Каждый пиксель изображения может быть лишь в двух состояниях прозрачный цветной и не прозрачный

Обновлено: 07.07.2024

Сегодня пойдет речь о форматах изображений их особенностях и отличительных чертах. Многие из нас знают, что изображения имеют разные форматы, но не все понимают, почему их такое множество и какие у них отличительные черты.

Любое изображение, хранящееся на компьютере, имеет свой графический формат. Каждый из графических форматов имеет свои свойства и своё предназначение. На сегодняшний день существует огромное количество графических форматов. Большую часть графических форматов, мы будем рассматривать на основе одного из самых популярных графических редакторов Adobe Photoshop. Почему именно фотошоп, все просто, этот графический редактор обладает наибольшим количеством форматов.

Но дополнительно, постараемся разобрать и другие широко известные форматы изображения.

Итак, приступим:

PSD – это собственный формат программы Adobe Photoshop, он позволяет сохранять всю проделанную работу над изображением. А именно прозрачность, режимы смешивания слоев, тени, слои, маски слоя и все остальные мелочи работы проделанной с изображением. Этот формат обычно используется, если работа над изображением до конца не завершена. Так же его часто используют для разработки макета сайта, так как производить верстку с данного файла удобно видя все слои и элементы. А во всех остальных случаях его использование нет смысла, так как он имеет значительно большой размер файла по отношению к другим форматам.

TIFF – позволяет максимально точно сохранить подготовленный проект фотошопа. Он содержит не только пиксельную информацию, но также плотность точек на изображение при печати dpi. Еще он может хранить несколько слоев изображения плюс информацию о прозрачности каналов. Использование этот формат получил в основном в полиграфии.

BMP – это точечный рисунок. Изображение в этом формате состоит из массы точек, каждая из которых содержит свой цвет. Этот формат имеет очень большой размер и хорошо подвергается сжатию архиваторами. Потери качества в BMP не значительное, однако, он уступает TIFF.

JPEG – это самый широко используемый формат. Он получил широкое использование в цифровой технике (фотоаппаратах). Причина столь широкого использования это довольно не плохое качество и маленький размер файла. Но маленький размер говорит о том, что значительно теряется качество изображения. Все дело в алгоритме сжатия изображений, он состоит в том что, сжимаясь, изображение значительно теряет точность. Этот формат по этим причинам не желательно использовать в полиграфии. Но плюсом является то, что их удобно посылать по email (электронной почте), выкладывать в Интернете и хранить на дисках.

JPEG 2000 – формат графических файлов с хорошей компрессией. Качество изображения по сравнению с JPEG получается более гладкое и четкое, а размер файла в одинаковом качестве в разы меньше. Графические файлы, сохранённые в JPEG 2000, с высокой степенью сжатия не содержат артефактов.

Поддерживает сжатие изображений, как с потерями качества, так и без него. Кроме этого формат JPEG 2000, поддерживает «прогрессивное сжатие», которое по мере загрузки файла позволяет увидеть качественное изображение, изначально представленное как размытое. Расширение файлов: .jp2, .j2k, .jpf, .jpm, .jpg2, .j2c, .jpc.

JPEG XR – формат кодирования изображений, разработанный Microsoft. Сжимает фотографии больше и лучше JPEG 2000 может сжимать без потери качества. Поддерживает прозрачность и различную степень сжатия. JPEG XR достаточно эффективный формат для сжатия изображений, при достаточно большом проценте сжатия, на изображение практически отсутствуют артефакты.

Изображения JPEG XR загружаются быстрее, чем в формате JPEG2000. Формат поддерживает 16bit, что дает возможность хранить картинки с полным охватом цветов размером меньше чем в формате TIFF. Расширение файлов: .jxr, .hdp, .wdp.

GIF – в основном используется для изготовления графики для Интернета. Он не годится для сохранения фотографий, так как имеет ограничение по цветопередаче, по этим же причинам он не годится для полиграфии. Изображение данного графического формата состоит из точек, которые могут включать в себя от 2 до 256 цветов. Ограниченность цветопередачи и поддержка прозрачности делают его незаменимым для хранения изображений с минимум цветов, например логотипов. Еще одна особенность формата это возможность изготовления анимированных изображений. Широко применяют для создания gif (анимированных) баннеров.

