Rastrové grafické formáty. Václav Krajíček KSVI MFF UK, 2007



Podobné dokumenty
Rastrový obraz, grafické formáty

Počítačová grafika a vizualizace I

CAD II přednáška č. 5. Grafické formáty PCX GIF TIFF BMP

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Grafické formáty. Grafické formáty. Komprese rastrového obrazu. Proč je tolik formátů pro uložení obrázků?

Grafické formáty. poznámky k 5. přednášce Zpracování obrazů. Martina Mudrová 2004

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN

Multimediální systémy. 03 Počítačová 2d grafika

Rastrová grafika. Grafický objekt je zaznamenán jednotlivými souřadnicemi bodů v mřížce. pixel ( picture element ) s definovanou barvou

1.0 Lekce 1: Seznámení s prostøedím. 2.0 Lekce 2: Základní opravy fotografie

III/ 2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Konverze grafických rastrových formátů

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Barvy na počítači a grafické formáty

Počítačová grafika a vizualizace volné 3D modelování. Maxon CINEMA 4D. Mgr. David Frýbert, 2012

Formáty pro rastrovou grafiku

Komprimace grafických dat, formáty počítačové grafiky

Gymnázium Jana Pivečky a Střední odborná škola Slavičín. III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Informační a komunikační technologie Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

Reprodukce obrazových předloh

VYUŽITÍ POČÍTAČOVÉ GRAFIKY

Obraz jako data. Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity Brno. prezentace je součástí projektu FRVŠ č.2487/2011

Srovnání programů pro editaci 2D grafiky

Digitální grafika. Digitální obraz je reprezentace dvojrozměrného obrazu, který používá binární soustavu (jedničky a nuly).

Formáty obrazu. David Bařina. 22. března David Bařina Formáty obrazu 22. března / 49

základem rastr pixelů s informací o jejich barvě problémy při změně velikosti (zvětšování):

DUM 02 téma: Formáty souborů rastrové grafiky

Vektorová a bitmapová grafika

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Zdroj:

Rastrový obraz. Dvourozměrná matice bodů (pixelů) Bitová hloubka definuje maximální počet odstínů

Rastrový obraz Barevný prostor a paleta Zmenšení barevného prostoru Základní rastrové formáty

Teorie barev. Způsob definování barev. Vladimír Kopecký Jr. Model RGB (Red, Green, Blue) Fyzikální ústav MFF UK

PV156 Digitální fotografie Formáty souborů Tomáš Slavíček / Vít Kovalčík FI MU, podzim 2012

Elektromagnetické záření. Zdroj:

Ing. Jan Buriánek. Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Jan Buriánek, 2010

On-line škola mladých autorů , pořadatel: ČVUT FEL. Jak na obrázky? Martin Žáček

Komprese obrazu. Michal Bujalka, Ondrej Kováč. Gymnázium Botičská. Botičská 1, Praha 2

POČÍTAČOVÁ GRAFIKA. Lenka Bednaříková

Funkce grafiky na webu. Primární grafická informace Fotografie Schémata Diagramy Loga Bannery

Osnova přednášky. Formáty uložení dat. Vyjádření hodnot datového typu. Vyjádření hodnot datového typu. Datové formáty. Výpočetní technika I

Grafika na webu. Lukáš Bařinka

Grafické editory. Ing. Jan Steringa 2008

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

DATOVÉ FORMÁTY GRAFIKY, JEJICH SPECIFIKA A MOŽNOSTI VYUŽITÍ

Základy informatiky. 10 Počítačová grafika

Zpracovnání digitální fotografie

Barvy a barevné systémy Formáty obrázků pro WWW

Muzea a digitalizace

Obrazový materiál ve vědecké práci aneb jeden obrázek vydá za tisíc slov

JPEG Formát pro archivaci a zpřístupnění.

