Grafický formát
| 60px | Na této stránce se právě pracuje. Prosím needitujte tuto stránku, dokud na ní zůstává tato šablona. Předejdete tak editačnímu konfliktu. Jestliže uběhla od poslední editace doba alespoň dvou dnů, neváhejte tuto šablonu odstranit. | 60px |
Grafickým formátem jsou stanovena pravidla a postupy uložení grafických dat v souboru. Dle formátu mohou být do souboru ukládány i další informace, např. náhled obrázku v malém rozlišení (thumbnails), informace o expozici, cistlivosti ISO, datu a čase pořízení, a další.
Obsah
Základní grafické formáty
Grafické formáty je možné hodnotit podle mnoha kritérií (univerzálnost, přesnost, věrnost, kompresní poměr či náročnost na výpočet algoritmu). Základní uváděné členění je na rastrové a vektorové grafické formáty.
Bitmapový/rastrový formát (bitmapová/rastrová grafika)
Data rastrových formátů jsou uložena do matic tvořených pixely (každý pixel obsahuje informace o světlosti a barvě), takže pixelová grafika je plochou tvořenou barevnými body (pixely). Nároky na paměťovou kapacitu rostou s velikostí plochy, rozlišení a barevné hloubky. [1] S rastrovými formáty je možné vytvářet a upravovat "obrázky" v počítačových grafických aplikacích a nabízejí výhodu snadného vygenerování obrázku pomocí běžného snímacího přístroje (fotoaparátu, skeneru, apod.). Záporem mohou být při velkém rozlišení a barevné hloubce velké nároky na ukládací kapacitu. Problematická je také změna velikost obrázku, kdy zvětšení nebo zmenšení vede ke zhoršení obrazové kvality obrázku. [1] Mezi běžné formáty tohoto typu patří:
- JPEG (Joint Photographic Experts Group) - je nejstarším formátem zápisu počítačových souborů, který plně převzali výrobci digitálních fotoaparátů. Jedná se o nejužívanější obrazový formát pro ukládání obrázků s úspornou velikostí ukládaného souboru, kvůli které je formát JPG také často užíván v prostředí webových stránek, emailové komunikace nebo právě při práci s paměťovými kartami fotoaparátů. JPEG umí zobrazovat 24bitové barevné informace. Ukládá soubory ve snížené kvalitě ztrátovou kompresí - tzv. nespojitou kosinovou transformací (Discrete Cosinus Transformation). JPEG dokáže zmenšit velikost grafického souboru o více než 90%, přičemž účinnost komprese se pohybuje mezi 10 : 1 a 40 : 1. [2]
- TIFF/TIF (Tagged Image File Format) - formát firmy Aldus Corporation umožňující bezeztrátové ukládání pomocí komprimační metody LZW. Považuje se za nejkvalitnější formát komerčního užití (zejm. výměna dat mezi grafiky a reprodukčními firmami). Nabízí různé možnosti uložení rastrové grafiky společně s dalšími údaji (název užitého softwaru, typ skeneru). Formát TIFF podporují všechny skenery. Tento formát uložení nabízejí i digitální fotoaparáty střední cenové třídy, které počítají s funkcí uložením nezkomprimované verze snímku. Sám o sobě nemusí prezentovat vyšší kvalitu, většina dalších formátů (mimo JPG) je také bezeztrátových. TIF je nejpřizpůsobivější formát s výjimkou užití na webu. TIFF podporuje 24bitové barvy, ve formátu TIFF je možné ukládat v černobílé, šedé i barevné škále obrázků (Lab, CMYK, RGB)
- FITS (Flexible Image Transport System)
- RAW - formát užívaný výrobci kamer a fotoaparátů. Jedná se o tzv. holý nebo surový formát ukládající neupravovaná počítačová data odpovídající původnímu fotografickému záběru. Obraz tak neztrácí na kvalitě a zabírá méně místa než soubor ve formátu TIFF. K načtení formátu RAW je však zapotřebí speciálního programového vybavení poskytutého většinou výrobcem fotoaparátu. [2]
- PNG (Portable Network Graphics) - vyvinut jako náhrada formátu GIF firmy Unisys. Podporuje 24bitovou barevnou hloubku a nabízí bezeztrátovou komprimaci. Povoluje definici průhlednosti pozadí.
