Bitmapové grafické a animační formáty

Jak rozlišit obrazové formáty?



Od té doby, co se na počítačích začaly ukládat obrázky a

animace, musel se vyřešit problém, jak je uložit. Přestože by

jeden standard vyřešil mnoho problémů s přenosem dat, prakticky

nebylo možné jej zavést, a tak se utvořila celá řada více či

méně používaných formátů, z nichž každý má trochu jiné

vlastnosti a každý slouží k něčemu jinému.

Druhou specifickou oblastí je Internet, kde je zejména požadavek

na minimální velikost vyveden do krajnosti.

Pokud se tedy grafikou zabýváte či připravujete webovské

stránky, tento článek vám bude užitečným pomocníkem při výběru

toho správného formátu pro uložení dat, tak aby zabrala co

nejméně místa a přitom jste přišli o co nejméně informací.



KAPITOLA 0. ÚVOD

Náš přehled se zaměřil na srovnání jednotlivých obrazových

formátů. Ty jsou porovnávány nejen pomocí principu ukládání dat,

ale i podle svých možností. Vzhledem k obrovskému množství

existujících formátů jsme nezachytili všechny, ale jen ty

nejdůležitější.

V závorce za názvem je vždy uložena obvyklá přípona souboru.



KAPITOLA I. NEKOMPRIMOVANÉ OBRAZOVÉ FORMÁTY



Nekomprimovanými formáty to vlastně všechno začalo, a vše se

zdálo býti v pořádku, neboť rozsah souborů nebyl velký a kvalita

nijak snížena nebyla. Pak ale přišly adaptéry s vyšším

rozlišením a počtem barev, a rozsahy souborů začali narůstat.

Dnes nekomprimované formáty přežívají jen v podobě klasických

bitmap pro Windows , ale i zde jsou na ústupu.



Windows and OS/2 Bitmap (BMP, BGA)



BMP je nejzákladnější formát používaný v OS/2 a Windows. Kromě

dat samotných je zde vlastně jen hlavička, udávající základní

informace o obrazu (rozměr, počet barev, atd). Formát OS/2 BGA

se od BMP liší tím, že je schopen uložit více obrázků do

jednoho. BMP existuje i v komprimované podobě.





Tagged Image File Format (TIF, TIFF)



TIFF je klasický souborový formát používaný v¦DTP: kromě

základních schopností uložit obraz, dokáže v sobě uchovat také

některé doplňující informace, jako je například nastavení

výstupního zařízení či cestu ořezu, atd. Soubor je schopen

uložit i soubory v režimu CMYK. Tiff existuje i v komprimované

podobě.



RAW File Format (RAW)



RAW je takový pseudo-formát programátorů. Je to vlastně jen

obraz uložený do souboru bod po bodu, bez jakéhokoliv záhlaví. V

tomto formátu je možné uložit prakticky jakýkoliv obraz, ale

může nastat problém, budete-li jej chtít znovu načíst, neboť

musíte znát jeho velikost, počet barev a další informace. Hodí

se například pro import dat do nějakého vlastního programu,

pokud nevíte, jak je některý jiný kódován.



Encapsulated PostScript (EPS)



EPS je čistý DTP formát. Umožňuje uložit prakticky vše, co s

obrazem můžete dělat, vektorový i bitmapový obraz, náhledy atd.

EPS je vlastně textový soubor, ve kterém jsou vypsány veškeré

informace o obrazu. Nehodí se pro archivaci bitmap, neboť je

ukládá značně větší než jakýkoliv jiný i nekomprimovaný formát.

Klasický EPS lze uložit i jako bitový soubor.



Truevision Targa (TGA)



Targa je jeden z prvních vícebarevných formátů. Rovněž není

komprimovaný, ale umožňuje uložit obraz i v 16bitové kvalitě a

tím rozměr dat trochu zmenšit. Kromě toho Targa svede 8-, 24– a

32bitový režim, a dokonce uložit i více kanálů. Nikoliv však

CMYK.