EPS – можно назвать наиболее надежным и универсальным форматом. Он в основном предназначен для передачи векторной и растровой графики в издательства, возможность создания и использования данного формата практически всеми графическими редакторами. Использовать данный формат имеет наибольший смысл только в том случае, если вывод осуществляется на PostScript-устройстве.

PICT – это собственный формат Макинтош. Формат способен включать в себя как растровую, так и векторную информацию, текст, а также звук, использует RLE-компрессию. Битовые PICT-изображения могут иметь абсолютно любую глубину битового представления. Векторные же PICT-изображения, которые практически исчезли из использования в наши дни, имели необычные проблемы толщины линии и другие отклонения во время печати.

Формат используется для Макинтош, и при создании определенных презентаций только для Мак. На обычных компьютерах (не мак) PICT – формат представлен с расширением .pic или .pct, считывается определенными программами, работа с этим форматом зачастую бывает не простой.

PDF –формат предложен и разработан компанией Adobe, как формат для электронной документации, различных презентаций и верстки для пересылки его по электронной почте. И его проектная особенность была обеспечить компактный формат. По этим причинам все данные в pdf могут сжиматься, причем особенность в нем такая, что к разного рода информации применяются разные, более подходящие для этих типов данных сжатия: JPEG, RLE, CCITT, ZIP.

PCX – формат растрового изображения. Файлы pcx типа используют стандартную палитру цветов, этот формат был расширен для хранение 24-битных изображений. Этот формат аппаратно зависим. Предназначен хранить информацию в файле в том же виде, что и в видео-плате. Чтобы совместить этот формат со старыми программами необходима поддержка EGA-режима видеоконтроллера. Алгоритм сжатия быстрый и занимает малый объём памяти, но не очень эффективен, не подойдет для сжатия фотографий и детальной компьютерной графики.

ICO – этот формат разработан для хранения значков файлов. Размеры ico файлов могут быть любыми, но наиболее используемые значки со сторонами в 16, 32 и 48 пикселей. Еще используются иконки с размерами 24, 40, 60, 72, 92, 108, 128, 256 пикселей. Данные в значках обычно не сжимаются. Значки бывают в цвете True Color, High Color , или с четко фиксированной палитрой. По своей структуре файлы ICO наиболее близки к BMP формату, но отличаются от bmp присутствием маски, накладываемой на задний план с помощью операции побитового «И», что дает возможность реализовать прозрачность.

RAW – это формат данных, содержащий в себе необработанную информацию (или обработанную в минимальной степени), созданный напрямую поступающей информацией с матрицы фотокамеры (видеокамеры и д.р.). Этим форматом обозначают не только фото данные, но и исходные данные звукозаписи или видео. Данный формат хранит всю информацию о файле и имеет больший потенциал для обработки фотографий, нежели формат JPG. RAW сохраняет максимально возможное качество. Данные в RAW-файлах могут быть несжатыми, сжатыми без потерь или сжатыми с потерями.

SVG – формат масштабируемой векторной графики (Scalable Vector Graphics). Формат создан W3C. В соответствие со спецификацией он создан для описания двумерной векторной и смешанной векторной/растровой графики в XML. Включает в себя три типа объектов: фигуры, изображения и текст. Поддерживает неподвижную, анимированную так и интерактивную графику. Создавать и редактировать можно как в текстовых редакторов посредством правки кода, так и в любом графическом редакторе для векторной графики (Adobe Illustrator, Inkscape, CorelDRAW, Corel SVG Viewer). SVG – это открытый стандарт не является чьей либо собственностью.

По сравнению с PNG изображениями формат WebP имеет вес на 26% меньше без потери качества. По сравнению с изображениями JPEG формата WebP на 25-34% меньше весит, но с потерями качества по индексу структурного сходства.

