возможных осложнениях не помешает.

Формат JPEG отличается от других графических форматов прежде всего тем, что он использует метод сжатия "с потерями". JPEG частично идентифицирует и удаляет ту информацию, которая несущественна для восприятия изображения. В результате JPEG может достигать высокого уровня сжатия без заметных потерь в качестве изображения.

Метод сжатия "с потерями" имеет много реализаций. JPEG достигает существенного сжатия за счет отбрасывания той графической информации, которая обычно не проявляется в реальных изображениях. Однако при сжатии с помощью JPEG изображений с четкими контурами линии начинают заметно "дрожать". Так, например, если изображение содержит какие-либо подписи, подобный эффект может возникнуть вокруг символов. Этот эффект можно свести к минимуму, задав очень высокие значения параметра качества, однако при этом нельзя достичь приемлемых показателей сжатия.

Так как JPEG предполагает сжатие с потерями, при создании файлов необходимо быть внимательным. Большинство программ, создающих такие файлы, позволяют задавать значение параметра качества изображения. Обычно оно варьирует от нуля до ста. Нижние значения позволяют при сжатии JPEG отбрасывать больше информации, в результате чего получаются файлы меньшего размера. В свою очередь, высокие значения ограничивают количество информации, которой можно пренебречь во время сжатия.

Одна из наиболее распространенных ошибок заключается в интерпретации значения параметра качества от нуля до ста как процента сохраняемых данных. Чтобы развеять это заблуждение, некоторые современные программные продукты JPEG просто используют шкалу "лучшее сжатие" — "лучшее качество".

Хитрость заключается в том, чтобы при наименьшей величине параметра качества получить изображение без видимого его ухудшения. Лучше начинать со средних значений и внимательно оценивать результат. Если вы отмечаете некоторое ухудшение, попробуйте увеличить значение параметра, если нет — попытайтесь его уменьшить. При просмотре изображения обращайте внимание на следующие моменты: четкость очертаний и углов, например вокруг текста, или контур детали изображения, выделяющейся на общем фоне. Часто бывает заметно, что контур "смазан" или линия "дрожит".

Сжатие JPEG использует мозаику размером восемь на восемь пикселов. Если задаются слишком низкие значения качества, ее границы могут стать заметны. Если у вас уже есть изображения в GIF или другом восьмиразрядном формате, возможно, вы захотите попробовать конвертировать их в JPEG. Несмотря на то, что иногда это все же приводит к уменьшению необходимого для хранения файлов пространства, в большинстве случаев игра не стоит свеч. Если вы все же хотите попытаться, сначала выясните, сколько цветов использует изображение GIF. Если в нем только 64 цвета, то конверсия вряд ли себя оправдает, так как изображение с такой бедной цветовой палитрой не имеет тех плавных цветовых переходов, которые хорошо сжимает JPEG. В результате вы просто ухудшите качество изображения, не освободив места.

Одна из серьезных проблем конверсии изображений GIF в JPEG заключается в том, что изображения в формате GIF, лимитированные набором из 256 (или менее) цветов, часто используют клиширование (dithering) и полутона (halftoning), в результате чего пикселы двух цветов смешиваются для получения эффекта третьего тона. В результате использования этой техники образуются шаблоны, крайне плохо сжимаемые с помощью JPEG. Отдельные программы позволяют усреднять значения этих шаблонов, "смягчая" таким образом изображение до преобразования, в результате чего сжатие с помощью JPEG оказывается более эффективным.