Изображение с матрицы фотоаппарата после обработки сохраняется на карту памяти. Что оно из себя при этом представляет? Это не что иное, как последовательность бит информации, представляющая собой один из форматов графических файлов.
Для лучшего понимания, с какой последовательностью бит мы имеем дело, в конце имени файла дописывается так называемое расширение, состоящее из трех символов. Ведь трудно сказать по последовательности битов, какой файл записан на диск, если у него нет расширения, да и компьютеру трудно будет такой файл обработать и сопоставить программу для его открытия.
Постепенное улучшение технологии записи графической информации стало причиной рождения множества форматов графических файлов. Каждый формат графических файлов имеет свои особенности записи изображения и свое уникальное расширение.
На данный момент времени существуют несколько десятков форматов графических файлов, но для целей цифровой фотографии применяется всего лишь четыре:
- формат графических файлов jpeg;
- формат графических файлов tiff;
- формат графических файлов raw;
- формат графических файлов gif (в очень редких моделях фотокамер).
Особенностью записи графических изображений является их чрезмерно большой размер, именно поэтому с целью экономии дисковых пространств носителей при формировании графического файла информацию подвергают особой обработке, благодаря которой конечный размер файла удается сократить в несколько раз. Такая процедура называется сжатием.
Формат графических файлов JPEG
Эта группа экспертов занималась разработкой стандарта сжатия графических данных. Разработанный ими алгоритм сжатия изображений впоследствии получил аббревиатуру JPEG. Файлы графического формата jpeg имеют гораздо меньший объем, чем те же самые изображения в формате tiff и соответственно более эффективно расходуют место на диске. В то время это было весьма революционным событием!
Как происходит сжатие в jpeg? В первую очередь осуществляется преобразование цветовой модели изображения из RGB в модель YIV, которая используется на телевидении.
В этой модели составляющая Y содержит данные о яркости пикселя, а составляющие U и V хранят информацию о его цвете. Применение такой модели объясняется тем, что для человеческого глаза яркостные характеристики гораздо важнее, чем оттенки цвета.
Рисунок 1. Особенностью компрессии по алгоритмам JPEG является потеря оттенков цветов и размытие границ, которые особенно заметны при тоновых переходах.
Далее изображение делится на блоки по 8 пикселей по вертикали и горизонтали. Каждый из блоков впоследствии преобразуется. В итоге изображение представляет собой набор колебаний с разной амплитудой и частотой.
На последнем этапе производится анализ амплитудно-частотных характеристик каждого блока. На основе анализа исключаются яркостные и цветовые данные кадра. Именно поэтому формат JPEG относится к форматам графических файлов с потерей данных.
Степень сжатия JPEG можно настраивать, но это вовсе не означает, что при минимальной компрессии удастся полностью восстановить исходное изображение, хотя при сравнении оба изображения будут трудно различимы.
С увеличением степени компрессии все больше цветовой и яркостной информации будет отбрасываться, размер файла будет уменьшаться, но вместе с этим будут сильно возрастать искажения, которые выражаются в размытии контрастных границ, пикселизации изображения и прочее.
Рисунок 2. При сжатии графического изображения происходит потеря качества. На изображении слева высокая степень компрессии, на изображении справа низкая степень компрессии.
В ряде случаев требуется наличие четких границ без размытия и смазывания, например, в высококачественной полиграфии. Естественно, для хранения изображений формат JPEG не подойдет. Производители фототехники предоставили возможность сохранять снимки в формате TIFF.
Формат графических файлов TIFF
Формат графических файловTIFF в цифровых фотокамерах не использует сжатие. Поэтому снимки имеют высокое качество изображения и относительно большой размер файла.
Размер файла примерно будет равен произведению количества пикселей на три. Если матрица имеет 10 Мп, то размер файла будет равен 3 х 10 000 000 = 30 000 000 байт или около 30 Мбайт. Кроме того, что такой файл займет много места на флешь карте памяти, он еще будет записываться продолжительное время, что исключает возможность серийной съемки.
Формат графических файлов RAW
В противоположность формату JPEG является способ хранения сырого изображения прямо с матрицы. Файл такого изображения специфичен для каждой матрицы, поэтому обобщенно его формат называют RAW.
В этом формате графического файла изображение не имеет абсолютно ни каких потерь, так как не претерпевает изменений данных и качества. Напрямую работать с файлами формата RAW не получится. Для этих целей следует использовать специальное программное обеспечение.
Рисунок 3. Формат RAW позволяет более тонко обработать изображение чем JPEG.
Удобство съемки в таком формате заключается в том, что в последствии с изображением можно делать практически все что угодно. С помощью специальной программы можно преобразовать этот формат практически в любой другой формат графических файлов.
В основном формат RAW доступен на полупрофессиональных и профессиональных фотокамерах. На простых цифромыльницах в основном доступны JPEG и TIFF форматы.