Поддерживает прозрачность (альфа-канал).
WebP поддерживается в Chrome, Firefox, Edge, Opera и других инструментах и библиотеках. При разработке сайтов для корректного отображения в браузерах, которые не поддерживают WebP формат, рекомендуется использовать поддержку альтернативных изображений.
Включает легкую библиотеку libwebp для кодирования и декодирования.
Инструменты командной строки cwebp и dwebp для преобразования изображений в формат WebP и обратно.
Инструменты просмотра, мультиплексирования (передача нескольких потоков данных с меньшей скоростью по одному каналу) и анимации изображений WebP.

AVIF – (AV1 Still Image File Format) эффективный формат сжатия изображения с потерей качества, основанный на библиотеке для сжатия кадров кодека AV1. AVIF – бесплатный формат, совместимый с HEIF. Может хорошо обработать изображение, получив небольшой вес файла с высокой детализацией. Обеспечивает быструю загрузку изображений на сайтах в Интернете.

Поддерживает прозрачность (альфа-канал).
Может хранить несколько изображений.
Поддерживает анимацию.
Имеет стандарт EXIF (позволяет добавлять к изображению дополнительную информацию). Например, авторство.
Поддерживает миниатюры изображения.
Имеет преимущества по сжатию: примерно на 20% сжимает лучше WebP и на 50% чем Jpg.

Конвертировать изображение в .avif файл можно в сервисе Squoosh.
Расширение файлов: .avif

Формат графического файла определяет способ хранения графической информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия для уменьшения объёма файла).

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 BMP, GIF, TIFF, JPEG и PSD.

— формат хранения растровых изображений, разработанный компанией Microsoft.

С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные системы Windows и OS/2.

Формат BMP поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением, способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет ( 16,7 млн. оттенков).

Имена файлов BMP используют расширения *.bmp, *.dib и *.rle

— стандартный растровый формат представления изображений в WWW.
Формат GIF позволяет хорошо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы), записывать изображение "через строчку" (Interlaced mode), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением.
Применяется для хранения рисунков и анимации в Интернете.

Имена файлов GIF используют расширение *.jpg .

TIFF используется в полиграфии, при печати изображений.

TIFF может сохранять векторную графику программы Photoshop, Alpha-каналы для создания масок в видеоклипах Adobe Premiere и др.
Имена файлов TIFF используют расширение *.tiff и *.tif.

— один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений.

Алгоритм JPEG в наибольшей степени пригоден для сжатия фотографий и картин, содержащих реалистичные сцены с плавными переходами яркости и цвета. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет.

JPEG не подходит для сжатия изображений при многоступенчатой обработке, так как искажения в изображения будут вноситься каждый раз при сохранении промежуточных результатов обработки.

Имена файлов JPEG используют расширения: .jpg, .jfif, .jpg, .JPG, или .JPE.

— формат фирмы Adobe Photoshop с неразрушаемым сжатием.

Формат PSD обеспечивает хранение полноцветных изображений со всеми их особенностями, каналами, масками, различными слоями, векторными фигурами, контурами, эффектами и т.п., известными и понятными только этой программе. Особо рекомендуется использовать при работе с Photoshop.

Имена файлов PSD используют расширение *.psd.

Векторные изображения состоят из математических формул, описывающих простые графические объекты, из которых и состоит векторный файл. Такой файл содержит информацию о том, где и какой объект находится.

Векторные изображения различных форматов различает способ их создания и принципы кодирования графических объектов.

Наиболее распространенных векторных форматов — WMF и CDR.

Хороший верстальщик должен уметь правильно выбирать форматы изображений для своей вёрстки, чтобы изображения отображались без погрешностей и имели оптимальный размер при загрузке. Давайте разберёмся, какие бывают форматы изображений и в каких ситуациях лучше выбрать тот или иной формат.

Растровые форматы

Для начала рассмотрим форматы, которые относятся к растровой графике: GIF, JPEG, PNG и WebP. Подробнее о растровой графике можно прочитать в статье «Растровая и векторная графика».