- formát určený pro ukládání obrázků použitých na webových stránkách umožňující 10-30% bezeztrátovou kompresi. Podporuje i nejrůznější nastavení průhlednosti obrázku. [2]
- GIF (Graphic Interchange Format) - byl vyvinut r. 1987 firmou Unisys. Formát redukuje barevné informace obrázku do palety o maximálně 256 barvách, proto je vhodnější spíše pro ilustrace než pro fotografie. Formát obsahuje metodu bezeztrátové komprimace dat LZW. Pro svou schopnost redukovat barvy je formát použitelný zejména pro ploché obrázky, a ne pro zobrazování fotografií (kde je vhodnější JPEG). [1]
- BMP (Bit Mapped Picture) - obrazový formát u počítačů kompatibilních s Windows a OS/2. BMP může obsahovat obrazové informace o barevné hloubce od 1 bitu až po 24 bitů. Může být komprimován pomocí RLE. Maximální velikost obrázku činí 65536x65536 pixelů.
- název formátu vznikl zkrácením slova "bitmapa". Formát nezávislý na typu přídavného zařízení je standardním formátem operačního systému Windows. [2]
- WDP / HD Photo
Vektorové formáty (vektorová grafika)
Formáty vektorové grafiky využívají data popisující jednoduché geometrické objekty (křivky, kružnice,)- využívá se tzv. škálování. [3] Tím se docílí toho, že zvětšování a zmenšování obrázku nevede k zhoršení obrazové kvality. Kompresní poměr je velice úsporný.
- SVG (Scalable Vector Graphic) - "škálovatelná vektorová grafika" - jazyk, který popisuje dvojrozměrnou grafiku pomocí XML. Výhodou je menší velikost souborů (než u bitmapové grafiky). Formát je nabízí nazávislost při volbě rozlišení. Mezi běžné formáty tohoto typu patří:
- CDR (CorelDraw File Format)
- HPGL (Hewlett-Packard Graphics Language)
Metaformáty
Mezi tzv. metaformáty jsou řazeny formáty umožňující sloučení textu, vektorové a rastrové grafiky. Mezi známé formáty tohoto typu patří: .[3]
- PS (PostScript) a EPS (Encapsulated PostScript),
- PDF (Portable Document Format) - souborový formát (kontejner) je přednostně určen pro ukládání a šíření vícestránkových dokumentů obsahující text, obrázky, případně vektory. Od počátku byl koncipován pro publikaci dokumentů s vektorovými i s rastrovými obrázky, který nezávisle na sowtwaru a hardwaru provádí "zapouzdření" ukládaných dat (textů, fontů, grafik, obrázků,..).
- VRML (Virtual Reality Modeling Language) - programovací jazyk pro tvorbu webové grafiky 3D.
Související termíny
- Barevná hloubka - udává, kolik barev se současně na obrazovce může zobrazit:
- 2 barvy (1 bitová barva, mono color, ...0 = černá a bit 1 = bílá )
- 16 barev (4 bity)
- 256 barev (8 bitů)
- 32 768 barev (15 bitů, low color)
- 65 536 barev (16 bitů, high color)
- 16,7 milionů barev (24 bitů, true color, věrné zobrazení)
- True color - termín "true color" se používá, protože lidské oko je schopno rozlišit 16,7 milionů různých barevných odstínů RGB (256x256x256)
- 294 967 296 barev (32 bitů, super true color)
- 281,5 biliónů barev (48 bitů, deep color)
- Barevný model
- Míchání barev:
- Aditivní míchání barev - barevné složky se sčítají a výsledek je světlo větší intenzity. Pracuje se se 3 základními barvami (červenou, zelenou a modrou). Podobá se skládání barevného světla - odpovídá vzájemnému prolínání tří světelných kuželů, které mají filtr odpovídající základní barvě. Na aditivním míchaní barev založené barevné modely používají například monitory a displeje.
- Subtraktivní míchání barev - každou přidanou barvou se ubírá část původního světla. Odpovídá míchání pigmentových barev. Základní barvy jsou azurová (cyan), purpurová (magenta) a žlutá (yellow); Se subtraktivním způsobem míchání barev pracují např. tiskárny.
- Míchání barev:
Substraktivní míchání barev (azurová + purpurová + žlutá): každou přidanou barvou se ubírá část původního světla...
- Příklady základních barevných modelů:
- HSB - zkratka HSB označuje odstín (hue) + sytost (chroma)+ světlost (brightness). Někdy se také označuje zkratkou HCV - (hue, chroma, value). Vychází se ze způsobu, jakým barvy vnímá lidské oko, díky čemuž se ze všech barevných modelů nejvíce blíží intuitivnímu nastavení. [2]
- Škála RGB (Red, Green, Blue) - aditivní barevný model pracující s poznatkem, že lidské oko je citlivé na 3 barvy (červenou, zelenou a modrou) a ostatní barvy jsou odvozovány jejich sytostí. U většiny technických zařízení se dosahuje barevného zobrazení součtem hodnot těchto tří základních barev - červené + zelené + modré.
- Systém barev CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK) - je barevný model založený na subtraktivním míchání barev, který se uplatňuje zejména u reprodukčních zařízení (nejčstěji tiskárny), která barvy tvoří mícháním pigmentů. Barevný model CMYK je tedy optimalizovaný pro reprodukci barev pomocí inkoustu na papíře. [2]
- Barevná škála Lab - režim "Lab" je na přístroji nezávislá norma, kterou vyvinul r. 1931 úřad Commission de l´Éclaraige. Sestává se z trojice barevných režimů - jednoho kanálu určeného pro regulaci světlosti, jednoho zahrnujícího stupnici od zelené k červené a jednoho se stupnicí od modré ke žluté. Lab je barevně nejširší škálou. [2]
- Příklady základních barevných modelů:
- Komprese/komprimace dat (data compression) - cílem komprese dat je zmenšení objemu původních dat procesem redukce datového toku (bitstream). Dochází k odstraňování méně významných (redundantních) dat, což snižuje nároky na místo v ukládací paměti a umožňuje zrychlení přenosu dat, usnadňuje načítání a zpracovávání dat. Komprimace tedy snižuje nároky na hardware a úložné kapacity. Účinnost komprese se udává pomocí tzv. kompresního poměru, který vypovídá o poměru velikosti výsledných dat vzhledem k datům původním. (vyjadřuje se poměrem - např. 1:2, nebo procentuálně 50%). Podle použitého algoritmu rozeznáváme kompresi ztrátovou a bezeztrátovou: [3]
- Bezeztrátová komprese (lossless compression) - metody bezeztrátové komprese dat zachovávají vstupní data. Bezeztrátové formáty využívají algoritmus komprimující vstupní data tak, že nedochází k žádné ztrátě vstupních dat.
- Příklad bezeztrátové komprimační metody:
- LZW (Lempel-Ziv-Welch) - šetří místo tak, že u hodnot opakujících se u více pixelů, jsou pro skupiny pixelů uvedeny "společné hodnoty". [2]
- Příklad bezeztrátové komprimační metody:
- Ztrátová komprese (lossy compression) - při použití ztrátové komprese nelze ze již zkomprimovaných dat rekonstruovat identickou kopii původní předlohy.
- Příklad bezeztrátové komprimační metody:
- Nespojitá kosinová transformace (Discrete Cosine Transformation) pracuje s bloky po osmi pixelech.
- Příklad bezeztrátové komprimační metody:
- Bezeztrátová komprese (lossless compression) - metody bezeztrátové komprese dat zachovávají vstupní data. Bezeztrátové formáty využívají algoritmus komprimující vstupní data tak, že nedochází k žádné ztrátě vstupních dat.
Grafické formáty jako objekty digitálních sbírek
Kritéria volby grafických formátů při digitalizaci
V současné době existuje celá řada grafických formátů. Proto je nutné v oblasti digitalizace, digitální fotografie rozlišovat data, která chceme dlouhodobě ukládat a chránit. Zásadní je volba správného druhu kompresního algoritmu a vhodného kompresního poměru (stupně komprese). Důležitými aspekty volby vhodného formátu může být:
- Životnost (lifespan) formátů
- Kapacita dostupných úložišť
- Priorita dlouhodobé ochrany digitálních dat - vede k celé řadě kritérií. Ve studii Národní knihovny Nizozemska je využita metodika vyvinutá k hodnocení formátů z hlediska jejich vhodnosti formátů dlouhodobé uchování: [4]
- otevřenost (openness)
- implementace (adoption)
- komplexita (complexity)
- mechanisms ochrany (digital rights management, DRM)
- dokumentace (self-documentation)
- odolnost proti chybám (robustness)
- závislosti (dependencies)
formátová migrace
Komprese pro archivní kopie a nearchivní kopie
Grafické formáty pro archivaci
Formáty jsou vhodné pro účely ukládání digitalizovaných dokumentů:
- Formáty pro ukládání rastrové obrazové informace
- Formáty pro ukládání textové informace
Tabulka grafických formátů
| Název formátu | Typ | Barevná hloubka | Komprese | Kompresní algoritmus | Proprietárnost | Podpora webových prohlížečů |
| BMP | rastrový | 1 bit, 1, 4, 8, 16 bitů, 24 bitů RGB, 32 bitů GRB | bezeztrátová | žádný, RLE | ano, Microsoft neuplatňuje nárok | nativní podpora (Google Chrome, Internet Explorer, Mozila Firefox, Safari, Opera) |
| FITS | rastrový (metaformát) | není omezena | není využívána | není používán | ne | nepodporuje ho (Google Chrome, Internet Explorer, Mozila Firefox, Safari, Opera) |
| GIF | rastrový | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 bitů | bezeztrátová | LZW | ne | nativní podpora (Google Chrome, Internet Exprorer, Mozilla Firefox, Safari, Opera) |
| xxx | rastrový | xxx | xxx | xxx | xxx | xxx |
| JPEG | rastrový | 8-16 bitů na kanál - grayscale, 24 bitů RGB - color | ztrátová - sekvenční, progresivní, hierarchická, bezeztrátová - prediktivní | ztrátový (DCT - diskrétní kosinová transformace, RLE (run-length encoding), VLC (kódování s proměnnou délkou) + Huffmanovo kódování), bezeztrátový - DPCM | ne | nativní podpora (Google Chrome, Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Opera) |
| vektorový/rastrový | PDF 1.4: 1, 2, 4, 8 bitů na kanál, PDF 1.7: 1, 2, 4, 8, 16 bitů na kanál (při využití formátu JPEG 2000 až 48 bitů) | bezeztrátová | ASCII85, ASCIIHex, Flate, LZW, RLD, DCT, FaxGroup 3 a 4, JBIG2, JPX | ne | plugin (Mozilla Firefox, Opera, Internet Explorer), nativní podpora - (Mac (Safari), Google Chrome) | |
| PDF/A | vektorový/rastrový | PDF/A-1: 1, 2, 4, 8 bitů na kanál , PDF/A-2: 1, 2, 4, 8, 16 bitů na kanál (při využití formátu JPEG 2000 48 bitů) | bezeztrátová/ztrátová | JPEG, JP2 | ne | plugin (Internet Explorer, Mozila Firefox, Opera), nativní podpora (Google Chrome, Safaxi) |
| PNG | rastrový | 1 bit, 1, 2, 4, 8 bitů , 8, 16 bitů, 24, 32, 48, 64 bitů RGB | bezeztrátová | ZIP - Deflate využívající LZ 77 v kombinaci s Huffmanovým kódováním | ne | nativní podpora (Google Chrome, Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Opera) |