Grafický editor pro zpracování bitmapových souborů. Bc. Michael Borkovec

Práce s obrazovým materiálem CENTRUM MEDIÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ. Akreditované středisko dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků

Maturitní témata. Informační a komunikační technologie. Gymnázium, Střední odborná škola a Vyšší odborná škola Ledeč nad Sázavou.

Specifika digitalizace v muzeích dvourozměrné předlohy. Praha

IVT. Grafické formáty. 8. ročník

Barvy a barevné systémy Formáty obrázků pro WWW

Co je počítačová grafika

GRAFICKÉ FORMÁTY V BITMAPOVÉ GRAFICE

Maturitní téma: Počítačová grafika (rastrová a vektorová grafika, grafické programy, formáty)

RAFT IKI2010 JPEG Optimální formát pro archivaci a zpřístupnění. Přednáška: 19. 1, 2010, IKI 2010 Přednášející:

Obrazová data. Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity Brno. prezentace je součástí projektu FRVŠ č.2487/2011

1. Formáty grafických dat

Počítače a grafika. Ing. Radek Poliščuk, Ph.D. Přednáška 6. z předmětu

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Kosinová transformace 36ACS

Webové stránky. 6. Grafické formáty pro web. Datum vytvoření: str ánk y. Vytvořil: Petr Lerch.

Rastrová grafika. body uspořádané do pravidelné matice

Výukový materiál vytvořen v rámci projektu EU peníze školám "Inovace výuky" registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/

Grafické formáty. Grafika

Gymnázium Jana Pivečky a Střední odborná škola Slavičín. III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

HDR obraz (High Dynamic Range)

Pořizování Snímku. Z čeho se digitální fotoaparát skládá a jeho parametry

Grafické formáty. rastrový (bitmapa) vektorový formát (křivky) Poznámka: zobrazení na monitoru je vždy rastrové

Programování v Pythonu

Kompresní techniky. David Bařina. 15. února David Bařina Kompresní techniky 15. února / 37

2.5 Nejčastěji používané formáty souborů s obrázky

Kde se používá počítačová grafika

Obsah. Kapitola 1 Stažení a instalace Kapitola 2 Orientace v programu a základní nastavení Úvod... 9

Počítačová grafika. (Computer Graphics) Úvod do tématu. Martina Mudrová únor 2007

Základy informatiky část 10

1. GRAFIKA. grafika vektorová - křivky grafika bitmapová (rastrová, bodová) pixely VLASTNOSTI BITMAPOVÉ GRAFIKY (FOTOGRAFIE)

Převody datových formátů

Počítačová grafika SZŠ A VOŠZ MERHAUTOVA 15, BRNO

Stejná stránka se v různých prohlížečích může zobrazit odlišně.

Kde se používá počítačová grafika (PG)?

FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA MAPOVÁNÍ A KARTOGRAFIE. polygrafii

1. HDR. 2. Test Práce ve Windows. 3. Tilt-shift efekt. 4. Excel tisk a tvorba grafů. Informatika Ditta Kukaňová

Cvičení 1. Úpravy obrázků programem IrfanView. Zpracoval: Ing. Vladimír Solnický SPŠ stavební, Opava, příspěvková organizace

AUDIOVIZUÁLNÍ PROSTŘEDKY 1

Úvod do počítačové grafiky

POČÍTAČOVÁ GRAFIKA. Počítačová grafika 1

Počítačová grafika 1. Úvod do grafiky, základní pojmy. Rastrová grafika.

aneb jak se to tam všechno vejde?