Основные характеристики, которые нас будут интересовать при выборе формата — это качество изображения, вес и количество цветов. В вебе тяжёлые изображения непрактичны, поскольку они долго загружаются. Чтобы уменьшить вес файла, используются алгоритмы сжатия. Сжатие может быть с потерями и без потерь. При выборе подходящего формата изображения, нам нужно найти баланс между весом файла и качеством картинки, так как некоторые алгоритмы сжимают изображения с потерей качества. Теперь рассмотрим каждый из форматов подробнее.

GIF (Graphics Interchange Format)

Формат был разработан компанией CompuServe в далёком 1987 для передачи растровых изображений по интернету. GIF имеет цветовую палитру, состоящую из 256 цветов. Алгоритм GIF выбирает 256 наиболее используемых в исходном изображении цветов, а все остальные оттенки создаются путём подмешивания — подбора соседних пикселей таким образом, чтобы человеческий глаз воспринимал их как нужный цвет. По этой причине GIF не подходит для хранения полноцветных изображений и фотографий.

Формат поддерживает прозрачность — каждый пиксель изображения может быть в двух состояниях: прозрачный или непрозрачный, полупрозрачность не поддерживается.

Особенностью GIF является поддержка анимации, то есть этот формат может хранить несколько кадров, которые сменяют друг друга с определённой частотой.

Таким образом, формат GIF подходит если:

изображение не многоцветное;
нужна простейшая прозрачность;
нужна анимация.

JPEG (Joint Photographic Experts Group)

Формат JPEG получил своё название от объединённого комитета экспертов по фотографии, который и создал этот стандарт в конце 80-х — начале 90-х годов. Он был разработан для сжатия и хранения полноцветных фотографий. Поддерживает более 16 миллионов цветов.

Формат JPEG сжимает изображения с потерей качества. Алгоритм сжатия основан на разбиении исходного изображения на квадраты 8×8 пикселей, и последующей их группировке. Можно получать JPEG изображения очень маленького веса, но только за счёт ухудшения качества картинки, можно получить и очень качественные JPEG, но тогда картинка будет слишком тяжёлой. Поэтому главная задача при работе с JPEG — подобрать такой уровень качества, чтобы вес был небольшой и качество картинки было приемлемым (обычно, это диапазон от 60 до 70, но нужно тестировать на каждой картинке).

Пример изображения в формате JPEG с неоптимальной степенью сжатия. Качество: 10. Вес: 20 килобайт.

Первая картинка весит 20 килобайт. Это круто, очень мало, но для этого мы задали уровень качества 10 и картинка выглядит плохо.

Пример изображения в формате JPEG с оптимальной степенью сжатия. Качество: 60. Вес: 65 килобайт.

Вторая картинка с уровнем качества 60 весит чуть больше первой — 65 килобайт, но выглядит уже хорошо.

Пример изображения в формате JPEG с минимальной степенью сжатия. Качество: 95. Вес: 169 килобайт.

Для третьей картинки мы задали уровень качества 95, из-за чего её вес стал 169 килобайт. Вторая и третья картинка внешне почти неразличимы, однако вторая картинка весит на 104 килобайта легче.

Таким образом, формат JPEG лучше подходит для:

полноцветных изображений, фотографий;
изображений, с плавным переходом яркости и контраста;
рисунков с большим количеством разноцветных деталей.

PNG (Portable Network Graphics)

PNG является относительно недавним форматом, который был введён как альтернатива для GIF-файлов.

PNG является форматом сжатия без потерь и позволяет сохранять изображения, в которых требуется особенная чёткость. Например, чертежи и печатный текст.

Формат имеет две вариации: PNG8 и PNG24. PNG8 может хранить лишь 256 цветов, а PNG24 использует уже более 16 миллионов цветов.

Главная особенность формата PNG — поддержка альфа-прозрачности, то есть каждому пикселю в отдельности можно задать свою степень прозрачности.

Пример изображения в формате PNG (источник изображения: Wikimedia Commons)

Итак, формат PNG подходит для:

изображений с прозрачностью и полупрозрачностью;
когда необходима повышенная точность полноцветных изображений;
изображений с резкими переходами цветов.