KAPITOLA II. BEZEZTRÁTOVĚ KOMPRIMOVANÉ OBRAZOVÉ FORMÁTY



Bezeztrátově komprimované formáty sice nedokáží tak výrazně

snížit rozsah uložených dat, avšak obraz v nich uložený neztrácí

kvalitu ani detaily. Formát je proto vhodný na uložení detailní

a kvalitní grafiky. Nejvyšší úspěchy jsou dosahovány s obrazy s

nízkým počtem barev a velkými plochami v jedné barvě. Naopak

velké množství různě barevných bodů vedle sebe (šum) může

zapříčinit, že takto uložená data jsou ještě větší než

nekomprimovaná.



RLE compressed Windows and OS/2 Bitmap (BMP)



Nejjednodušším komprimovaným formátem je klasický BMP, kde jsou

data uložena pomocí RLE komprese. Takto uložená bitmapa má o

něco menší rozměr, ale není možné, na rozdíl od nekomprimované

verze ukládat plnobarevné fotografie (24 bitů). Nejvyšší

komprese dosahuje u velkého počtu stejnobarevných bodů v jedné

řadě.



Zsoft PC Paintbrush (PCX)



Druhým nejjednodušší formátem je PCX, který začal být používán

některými grafickými programy pro ukládání komprimovaných

obrazů. PCX nekomprimuje výrazně, ale dokáže uložit jak

monochromatická (jednobarevná) data, tak i plnobarevné (24 bitů)

fotografie. Největších kompresních úspěchů dosahuje PCX tam, kde

je hodně stejnobarevných bodů uloženo vedle sebe.



CompuServe Graphics Interchange Format (GIF)



GIF byl jedním z prvních obrazových formátů navržených speciálně

pro uložení grafiky na Internetu a počítačových sítích. Jeho

velkou předností je vysoká úroveň komprese. GIF umožňuje uložit

jen 1-,4– a 8bitové obrázky, nedokáže však uložit více jak 256

barev. Nehodí se tedy příliš pro ukládání fotografií, ale pro

čárovou nebo jednodušší grafiku ano. Největší komprese dosahuje

u obrázků s velkými nepřerušenými stejnobarevnými plochami. Nová

verze GIFu (v89) umožňuje nastavení průhledné barvy a dokonce i

prokládání, čímž se zejména na Internetu dosahuje příznivé doby

při načítání. Verze animovaný GIF umožňuje uložit více GIF v89

obrázků do jednoho souboru.



LZW Compressed Tagged Image File Format (TIF, TIFF)



Komprimovaná verze TIFFu má stejné vlastnosti jako

nekomprimovaná, ale dokáže data trochu zmenšit použitou LZW

kompresí. Ta má největší úspěchy u stejnobarevných ploch bez

přerušení.



Portable Network Graphics (PNG)



Tento formát reagoval na nedostatky standardu GIF, a tak je

rozšířil o podporu více kanálů, uložení DPI, a vícebarevných

obrázků. PNG neosahuje takové komprese jako GIF ani v

nízkobarevných formátech, a tudíž se hodí pro uložení například

vícebarevné čárové grafiky, nebo mnohabarevných obrázků a

fotografií, kde potřebujeme zachovat přesné detaily. Je to tedy

jakýsi střed mezi GIFem a JPEGem. Na Internetu se používá

zřídka. PNG obsahuje řadu různých filtrů a režimů, pomocí

kterých můžete velikost výsledného obrazu optimalizovat.



Adobe Photoshop (PSD)



Vnitřní obrazový formát Photoshopu se díky jeho rozšířenosti

stal pseudo-standardem v DTP oblasti. Umožňuje uložit všechny

grafické režimy, cesty i ořezy, vrstvy i kanály a mnoho dalších

informací. Rovněž i PSD nejlépe komprimuje stejnobarevné plochy,

přičemž bere každou případnou vrstvu zvlášť.



KAPITOLA III. ZTRÁTOVĚ KOMPRIMOVANÉ OBRAZOVÉ FORMÁTY



Ztrátově komprimované formáty dosahují vynikajících kompresních

úspěchů při rozumné zachované kvalitě uložených dat. Hodí se

zejména na vícebarevné obrázky a fotografie.