| TIFF | rastrový (může obsahovat vektory a text) | 1 bit, 1-8 bitů, 8-16 bitů, 24-48-64 bitů RGB | bezeztrátová/ztrátová | žádná/Pack Bits, Huffman RLE, Daflate, LZW, JPEG2000, RAW, JBIG, OJPEG, CCITT FAX G3 aG4, JPEG a další | ne | plugin (Google Chrome, Internet Explorer, Mozila Firefox, Opera), nativní podpora (Safari) |
| xxx | rastrový | xxx | xxx | xxx | xxx | xxx |
| xxx | rastrový | xxx | xxx | xxx | xxx | xxx |
| xxx | rastrový | xxx | xxx | xxx | xxx | xxx |
Odkazy
Reference
- ↑ 1,0 1,1 1,2 WINKLER, Peter. Velký počítačový lexikon: co je co ve světě počítačů. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2009, 520 s.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 FREEMAN, Michael. Průvodce světem digitální fotografie. 1. české vyd. Praha: Svojtka, c2004, 224 s.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 VYCHODIL, Bedřich. Produkce digitálních obrazových dat a jejich kontrola [Digital Images Production and Quality Control]. Praha, 2013, 324 s . Disertační práce. Univerzita Karlova v Praze, Filozofická fakulta, Ústav informačních studií a knihovnictví. Vedoucí disertační práce doc. RNDr. Jiří Souček, DrSc. Dostupné také z: https://is.cuni.cz/webapps/zzp/detail/102364/
- ↑ ROG, Judith and Caroline WIJK. Evaluating File Formats for Long-term Preservation. 2008 [cit. 2015-11-27]. Dostupné také z: https://www.kb.nl/sites/default/files/docs/KB_file_format_evaluation_method_27022008.pdf
Doporučená literatura
- FREEMAN, Michael. Průvodce světem digitální fotografie. 1. české vyd. Praha: Svojtka, c2004, 224 s.
- NAVRÁTIL, Pavel. Počítačová grafika a multimédia. Vyd. 1. Kralice na Hané: Computer Media, 2007, 112 s. ISBN 978-80-86686-77-6.
- VYCHODIL, Bedřich. Obrazové dokumenty. Praha, 2007. 132 s. Diplomová práce (Mgr.). Univerzita Karlova v Praze, Filozofická fakulta, Ústav informačních studií a knihovnictví. Vedoucí práce PhDr. Richard Papík, Ph.D.
- VYCHODIL, Bedřich. Produkce digitálních obrazových dat a jejich kontrola [Digital Images Production and Quality Control]. Praha, 2013. 324 s. Disertační práce. Univerzita Karlova v Praze, Filozofická fakulta, Ústav informačních studií a knihovnictví. Vedoucí disertační práce doc. RNDr. Jiří Souček, DrSc.
Externí odkazy
- Grafický formát dat (TDKIV)
- www.scantips.com/basics09.html
- Grafika.borec.cz
- cs.wikipedia.org/wiki - Grafický formát
- cs.wikipedia.org/wiki/ - Vektorová grafika
- en.wikipedia.org/wiki/ - Vector graphics
- sites.google.com/site/xgrafika/graficke-formaty
- www.legacyczech.com/help/image_format_basics.htm
Zdroje obrázků
Související články
- Základní principy digitální reprezentace obrazových informací/old
- Digitalizace
- Digitální knihovna
- Dlouhodobá ochrana dat
- Rozdíl mezi elektronickou a tištěnou prezentací grafiky
- Rozdíl mezi elektronickou a tištěnou prezentací grafiky/old
- Reprezentace a vytváření barev
- Reprezentace a vytváření barev/old
- Principy vnímání barev - fyzikální a fyziologická omezení
- Základy reprezentace trojrozměrného prostoru v počítači
Klíčová slova
grafické formáty, obrazové formáty, digitalizace, digitální sbírky