WebP — новый формат, созданный и развиваемый с 2010 года компанией Google.

Главная цель этого проекта — ещё больше уменьшить вес при сохранении такого же качества.

Формат использует новый алгоритм сжатия, в котором искажения отличаются от искажений других форматов. Ухудшается детализация и структура, в то время как края остаются чёткими.

сжимает изображения без потерь лучше, чем PNG (на 26% по данным Google);
сжимает изображения с потерями лучше, чем JPEG (на 25–34% по данным Google);
поддерживает прозрачность (альфа-канал).

Иногда WebP сжимает изображение даже лучше, чем заявляет Google.

JPEG: 44 килобайт WebP: 26 килобайт. Если изображение не видно, значит ваш браузер не поддерживает формат WebP.

Ввиду относительной новизны формата, не все браузеры умеют с ним работать. На сегодняшний день WebP поддерживается только Chrome, Opera и Firefox.

Векторные форматы

GIF, JPEG, PNG, и WebP — растровые форматы, основанные на дискретном (пиксельном, точечном) представлении изображения, в то время как векторные форматы основаны на математических формулах (геометрическом представлении фигур). Подробнее о векторной графике можно прочитать в статье «Растровая и векторная графика».

SVG (Scalable Vector Graphics)

SVG переводится как — масштабируемая векторная графика. Формат существует с 1999 года.

Размер объектов SVG намного меньше размера растровых изображений, а сами изображения не теряют в качестве при масштабировании. В отличие от растровых форматов мы можем взаимодействовать с изображениями в формате SVG — при помощи CSS можно изменять параметры графики: цвет, прозрачность или границы, а при помощи JavaScript — анимировать изображение.

SVG поддерживается почти всеми браузерами за исключением Internet Explorer 8 и ниже, но и это можно решить подключением JavaScript-библиотек, например, SVGeezy.

Давайте обсудим различные форматы изображений. jpg, bmp, gif, png, tiff, ico, вам знакомы эти расширения файлов? При таком количестве разновидностей легко запутаться и хранить свои изображения в неоптимальном виде. Чем это опасно? Например, тем, что используя "сжатие с потерями" вы пожете потерять качество изображений; кроме того, необработанные, "сырые" изображения могут занимать очень много места на диске.

Еще существенней эта проблема для вебмастеров. Как сделать так, чтобы изображения на сайте выглядели красиво, но при этом не занимали много места и быстро скачивались? Я сам лишь недавно заинтересовался этим вопросом, поэтому в моих старых статьях вы наверняка найдете неоптимизированные изображения (я собираюсь ими заняться, но пока не успел). Тем не менее, выбор типа изображения - это задача, которую необходимо решить прежде чем выкладывать его в интернет.

В этой статье мы обсудим преимущества и недостатки различных типов изображений, а также научимся их конвертировать стредствами, встроенными в Windows.

И еще. В процессе поиска информации про различные форматы, я наткнулся на странно звучавшие слова как фотостоки и фотобанки. Сходите по ссылке, почитайте. Оказывается в интернете имеются своеобразные хранилища, где очень дешево, а иногда и бесплатно можно получить интереснейшие фотографии.

Формат BMP

Самый простой формат изображений. Позволяет хранить многоцветные изображения (сейчас нужно сделать отступление о том, как хранится цвет точки в изображении. Как хорошо известно, любой цвет можно разложить на три составляющие - красный, синий и зеленый. Поэтому чтобы описать цвет нужно лишь описать интенсивность этих трех составляющих. Вопрос лишь в том, что это за интенсивность. Понятно, что это - какое-то число, но какое, насколько оно может быть большим? Однозначного ответа на этот вопрос нет, в зависимости от типа и параметров изображения оно может меняться. Так или иначе, обычно говорят про глубину цвета изображения - количество бит, отвечающих за цвет одного пикселя. Например, если это число - 8, то мы можем хранить 2^8=256 различных цветов). Так вот bmp позволяет использовать до 48 бит на пиксель (веб-стандартом является 24).