Joint Picture Expert Group (JPEG, JPG)



Na Internetu dalším (vedle GIFu) velmi rozšířeným formátem je

JPEG. Ten je určen k uložení fotografií a obrázků v plnobarevném

(24 bitů) nebo CMYK režimu. Nižší režim neumí. Složitý kompresní

algoritmus použitý u JPEGu umožňuje nastavení zachování detailů

v rozsahu 1 – 99 procenta, a tím je možné ovlivnit výslednou

velikost/kvalitu ukládaných dat. Ostré přechody si JPEG

změkčuje, a tak dochází zejména v čárové grafice k výrazným

ztrátám. JPEG dosahuje obrovské komprese u souborů s velkými

stejnobarevnými plochami. Negativně se projevují naopak ostré

přechody. JPEG je schopen uložit i některé doplňující informace

(cesty, DPI, atd.). Nejnižší komprese u JPEGu sice také

zkresluje obraz, ale například jen o jeden jasový stupeň což je

rozdíl pouhým okem nerozeznatelný. Pokud však potřebujete mít

obraz skutečně přesný (například pro maskování), použít jej

nemůžete.

Druhá verze, nazvaná Progresive JPEG, dosahuje při shodné

kvalitě vyššího stupně komprese, a navíc dokáže uložit i

prokládaný obraz, který se při otevírání otevře nejprve nahrubo

a postupně se dokreslují detaily.



KAPITOLA IV. JAKÉ OBRAZOVÉ FORMÁTY POUŽÍT PRO INTERNET



Webové prohlížeče podporují v zásadě tři druhy obrazových

formátů: GIF, JPEG a PNG. Jak jejich schopnosti nejlépe využít?

U všech obrázků, které na umisťujete na Internet, byste měli

zajistit, aby měly co možná nejmenší velikost při zachované

rozumné kvalitě. Pokud je v obrázku použito málo barev nebo je

zde hodně stejnobarevných ploch, převeďte obraz do 16, nebo

256barevného režimu (bez rozhladu) a uložte jej jako GIF.

Přestože JPEG komprimuje výborně, GIF zde dosahuje lepších

výsledků bez zkreslení. Pokud je nutné v obrázku zachovat velký

počet barev, uložte jej jako JPEG. Ten volte i v případě

256barevných obrázků, které mají hodně barevných přechodů a bodů

různou barvou – fotografie, šum (nutno převést do 24bitového

režimu) – zde JPEG dosáhne lepších výsledků.

Málo používaný formát PNG využijete tehdy, pokud publikujete

data, u nichž je potřeba zachovat přesné podání a přitom vysoký

počet barev – například obrázky s velkými plochami jedné barvy

a kouskem fotografie, atd. Druhou možností využití je,

chcete-li, aby si data zachovala některé informace z DTP studia,

například různé kanály, atd.



KAPITOLA V. FORMÁTY PRO UKLÁDÁNÍ ANIMACÍ



Windows and OS/2 Audio Video Interchange (AVI)



Bezesporu nejpopulárnějším formátem pro ukládání animací je

klasické AVI. Tento formát, rozšířený zejména pod Windows,

umožňuje využití různých metod komprese od třetích výrobců, a

pochopitelně podporuje i různě kvalitní zvuk. Proto je obtížné

mluvit o jeho vlastnostech. Obecně je to však formát z

popisovaných nejjednodušší, snímkově nebo sekvenčně

komprimovaný. Tento formát je obecně ztrátově komprimující.



Motion Picture Expert Group (MPEG, MPG, MJPEG)



Nejlepších výkonových vlastností dosahuje MPEG, který výrazně

komprimuje při zachované slušné kvalitě (míra ztrátové komprese,

a tím i kvality je nastavitelná). MPEG se také podstatně

rychleji přehrává, díky malému rozsahu. Rovněž i MPEG umožňuje

uložit zvuk v různé kvalitě.

MJPEG verze komprimuje každý snímek zvlášť, a tak sice nemá tak

výrazné zmenšení velikosti, ale díky rychlejšímu přístupu k

jednotlivým snímkům je vhodný jako formát pro uložení dat před

střihem.



Real Movie (RM)



Čistě internetovým animačním formátem je Real Video. Ten je plně

přizpůsoben podmínkám na Internetu, a tak umožňuje nastavení

animace pro různě rychlá přenosová pásma. Tím lze obraz (a zvuk)

degradovat i do takové míry, že několikaminutový ozvučený snímek

je veliký řádově stovky kilobytů, a tím jej lze bez problémů v

reálném čase přehrávat z Internetu. Real Video je snímkově

komprimované.



KAPITOLA VI. OSTATNÍ GRAFICKÉ FORMÁTY



Ostatní grafické formáty se používají zřídka, nebo jsou to

formáty podporované některým spektrem grafických aplikací, jež

nejsou mimo svou oblast příliš rozšířené. K dalším bitmapovým

formátům patří CUT, IFF, DIB, PBM, LBM, MAC, MSP, PCD, PXR, SCT,

PCT, PGM, PPM, RAS a další.

Pro kompletnost uvedeme, že vektorovou (čárovou) grafiku vedle

postscriptu EPS zastupují především: WMF, AI, CDR, DXF a další.





KAPITOLA VII. ZÁVĚR



Přestože se do našeho článku nevešly všechny obrazové formáty,

poskytuje dobrý přehled o současném stavu a tím jistě i vám

usnadní práci s grafikou nejen na Internetu, ale i například při

archivaci osobních dat.



Náš test



V našem testu jsme vyhodnotili několik charakteristických

obrázků, a jak si s nimi jednotlivé formáty poradí. U každého

grafu je vždy v rohu podoba testovaného obrázku. Sloupec grafu

ukazuje velikost souboru v bytech. Pokud formát nepodporoval

daný režim, byl mu obrázek přizpůsoben (v nejkvalitnější možné

míře, viz poznámka). Obrázky jsou vždy ukládány v nejvyšší možné

kvalitě, aby nedošlo ke zkreslení obrazu (pokud lze).

Samotná fotografie a fotografie kombinovaná s čárovou grafikou

byly v TrueColoru (24 bitů – 16 777 216 barev). Čárová grafika

byla v 16 barvách a prázdný soubor ve dvou barvách (například

jednoduchá grafika na WWW stránkách). Pokud soubor nepodporoval

16 barev, muselo být použito 256. Formát JPEG podporoval jen

TrueColor.







<T><T><T>Fotografie<T>Pro­cent<T>Pozn.<T>Čárová

grafika<T>Procent<T>Pozn.<T>Foto+čár.

graf.<T>Procent<T>Pozn.<T>Práz­dný<T>Procent<T>Pozn.

<T><T>BMP<T>900 056<T>100­,0<T><T>153 676<T>100,0<T><T>921

656<T>100,0<T><T>38 464<T>100,2<T>

<T><T>BMP+RLE<T>276 596<T>92,2<T>256 barev<T>5

208<T>3,4<T><T>118 436<T>38,6<T>256 barev<T>64<T>0,2<T>

<T><T>EPS<T>2 479 926<T>275,5<T>­<T>2 538 356<T>1652,6<T><T>2 538

357<T>275,4<T><T>81 044<T>211,1<T>

<T><T>GIF<T>175 762<T>58,6<T>256 barev<T>3 111<T>2,0<T><T>81

493<T>26,5<T>256 barev<T>895<T>2,3<T>

<T><T>JPEG<T>132 128<T>14­,7<T><T>31 895<T>20,8<T>Tru­eColor<T>106

798<T>11,6<T>TrueColor<T>2 592<T>6,8<T>Tru­eColor

<T><T>PCX<T>873 420<T>97,­0<T><T>12 215<T>8,0<T><T>401

679<T>43,6<T><T>2 048<T>5,3<T>

<T><T>PNG<T>574 452<T>63,­8<T><T>8 224<T>5,4<T><T>289

548<T>31,4<T><T>4 387<T>11,4<T>16 barev

<T><T>PSD<T>821 920<T>91,­3<T><T>9 350<T>6,1<T><T>368

790<T>40,0<T><T>2 072<T>5,4<T>

<T><T>Targa<T>900 044<T>100,0<T><­T>308 012<T>200,5<T>256

barev<T>921 644<T>100,0<T>­<T>307 244<T>800,1<T>256 barev

<T><T>TIFF<T>901 212<T>100,1<T><T­>309 266<T>201,3<T>256

barev<T>922 136<T>100,1<T>­<T>38 710<T>100,8<T>256 barev

<T><T>TIFF+LZW<T>448 880<T>49,9<T­><T>11 552<T>7,5<T>256

barev<T>245 162<T>26,6<T><­T>1 078<T>2,8<T>256 barev



Velikosti souboru jsou v bytech.