Digitális kép formátumok

A digitális képformátumok létrehozása / képek digitalizálása

Négyféleképpen hozhatunk létre digitális képformátumokat. Egyik lehetőség, hogy digitális fényképezőgépet használunk, ami már eleve digitális formában hozza létre a képet és így lehet a megfelelő eszköz (többnyire adatkábel) segítségével a számítógépre helyezni. A másik megoldás, ami szintén azon az elven működik, hogy eleve digitális formában hozza létre a képet, az a lapolvasó használata. A lapolvasókról az analóg képből létrejön a kép digitális képe, ami lehetővé teszi használatát a multimédiaalkalmazásokban. A lapolvasóval történő kép beolvasás azonos az analóg képnek digitális formába történő konvertálásával, amit a lapolvasó a szoftverével együtt valósít meg. A művelet végén a háttértárban megjelenik a digitális képállomány. Harmadik lehetőség, hogy a számítógépre telepíthető szoftverek segítségével saját magunk hozunk létre digitális képeket. A negyedik lehetőség pedig az, hogy online alkalmazások segítségét igénybe véve szintén magunk alkotunk digitális képet.

Képek tárolása

 

Bittérképes állomány: Az adott kép minden egyes képpontjának színinformációja eltárolásra kerül. Elsősorban fényképek és foltszerű (azaz nem vonalas) ábrák tárolására használatos. A hátránya az, hogy a kicsinyítés és a nagyítás torzítással jár. Ezek az állományok igen nagy méretűek, mert minden képpontról el kell tárolni a rá jellemző színinformációt. A leggyakoribb bittérképes állományok: BMP, JPG, PNG, TIFF.

Vektorgrafikus állomány: A képet alkotó objektumok, vagy rajzelemek tulajdonságai szerepelnek az állományban. Ezek előnyei akkor használhatók jól ki, ha matematikailag jól leírható objektumokat (vonal, kör, ellipszis, görbe, téglalap stb.) tartalmazó ábrákat hozunk létre. Nem képes fényképeket megjeleníteni, valamint nem alkalmazható a képernyő teljes felületét kitöltő képek megjelenítésére sem. Így csak egyszerűbb képek megjelenítésére és létrehozására alkalmas, amik kis helyet foglalnak el és gyorsan megjeleníthetők. A formátum nagy előnye, hogy a kicsinyítés és nagyítás művelete torzításmentes, az egyes objektumokkal történő műveletvégzés is egyszerű (egyszerű elmozdítani, áthelyezni, törölni). A leggyakoribb vektorgrafikus formátumok: EPS, WMF, CDR, DFX, SVG.

A digitális képformátumok tömörítése

 

Veszteségmentes tömörítési eljárás

GIF (Graphics Interchange Format) Ezt a pixeles formátumot 1987-ben fejlesztette ki a Compuserve a grafikai adatok átvitelére, kimondottan a világhálóra készült. Ezek az állományok színpalettás képek, a tömörítésnek köszönhetően kicsi a helyigényük, mégis gyors marad a képalkotás. Hátránya, hogy csak maximum 256 különböző színt képes tárolni egy képben, ezért manapság főleg rajzfilmszerű megjelenítésre használják. Érdekessége, hogy támogatja az animációt, azaz ugyanaz a fájl több, egymást követő képet (ún. frame-t) tartalmazhat. Minden képnéző szoftver ismeri a formátumot. A tömörített kép akár 10-100× kisebb fájlméret mellett is elfogadható/élvezhető. Ma már az Interneten ez a legelterjedtebb grafikus adatformátum, amelyet egyébként széles körben használnak a számítástechnika minden területén. Alapvetően bittérképes formátumról van szó. A GIF kifejezetten alkalmas kis méretű logók, animációk megjelenítésére, viszont mivel csak maximum 8 bit színt képes megjeleníteni, ezért nem igazán alkalmas digitális fényképek megjelenítésére.

PNG (Portable Network Graphics) A tömörítés foka elmarad a JPEG-étől, de nincs veszteség, és különleges szolgáltatásai miatt van létjogosultsága. A JPG mellett ma az egyik legelterjedtebb formátum. Viszonylag jó tömörítési hatásfokkal dolgozik. Egy előzőleg veszteséges formátumba elmentett fotót hiába konvertálunk át ebbe, a minősége nem fog változni. Tökéletes lehet olyan screenshotok tárolására, melyek nem tartalmaznak képeket (pl. egy felhasználói szoftver felülete). Némelyik képkonvertálónál lehet állítani a tömörítés hatásfokán, mely természetesen nem befolyásolja a minőséget. Alkalmas átlátszóságra is, de ezt még nem minden program ismeri. A PNG támogatja a 24-bites paletta-alapú képábrázolást, a szürkeárnyalatos, illetve az RGB-képeket is. Mivel a PNG-t eredetileg képek interneten keresztüli továbbítására tervezték, nem pedig professzionális alkalmazásra, ezért nem támogatja az egyéb színterek használatát, például a CMYK-t sem. A PNG formátum önmagában nem támogatja animációk létrehozását. Ezért a PNG fejlesztőcsapat létrehozta az MNG formátumot, amely hasonló fájlstruktúrával rendelkezik, mint a PNG, viszont jóval összetettebb. Egy másik alternatíva a Mozilla Alapítvány által kifejlesztett APNG (Animated PNG). Ennek a formátumnak fontos előnye a szabványos PNG formátummal való visszafelé kompatibilitás.

TIFF (Tag Image File Format) Ezt a formátumot eredetileg az Aldus cég definiálta DTP-terméke, a Pagemaker számára (azóta ipari szabvánnyá vált). A scannerrel leírt képek tárolására is ezt a formátumot használják főként, így az átlag ember ezen kívül nem is igazán találkozik ezzel a formátummal. Lehetővé teszi a képet leíró kiegészítők hozzáfűzését a képfájlhoz. Így leírható a kép mérete, felbontása, tömörítési módja, stb. Ennek a formátumnak viszont van a gyártók által specifikált különböző változata is, amik nem minden esetben kompatibilisek egymással. 24 bitig tetszés szerinti képméreteket és színmélységet támogat. Ennél a formátumnál a LZW tömörítési eljárást alkalmazzák. Ezt a formátumot a képnéző programok szinte mindegyike képes megnyitni, sőt, valamelyik program esetében még a tömörítés algoritmusa is kiválasztható, ezen formátum esetében az LZW a legjobb, ahogy már említettem. Kiterjesztése: .tif, ami megtévesztő lehet, ha a nevéből indulnunk ki. Lehetőséget ad vonalas, árnyalatos, RGB, CMYK képek tárolására.

Veszteséges tömörítési eljárás

JPG/JPEG (Joint Photographic Experts Group) Ezek a fájlok kevés helyet foglalnak el a merevlemezen, ami magas tömörítésüknek köszönhető. Viszont egyik nagy hátránya, hogy a képek megjelenítéséhez szükséges idő hosszabb. Az adatokat különböző felbontási fokozatokban 24 bites színmélységig képes tárolni. A maximális minőséggel elmentett JPEG-képek szabad szemmel szinte megkülönböztethetetlenek az eredetitől, mégis lényeges méretbeli különbség van a kettő között.Napjainkban az egyik leginkább elterjedt formátum, még 10-100-szor kisebb fájlméret mellett is élvezhető a kép. Három féle kiterjesztése is van: .jpeg, .jpg és a .jpe.  Erről a veszteséges tömörítésről jó tudni, hogy minden egyes mentésnél a kép veszít a minőségéből, ha esetleg a képet szerkeszteni kell, akkor az e munka alatti köztes mentéseket veszteségmentes képformában ajánlott elmenteni. Viszont a JPEG nem igazán alkalmas vonalas rajzok, vagy egyéb szöveges ábrák, illetve kis ikonok átvitelére, ahol a szomszédos képpontok között éles kontraszt van. Létezik egy olyan JPEG-variáns is, ami veszteségmentes tömörítést képes létrehozni, de ez a gyakorlatban alig-alig támogatott. Ezen kívül van egy másik progresszív tömörítési technika is, amely nagy méretű képek tárolására alkalmas. Itt pontosan emiatt a nagy méret miatt lassan jelenik meg a kép Ez a képformátum azért veszteséges, mert a tömörítő algoritmus bizonyos pixelek színét megváltoztatja, annak érdekében, hogy a tömörítés hatásfoka minél jobb legyen. Kitömörítés után az eredeti színek helyett a változtatottakat kapjuk vissza. A tömörített kép minősége a tömörítés hatásfokától függ. Jobb hatásfokhoz több pixelnek változik meg a színe. „Ez az eljárás arra épül, hogy az emberi szem nem képes megkülönböztetni minden egyes pixelt, és a kis változásokat sem veszi észre.” A JPG kép minősége 1 és 100 között állapítható meg. A 95-ös minőségnél a legtöbb ember már nem vesz észre minőségromlást. 

Tömörítetlen formátumok

BMP (BitMaP) Az egyik legegyszerűbben használható, egykor a legnépszerűbb pixeles képformátum volt. Az eredeti kifejlesztője a Microsoft. Másik elnevezése: DIB (Device-independent Bitmap, azaz forrás-független bittérkép). A legnagyobb hátránya, hogy mivel tömörítetlen, ezért nagyon nagy méretű. Viszont az, hogy nem kell a képet kibontani azt eredményezi, hogy parancsra gyorsan megjelenik. További érdekessége, hogy BMP-képekből lehet a legegyszerűbben ikonokra használt ICO, illetve mobiltelefonokra használt BMP-fájlokat készíteni. Kiterjesztése a .bmp. Különböző színmélységeket (24 bit-ig) és felbontásokat támogat. Egyetlen tömörítési algoritmust használ néha, ez a RLE, amely nagy állományokat eredményez.

RAW (Raw Binary Data) A RAW (nyers képformátum) egyfajta "digitális negatív", mivel a fényképezőgép nem végez rajta semmiféle képfeldolgozási műveletet (mint például: képélesség, színtelítettség, kontraszt megváltoztatása, stb.). Digitális fényképezőgépek számára kifejlesztett platformfüggetlen képformátum. Két nagy előnye van a JPEG képformátummal szemben: 1. tömörítése veszteségmentes 2. meghagyja számunkra a lehetőséget, hogy mi magunk végezzük el egy tetszőleges szoftverrel a módosításokat, mivel minden adatot feldolgozás nélkül tárol. A RAW képek csatornánként (pixelenként) 12 biten tárolják a színinformációkat. Nem egy általános szabványról van szó, mert minden gyártő másképp specifikálta, ezért csak speciális célszoftverekkel lehet megnyitni ezeket a képeket.