У bmp присутсвует механизм сжатия без потери качества, но он очень слабый. Вообще говоря, я не вижу никаких преимуществ у этого формата. Почему? Смотрим дальше

Формат GIF

Очень интересный формат. Глубиной цвета он не радует (8 бит), но для каких-нибудь таблиц этого вполне достаточно. Но у этого формата появляется понятие прозрачности. Один из 256 цветов можно указать как прозрачный, и при отображении рисунка, например, на веб-странице, вместо этого цвета будет виден фон. Далее, у gif опять-таки есть сжатие без потерь, и уровень этого сжатия существенно лучше, чем у bmp.

Но это еще не все - у изображений формата gif есть поддержка анимации. Можно создать серию изображений, которые будут сменять друг друга циклично, и при этом они все будут храниться в одном gif файле. Поэтому формат gif идеален для аватарок и небольших анимированных изображений - вам не нужно делать скрипты для того чтобы воспроизводить анимацию.

Формат PNG

Формат png не поддерживает анимацию, но превосходит bmp с другой стороны, и даже не с одной. При поддержке все того же количества цветов на точку (48 бит максимум), у этого формата присутсвтует очень хорошее сжатие без потери качества. Поэтому картинки формата png ничего не потеряют по сравнению с bmp, но могут быть существенно меньше.

Еще одно преимущество png - так называемый альфа-канал. Помимо указания интенсивности синего, красного и зеленого, у каждой точки можно указать уровень прозрачности. Таким образом, мы получаем не только безусловную прозрачность (есть - нет) как в gif, а возможность варьировать прозрачность разных частей изображения. Это свойство позволяет делать плавные переходы - четкое изображение посередине, постепенно переходящее в фон. К сожалению, не все браузеры правильно отрабатывают альфа-прозрачность.

Формат JPG

Переходим к самому известному формату с потерей качества, jpg. Потеря качества означает, что применяется необратимое сжатие - из jpg невозможно восстановить изначальное изображение. То есть, вообще говоря, получается рисунок не идентичный изначальному. Но если установить слабый уровень сжатия, то эти отличия будут малосущественны, а объем уже может сильно понизиться. Чем выше уровень сжатия, тем меньше объем и тем больше искажается рисунок.

Формат jpg хорошо подходит для хранения фотографий. В фотографиях содержится такое количество различных цветов, что они очень плохо поддаются сжатию png. В то же время, их часто можно существенно уменьшить, созранив в jpg, но при этом практически не потерять качества. Максимальное количество бит на пиксель - 24.

Формат TIFF

Формат всех форматов, контейнер, позволяет использовать другие форматы, сжатие с потерей и без потерь, 192 бита на пиксель. Недостатки - сложность работы с форматом и практически отсутствие поддержки у браузеров. Если вы не профессиональный дизайнер, не используйте tiff.

Формат ICO

Почти что и не формат. ПО структуре больше всего напоминает bmp, но поддерживает прозрачность (как gif). У этого формата разрешены лишь маленькие размеры рисунков, вроде 16 на 16 пикселей. Используется лишь в местах, где нужны маленькие картинки фиксированного размера, например, ярлыки на рабочем столе или так называемые favicon - картинки в браузере рядом с названием сайта.

Конвертация форматов

Подведем итоги сравнения форматов изображений. Сначала небольшая таблица:

Таким образом, для маленьких картинок специального назначения можно использовать ico, если вам нужна анимация, то ваш выбор - gif, для фотографий хорошо использовать jpg, а для диаграмм и изображений с малым количеством цветов - png. Формат bmp я использовать вообще не рекомендую, а tiff оставим для профессионалов.

Конвертировать же форматы изображений очень просто. Кликните правой кнопкой мыши по картинке, выберите "открыть с помощью - Paint". Открывается рисунок, и в меню "файл" есть опция "сохранить как", где вы можете выбрать формат изображения.

Если же вы хотите работать с рисунками на более продвинутом уровне, то вам понадобится хорошая программа для работы с изображениями. Лично я рекомендую gimp - бесплатный аналог фотошопа. Но об этом - в другой раз. Следите за обновлениями!

Читайте также: