Графические форматы при оформлении Web-страниц

Образовательное учреждение

среднего  специального профессионального  образования

«Нефтяной техникум» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО  ДИСЦИПЛИНЕ

«Информатика»  
Тема «Графические форматы при оформлении Web-страниц»

Вариант № 28 

     Ижевск

2008 г. 
 
 
 

Форматы графических  файлов для Интернета

Чем больше графики  содержит Web-страница, тем медленнее она будет загружаться при просмотре пользователем. Однако страницы, вообще лишенные графического оформления, теряют свою индивидуальность и выразительность. Поэтому проектировщик сайта должен стать посредником между дизайнером и пользователем и строго выдерживать равновесие между визуальной привлекательностью и разумной скоростью доставки информации в Сети. Чтобы успешно решать эту проблему, необходимо знать все используемые в Интернете графические форматы, области их применения и особенности использования, понимать различия между ними.

GIF и JPEG— это  два наиболее популярных графических  формата, которые давно стали  фактическими стандартами для  использования на WWW. Оба достаточно  универсальны и читаются большинством  браузеров. 
 
 
 
 
 
 

Формат GIF

В далеком 1978 году двое израильских исследователей  Якоб Зив (Jacob Ziv)и Абрахам Лемпел (Abraham Lempel) разработали принципиально новый для того времени алгоритм сжатия информации без потери данных, которому, немудрствуя лукаво, дали полученное из сокращения собственных фамилий и даты завершения своего проекта название: LZ78. Информация о принципах построения этого алгоритма была общедоступной, и спустя несколько лет американский программист Терри Уэлч (Terry Welch) усовершенствовал его, добавил в обозначение первую букву своей фамилии и запатентовал новый алгоритм под названием LZW, также предоставив свою разработку для использования всем желающим.

Одним из таких  «желающих» оказался сотрудник компании CompuServe Inc.Боб Берри (Bob Berry), взявший LZW в качестве основы для созданного им в 1987 году принципиально нового графического формата GIF (Graphic Interchange Format). Созданная Терри Уэлчем компания Unisys, которой и принадлежали авторские права на алгоритм LZW, взимала плату за его использование только с производителей аппаратного обеспечения для компьютеров, в котором применялся данный стандарт, например, с изготовителей модемов. Разработчики программного обеспечения «комиссионными сборами» не облагались.

Однако зимой 1994 года компания Unisys, начавшая испытывать финансовые проблемы, объявила LZW коммерческим стандартом, использование которого требует оплаты. Это автоматически сделало GIF единственным в мире «платным» графическим форматом, что вызвало волну недовольства среди пользователей Интернета, поскольку практически на всех современных web-сайтах так или иначе применяются элементы GIF. Тем не менее GIF чрезвычайно широко используется в Интернете и сейчас, причем пользователи не обязаны оплачивать кому бы то ни было возможность разместить на своей страничке изображение в данном формате, так как упомянутые выше финансовые претензии касаются, в первую очередь, производителей работающего с GIF программного обеспечения. Ситуация с дальнейшей судьбой этого стандарта до сих пор остается не разрешенной.

Благодаря возможностям алгоритма LZW стандарт GIF позволяет  значительно сокращать объем  итогового графического файла по сравнению с исходным изображением. Достигается это методом смешения сходных оттенков в один. Если, например, в составе рисунка имеется участок, состоящий из нескольких сходных полутонов, к примеру, голубого, светло-голубого и темно-голубого цвета, они будут кодированы одним оттенком — голубым. Информация об изображении в файле стандарта GIF записывается построчно  то есть представляет собой массив описаний строк высотой в один пиксел. Именно это свойство GIF, а также то, что данный формат оперирует фиксированной, так называемой индексированной палитрой, причем число цветов в этой палитре не превышает 256,явилось основой для появления двух простых правил, применяющихся в современном web-дизайне. Вот они.  
 
 
 

Формат PNG

Описанная чуть ранее  «криминальная история» с неожиданным  изменением статуса алгоритма сжатия LZW с бесплатного на платный спровоцировала стремление пользователей избавиться от формата GIF, дальнейшая судьба которого становилась все более туманной. С этой целью во второй половине девяностых годов была создана инициативная группа программистов и исследователей, которую возглавил американский специалист по электронным технологиям Том Боутелл (Thomas Bowtell). Перед инициативной группой стояла нелегкая задача: разработать стандарт, который не только включал бы в себя все лучшие качества GIF, нo и превосходил бы его по всем характеристикам, оставаясь при этом совершенно бесплатным для пользователей. Основной областью применения данного формата должен был стать Интернет. Такой стандарт был создан и получил название Portable Network Graphics — PNG, хотя многие пользователи Всемирной сети придумали этой аббревиатуре иную расшифровку: Picture is Not PNG, как и GIF, поддерживает interlacing (чересстрочность), но в отличие от последнего не только по горизонтали, но и по вертикали. Палитра PNG не ограничивается 256 цветами, данный формат позволяет создавать изображения с глубиной цвета до 48 бит. Весьма любопытные изменения внесены в режим прозрачности графики: PNG также поддерживает альфа-канал, по состоит он не из одного уровня, как альфа-канал файлов GIF, а из 254 уровней для каждого элемента изображения, с диапазоном прозрачности рт 0 до 99 %. Благодаря этому дизайнер получил возможность создавать картинки с переменной прозрачностью, например, логотипы, фон которых плавно сливается с фоновым цветом html-документа, каким бы тот ни был. Помимо альфа-канала изображения PNG содержат так называемый блок описания гамма-коррекции. Под переменной «гамма» в данном случае подразумевается некая величина, выражающая зависимость яркости свечения каждой точки экрана пользователя от напряжения на электродах кинескопа, которое берется из файлов управления видеоподсистемой компьютера. Таким образом, при открытии изображения, созданного с помощью IBM-совместимой машины, на компьютере другого производителя, например на Apple Macintosh, в яркость цветопередачи вводится соответствующая поправка, и картинка отображается совершенно идентично на разных типах оборудования. Этим стандарт PNG еще более приблизился к основной идее Интернета единообразию отображения   web-страниц на компьютерах от различных производителей. Поскольку данный формат появился на свет относительно недавно, его поддерживают далеко не все броузеры, в отличие от GIF и JPEG, которые распознаются без проблем любыми программами, предназначенными для отображения графики. PNG поддерживается Microsoft Internet Explorer, начиная с версии 4.0, и Netscape Communicator версий 4.04 и выше. Старые броузеры отобразить картинку в формате PNG не смогут.  
 

 Формат  JFIF.

Строго говоря, JPEG обозначает рассмотренный выше алгоритм сжатия, а не конкретный формат представления  графической информации. Практически любую графическую информацию можно сжать по такому алгоритму. Формат файлов, использующих алгоритм JPEG, формально называют JFIF (JPEG File Interchange Format). На практике, очень часто файлы, использующие JPEG - сжатие, называют JPEG - файлами.

 На основе JPEG - метода сжатия построены многочисленные форматы, например, формат TIFF/JPEG, известный как TIFF 6.0, TIFF, QuickTime и др.

 Файлы с графикой в формате JPEG имеют расширение *.jpg.

 Формат JPEG является TrueColor-форматом, то есть может хранить  изображения с глубиной цвета 24 бит/пиксел. Такой глубины цвета достаточно для практически точного воспроизведения изображений любой сложности на экране монитора. В случае просмотра цветного изображения на экране монитора большая глубина цвета (например, 32 бит/пиксел) практически не отличается от изображения с глубиной цвета в 24 бит/пиксел. Тот же результат наблюдается и при распечатке изображения на большинстве доступных принтеров. Глубина цвета в 32 бит/пиксел, как правило, используется в издательской деятельности.

 JPEG обладает более  высокой степенью сжатия изображений,  нежели GIF, но не обладает возможностью  хранить несколько изображений  в одном файле. Правда, известна  модификация формата JPEG, получившая  название Progressive JPEG, который предназначен для тех же задач, что и чересстрочное отображение GIF-изображений. Это сделало формат JPEG более привлекательным в качестве сетевого стандарта.

 JPEG ориентирован, прежде всего, на реалистичные  изображения, то есть изображения  фотографической направленности, и качество сжатия значительно ухудшается при обработке изображений с четко очерченными линиями и границами цветов.

Алгоритм JPEG и построенные на его основе форматы  предусматривают реализацию функциональной возможности, получившей название этикетка. Фактически это уменьшенная копия изображения. Этикетку можно рассматривать как своего рода аналог предложенного в формате GIF приема черезстрочной развертки изображения. То есть, при наличии большого количества файлов JPEG можно выводить их на экран в виде этикеток, что позволяет отобразить их достаточно быстро или в большое количество (списком) и, тем самым, дать пользователю представление о содержимом каждого файла. Этикетки могут быть закодированы методом JPEG; сохранены в формате 1 байт/пиксел (т.е. в виде полутонового изображения) или представлены в виде полноцветного изображения с 16,7 млн.цветов(24 бит/пиксел).

 JPEG может рассматриваться  как набор методов сжатия изображений,  пригодных для удовлетворения  нужд пользователя. JPEG может настраиваться на воспроизведение очень маленьких, сжатых изображений относительно плохого качества, но подходящих для требуемых целей. В то же время, он позволяет производить сжатие изображений очень высокого качества, объем данных которых намного меньше, чем у оригинальных несжатых данных.

 JPEG, как правило, сопровождается потерями. Схемы сжатия JPEG основана на отбрасывании информации, которую трудно заметить визуально. Известно, что небольшие изменения цвета плохо распознаются глазом человека.

 Схема JPEG была специально разработана для сжатия цветных  и полутоновых многоградационных изображений фотографий, телевизионных заставок, другой сложной графики. Конечный пользователь может "отрегулировать" качество кодировщика JPEG, использовав параметр, который иногда называют установкой качества или Q-фактором. Различные реализации данного метода имеют разные диапазоны Q-фактора, но типичным считается 1 до 100. При значении фактора, равном 1, создается сжатое изображение самого маленького размера, но плохого качества; при значении фактора, равном 100, можно получить сжатое изображение большего размера, но и лучшего качества. Оптимальное значение Q-фактора зависит от содержимого изображения и, следовательно, подбирается индивидуально. Особым искусством при сжатии JPEG является выбор минимального значения Q-фактора, позволяющего создать изображение приемлемого качества и наиболее близкое к оригиналу.

 Наряду с вышесказанным  необходимо отметить, что графическая  анимация, черно-белые иллюстрации, документы, а также типичная векторная  графика, как правило, JPEG сжимаются  плохо.

 В настоящее время JPEG стали использовать для сжатия видеоинформации, однако авторам не известны полученные результаты.

 Формат JPEG получил  большое распространение в Web –  публикациях для представления  графических элементов Web – страницы, в тех случаях, когда требуется многоцветное качественное изображение.  

Формат JPEG

 В 1986 году подгруппой СС1ТТ были начаты исследования методов  сжатия цветных и полутоновых  данных для факсимильной связи. Применяемые  при этом методы сжатия цветных данных очень напоминали те, которые исследовались группой JPEG. Поэтому было принято решение объединить ресурсы этих групп для совместной работы над единым стандартом.

 В 1987 году ISO и  ССIТТ объединили свои группы в комитет, который должен был провести исследования и выпустить стандарт сжатия данных, который применялся бы обеими организациями. Новый комитет получил название JPEG.

 Создатели JPEG смогли предусмотреть множество коммерческих программ на базе разрабатываемой технологии, поскольку потребители ожидали  маркетинговых предложений по получению изображений и мультимедиа. Большинство из ранее разработанных методов сжатия были мало пригодны для сжатия данных полноцветных многоградационных изображений, содержащих сотни и тысячи цветов, характеризующих реальный мир. В тот период очень малое число файловых форматов могли поддерживать растровые изображения с глубиной цвета 24-бит/пиксел и более.Например, формат GIF позволял сохранять только изображения с максимальной глубиной цвета 8 бит/пиксел, т.е. не более 256 цветов. Его алгоритм сжатия (LZW) мало подходил для сканированных изображений.

 Форматы TIFF и BMP позволяли  хранить данные глубиной 24-бит/пиксел, но их версии, существовавшие до JPEG, позволяли  применять только схемы кодирования, которые плохо сжимали этот тип  данных изображения (LZW и RLE, соответственно).

 JPEG явился методом  сжатия, позволяющим сжимать данные  полноцветных многоградационных  изображений с глубиной от 6 до 24 бит/пиксел с достаточно высокой  скоростью и эффективностью. Сегодня  JPEG - эта схема сжатия изображений, которая позволяет достичь очень высоких коэффициентов сжатия. Правда, максимальное сжатие графической информации, как правило, связано с определенной потерей информации. То есть, для достижения высокой степени сжатия алгоритм так изменяет исходные данные, что получаемое после восстановления изображение будет отличаться от исходного (сжимаемого). Этот метод сжатия используется для работы с полноцветными изображениями высокого фотографического качества

 JPEG не был определен  в качестве стандартного формата файлов изображений, однако на его основе были созданы новые или модифицированы существовавшие файловые форматы. 
 

 Формат  TIFF

 Формат TIFF (Tagged Image File Format) был создан в качестве универсального формата для цветных  изображений. Надо сказать, что этот формат вообще является весьма любопытным изобретением инженеров фирмы Macintosh, поскольку еговнутренняя структура может принимать любые причудливые формы. К тегам, содержащим само изображение и описывающим данные по его цветности, сжатии, разрешении и тому подобные, могут быть добавлены любые другие. Таким образом, этот формат имеет наращиваемую структуру. Например, файл может содержать не одно, а несколько изображений (называемых слоями) или какието дополнительные данные. Чтобы графический редактор, читающий этот могучий формат, смог разобраться, где в нем что находится, структуру изображения описывают в так называемом каталоге файла изображения (IFD), расположенном в заголовке того же файла. Подобно рассмотренному ранее JPEG, формат TIFF позволяет нам записывать как цветные изображения с глубиной цвета до 24 битов, так и монохромные изображения. Более того, в файлах этого формата можно хранить изображения и в других цветовых моделях, например в CMYK (используется в основном при печати).  
Надеюсь, что я не сильно утомил вас техническими подробностями, но давайте всетаки вернемся к нашим баранам, то есть к нуждам фотографалюбителя. Если ваша камера имеет форматы JPEG и TIFF, то рекомендую вам использовать только TIFF, только тогда вы сможете быть уверены, что используете возможности матрицы своего фотоаппарата и его объектива на все сто процентов. Изображение с матрицы, обработанное процессором камеры, записывается на карточку в несжатом виде, то есть целиком и полностью, и поэтому не теряет своих живых свойств.  
Стоит отметить и недостатки, присущие формату TIFF. Вопервых, неся в себе большой объем информации, такие файлы занимают много места на карточке памяти. Для примера скажу, что в моей камере на карточку объемом 256 Мб помещается 20 снимков в формате TIFF или 128 штук (то есть в шесть раз больше) в формате JPEG. Вовторых, изза большого размера файлов они дольше пишутся на карту памяти – время записи TIFF может составлять несколько десятков секунд, в то время как запись формата JPEG обычно занимает порядка двухтрех секунд.  
 
Достоинства  
Изображение с матрицы, обработанное процессором камеры, записывается на карточку в несжатом или почти несжатом виде, то есть практически полностью, и поэтому не теряет своих живых свойств.  
 
Недостатки  
Занимает много места на карте памяти, долгое время записи.  
 
Для кого  
Для фотолюбителей и профессионалов, желающих печатать фотографии больше, чем 10х15 см, не жалеющих места на карте памяти для качественных снимков, с которыми позже можно поработать в графическом редакторе. 
 

Формат  PSD 

Формат PSD является стандартным  форматом пакета Adobe Photoshop и отличается от большинства обычных растровых  форматов возможностью хранения слоев (layers). Он содержит много дополнительных переменных (не уступает TIFF по их количеству) и сжимает изображения, используя алгоритм сжатия без потерь RLE Packbits, иногда даже сильнее, чем PNG (только в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Формат поддерживает глубины цвета, вплоть до 16 бит на канал (48-битные цветные и 16-битные черно-белые), а также альфа-каналы, слои, контуры, прозрачность, векторные надписи и т. п. Прекрасно подойдет для переноса или хранения изображений, содержащих специфические, свойственные только Adobe Photoshop, элементы. Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмотрщиков, но не стоит забывать, что, открыв эти файлы в некоторых графических редакторах третьих фирм, даже декларирующих поддержку формата PSD, можно потерять значительную часть их специфических возможностей (особенно в части работы со слоями, см. серию наших статей "Adobe Photoshop, первые шаги"). 
 
 

Формат BMP

Самый простой растровый формат BMP является родным форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. В BMP данные о цвете хранятся только в модели RGB, поддерживаются как индексированные цвета (до 256 цветов), так и полноцветные изображения, причем в режиме индексированных цветов возможна простейшая компрессия RLE (Run Length Encoding - кодирование с переменной длиной строки). Без компрессии размер файла оказывается близок к максимально возможному. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows и, по сути, больше ни на что не пригоден. Использование BMP не для нужд Windows является распространенной ошибкой новичков: использовать BMP нельзя ни в web, ни для печати (особенно), ни для простого переноса и хранения информации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  используемой литературы 
 
 
 

1. Фигурно» В.  Э. IBM PC для пользователя. М., "ИНФА-М". 1995.

2. Фигурнов В.  Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. М., "ИНФА — М", 1998.

3. Кириличев  А. М. Основы вычислительной  техники. М., "Недра", 1998.

4. Пальмер С.  Access 2 "для чайников". К., "Диалектика", 1995.

5. Дьяконов  В. П. Популярная энциклопедия  мультимедиа. М., "ABF", 1996.

6. Ратбон  Э. Мультимедиа и CD —ROM "для чайников". К., "Диалектика". 199R.

7. Николь  Н., Альбрехт Р. Графический редактор  Corel Draw 4.0. Практическое пособие. М., "ЭКОМ". 1994.

Дополнительная

8. Комягин  В. Б., Коцюбинский А. О. Современный  самоучитель работы на персональном  компьютере. Быстрый старт: практическое  пособие. М., "Триумф", 1997.

9. Микляев  А. Настольная книга пользователя  IBM PC. M., "СОЛОН", 1997.

10. Богумирский Б. Эффективная работа на IBM PC. СПб., "Питер", 1997.

П. Электронные  вычислительные машины: в 8—ми кн. Учебное  пособие для вузов /Под ред. А. Я. Савельева. Кн. 3 — Алгоритмизация и основы программирования/. Г. И. Светозарова. М.. "Высшая школа", 1987.

12. Богумирский  Б. Norton Commander 5.0. Новые возможности для пользователя. СПб., "Питер", 1995.

13. Алтухов  Е. В. и др. Основы информатики  и вычислительной техники. М.. "Высшая школа", 1992.

14. Шафрин  Ю. Основы компьютерной технологии: Учебное пособие для 7- 11 классом по курсу "Информатика и вычислительная техника". М., "АБФ", 1997.