СИНЕНКОВ ЕВГЕНИЙ 10 А КЛАСС ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМАТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ

Работа посвящена исследованию зависимости характеристик различных типов растровых и векторных изображений от графических форматов. Исследование проводилось опытным путём посредством конвертирования отобранных изображений в следующие форматы: gif, bmp, png, tiff, jpeg, cdr, ico, wmf, emf. В теоретическую основу работы положена необходимость цифрового описания пространственных объектов, для их последующей обработки на компьютере. Работа имеет практическую ценность, поскольку по её результатам будет выявлен оптимальный формат, как для растровой графики, так и для векторной.

Цели работы : ИССЛЕДОВАТЬ РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМАТЫ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ. ПОСТРОИТЬ ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТИ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗОБРАЖЕНИЙ ОТ ВЫБРАННЫХ ФОРМАТОВ. СДЕЛАТЬ АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫЯВИТЬ ОПТИМАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ-ФОРМАТ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ.

Исследование проводилось экспериментальным образом путем конвертирования предварительно отобранных групп различных изображений в выбранные ранее форматы. Конвертирование проводилось при помощи прикладных графических редакторов XnView, Adobe Potoshop 8.0, PaintBrush, CorelDraw 12.0, OpenOffice в следующие форматы gif, png, jpeg, tiff, bmp, crd, wmf, emf, ico. Далее я систематизировал полученную информацию, по результатам исследований построил графики и провел анализ зависимости характеристик изображения от выбранного формата. Описание работы

Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать изображения, они должны быть представлены в цифровом виде (закодированы). Представление пространственных данных – это способ цифрового описания пространственных объектов, тип структуры пространственных данных. Всё многообразие компьютерных изображений можно разделить на два вида – это векторная графика и растровая графика. Изображения с большим количеством цветов и объектов относятся к растровой графике. Изображения, состоящие из отдельных элементов с небольшим количеством цветов, относят к векторной графике. Компьютерная графика

Целью моей научной работы является определение соответствия графических форматов заявленным типам изображений, поэтому для обработки были выбраны шесть изображений, полученных при помощи различных средств ввода информации и нескольких графических редакторов. Для анализа картинок мною были выбраны следующие форматы: gif, png, jpeg, tiff, bmp, как наиболее популярные и используемые во всемирной сети. С помощью графических редакторов Adobe Photoshop 7 и Fireworks изображения были конвертированы в перечисленные выше форматы. Растровая графика

Bit MaP image (BMP) универсальный формат растровых графических файлов. Этот формат поддерживается многими графическими редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями.

Tagged Image File Format (TIFF) формат растровых графических файлов, поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Включает в себя алгоритм сжатия без потерь информации, но цена за это достаточно высока – файлы TIFF занимают слишком много места. Используется для обмена документами между различными программами. Рекомендуется для использования при работе с издательскими системами.

Graphics Interchange Format (GIF) формат растровых графических файлов, поддерживается приложениями для различных операционных систем. Включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз. Рекомендуется для хранения изображений, создаваемых программным путем (диаграмм, графиков и так далее) и рисунков (типа аппликации) с ограниченным количеством цветов (до 256). Используется для размещения графических изображений на Web- страницах в Интернете.

Portable Network Graphic (PNG) формат PNG спроектирован для замены устаревшего и более простого формата GIF, а также в некоторой степени для замены значительно более сложного формата TIFF. Формат PNG позиционируется, прежде всего, для использования во всемирной паутине (WWW) и графического редактирования. Он обладает превосходным уровнем сжатия по сравнению с GIF, но различия колеблются около 525%.

Joint Photographic Expert Group (JPEG) формат растровых графических файлов, который реализует эффективный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и иллюстраций.

Анализируя данный график можно сказать, что кривые глубины цвета всех изображений совпали. Из этого можно сделать вывод о том, что глубина цвета для растровых картинок не зависит от изображения, а зависит напрямую от формата.

Анализируя график можно сказать, что графики разрешения для всех изображений совпали, отсюда можно сделать вывод о том, что разрешение не зависит от изображения, а зависит напрямую от формата.

Windows MetaFile (WMF) универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery

CorelDRaw files (CDR) оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw. Если вы собираетесь работать с графическим файлом только в одном данном приложении, целесообразно выбрать оригинальный формат. Если же предстоит передавать данные в другое приложение, другую среду или иному пользователю, стоит использовать универсальный формат.

Enhanced Metafile (EMF) – графический формат Windows (аналог WMF), который сохраняет и векторную, и растровую информацию. EMF поддерживает кривые, используемые в рисунках Flash лучше, чем прежний формат Windows Metafile, однако многие приложения все еще не поддерживают этот более современный графический формат. Так же данный формат не имеет дополнительных настроек экспорта.

Windows Icon (ICO) стандартный формат Windows, предназначенный для хранения иконок.

Анализируя данный график можно сделать вывод о том, что объём в формате WMF не зависит от количества объектов изображения.

Из того, что графики глубины цвета для всех типов изображений совпали, следует вывод: глубина цвета для растровых типов изображений не зависит от изображения и является константой для любого исследованного формата.

вывод Оптимальным форматом для растровых изображений с большим количеством цветов является формат JPEG. Оптимальным форматом для растрового изображения с минимальным количеством цветов является формат GIF. Оптимальным форматом для векторной графики с количеством объектов (<1000) является формат WMF. При выборе формата для векторной графики с количеством объектов (>1000) наилучшее сжатие достигается в формате ICO, но, учитывая крайне малое разрешение, которое достигается в данном формате, сложно признать его оптимальным. Среднее значение, как разрешения, так и объёма для подобных изображений, достигается в формате CDR. При выборе между этими двумя форматами стоит руководствоваться целью использования изображения. Следует отметить, что необходимо дополнительное исследование изображения под кодовым названием Фаст, поскольку в сравнении с другими рисунками с количеством объектов (>1000) кривая его объёма ведёт себя аномально, нарушая выявленную тенденцию. Разрешение и глубина цвета для растровых изображений зависит напрямую от формата, но никак не от изображения. Разрешение и глубина цвета для векторных изображений зависит от конвектора, но не от изображения.