Téma: Barevné modely, formáty souborů

Zásady prezentace CENTRUM MEDIÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ. Akreditované středisko dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

DTP1. Digitální grafický výstup. ernobílé grafické objekty. (příprava textu pomocí počítače) Kapitola 8 / Obrázky a rastrování

VY_32_INOVACE_INF.19. Inkscape, GIMP, Blender

DTP1. (příprava textu pomocí počítače) Kapitola 3 / Obrázky a rastrování

Transkript:

Rastrové grafické formáty Václav Krajíček KSVI MFF UK, 2007

Grafické formáty Velké množství Mnoho různých požadavků na uložená data neobrazová data Nativní formáty Například: PSP (Photoshop), XFC (Gimp) Splňují speciální požadavky programů Standardizované formáty JFIF (JPEG), PNG Vhodné pro přenos dat mezi různými systémy, platformami, k archivaci

Typy formátů Rastrové Zachycují diskretizovanou obrazovou funkci Digitální obraz Vektorové Zachycují grafická primitiva, ze kterých se obraz skládá Čáry, křivky, plochy, text, barevné přechody, vzorky Hlubší porozumění obrazu

Rastrové formáty Hlavička meta-informace Data bez komprese/komprimovaná obrazová i jiná Způsob kodování Endianovitost Způsob uložení Prokládání, dlaždice, bitové roviny Multiresolution

Barvy a palety Ukládání barvy v obrázku Index do palety Paleta součástí souboru Typicky 2-256 Přímo hodnota barvy Bitová šířka hodnoty 1, 2, 4, 8, 16, 24, 32, 48 Formát hodnoty, např RGB 8-8-8, 5-6-5, 3-3-2, RGBA Grayscale HDR - float

Komprese Důvody 512 x 512 ještě ok scanner s 300dpi vyrobí 20-30MB na jednu šedotónovou stránku A4 video, HD Bezeztrátová / ztrátová Symetrická / nesymetrická Kompresní poměr

PBM/PGM/PPM Portable BitMap/GrayMap/PixMap file format Textový/Binární Snadno parsovatelný začíná P1/P2/P3 (textové), nebo P4/P5/P6 (binární) komentáře, šířka/výška, data P1 # Toto je PBM soubor 6 6 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0

PCX nativní formát (PC Paintbrush) Paleta / True color 2-256, v hlavičce/na konci souboru, RGB nekomprimované RLE komprese run length encoding, nevhodná hardwarově orientovaný bitové roviny (EGA) / pixely 11 počet 0-255 0-191

BMP Microsoft Windows Bitmap 2-256 barev s paletou, RGB bez komprese / RLE komprese citovaný / kódovaný proud escape sekvence (pohyb po obrázku, konec) 1-255 0-255 počet 0 3-255 0-255 0-255 počet počet-krát 0 2 0-255 0-255... změna x změna y

TGA Targa Image File hardwarově orientovaný (adaptery Targa) barevné formáty 32 bitů RGBA, 16, 24 RGB, (variabilní) paleta per pixel atributy RLE komprese (jako BMP) další možné komprese: Huffman, delta patička, metadata, rozšíření opacna orientace vzhůru nohama

Huffmanovo kódování Spočítám výskyty všech k písmen Hledám min i=0 l i a i Hladový algoritmus Huffmanův strom Znaky/slova s nejmenším výskytem nejdál od kořene, proto připojuji do stromu Komprese CCITT k přenos faxů, černobílých dokumentů

GIF Graphics Interchange Format, verze 87a a 89a Vlastnosti pouze paleta (do 256), setřídění LZW komprese průsvitná barva prokládání více obrázků v jednom (animace) neobrazové informace 1 4 3 4 2 4 3 4 1 Verze Globální hlavička Globální paleta Lokální hlavička Lokální paleta Data opakuje se

LZW komprese slovníková metoda počáteční délka kódu p implicitní slovník 0-2^p-1 2^p reset, 2^p+1 end maximální délka slovníku 4096, po dosažení reset proměnná šířka kódu p+1-12

Algoritmus LZW Komprese přečtu znak Z je MZ ve slovníku: pamatuji M=MZ není MZ ve slovníku: přidám MZ do slovníku kód M na výstup pamatuji M=Z Dekomprese přečtu kód C je C ve slovníku: slovo ze slovníku pro C není C ve slovníku: slovo je M a M[0] na výstup pošli slovo M a slovo[0] do slovníku v M si pamatuj slovo

PNG Portable Network Graphics [ping] internetový formát, W3C Paleta, true-color (24-48), grayscale (8-16) Průhlednost - alfa kanál Bezeztrátová komprese DEFLATE (LZ77+HK), volitelná predikce Skládá se s 'chunků' různé typy dat paleta, text, korekce rozdělení obrázku, dobré pro přenos Nepodporuje animace MNG, APNG

1 6 4 6 2 6 4 6 7 7 7 7 7 7 7 7 5 6 5 6 5 6 5 6 7 7 7 7 7 7 7 7 3 6 4 6 3 6 4 6 7 7 7 7 7 7 7 7 5 6 5 6 5 6 5 6 7 7 7 7 7 7 7 7 Prokládání PNG

Komprese LZ77... A B R A C A D A B L A D X... Prohledávací okénko Aktuální pozice Kód: (kroků zpět, délka, další znak) (7, 2, L) (5, 2, X)

JFIF JPEG File Interchange Format JPEG je kompresní metoda/jfif formát souboru Vhodný na fotografie Nevhodný na velké homogenní plochy a písmo Screenshoty z GUI Barevný systém YCbCr B B B B B B B R R R B B G B B B B G B B B B B B B B R R R B B B B B B B

JPEG komprese Slavná ztrátová komprese Kosinová transformace na blocích 8x8 VLI a Huffmanovo kódování koeficientů Progresivní režim Hierarchické kódování Bezeztrátová komprese Predikce JPEG2000 Ještě lepší, založen na waveletech

Srovnání kvality JPEG komprese 128x128 PNG 128x128 JPG

Princip komprese/dekomprese Transformace Kvantizace Entropická komprese Entropická dekomprese Dekvantizace Inverzní Transformace

Ukázka transformace (1/4)

Ukázka transformace (2/4)

Ukázka transformace (3/4)

Ukázka transformace (4/4)

TIFF Tag Image File Format Univerzální, standard pro DTP Složitý Obálka Může obsahovat obrazy s různou kompresi JPEG, LZW, RLE, CCITT Více obrázků v jednom, dlaždice, pruhy Složen z tagů mnoho typů Specifikace, Verze 6.0

HDR (RGBE Radiance) Obraz o velkém dynamickém rozsahu Obsahuje stíny i ostré světlo a přitom zachovává dobrý kontrast. Pixel je kódován RGB, jednotlivé složky floaty normalizován mezi 0,5 a 1 uloženy jako 3 mantisy a jeden společný exponent 3*8 bitů + 8bitů [0.3 0.02 0.1] = [0.6 0.04 0.2]*2^-1 [153 10 51 127] 3xMantisa Exponent 4 byty

DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine Standard pro výměnu lékařských dat Komplikovaný Specifikace přes 1000 stran Nejen o uložení obrazu Hodně meta-informací Informace o pacientovi, metodě snímání, modalitě, nastavení přístroje, čas, diagnóza, Anonymizace Podporuje kompresi, ale většinou se nepoužívá

Srovnání Obrázek Lenna 512x512 24bit GIMP Formát Velikost Poměr Original 769KB 1 JFIF(20%) 13KB 59,2 JFIF(80%) 43KB 17,9 JFIF(100%) 210KB 3,7 PNG 466KB 1,7 PCX 882KB 0,9 BMP RLE 769KB 1 GIF 227KB 3,4 TGA RLE 769KB 1 TIFF deflate 535KB 1,4 PPM text 2784KB 0,3 PPM binary 769KB 1 DICOM 769KB 1

Použití grafických formátů Knihovny C/C++, Java Vhodná licence Většina formátů libtiff, libjpeg, libpng, dcmtk, libtga Praktické rady 'Wrappery' Při načítání 'bufferovat' Hlídat zarovnání datových struktur

Zneužití grafických formátů Patenty Patent na GIF Nedokumentované formáty Šíření virů Přetečení zásobníku libtiff JPEG Windows Microsoft WMF

Reference http://en.wikipedia.org/ http://www.ee.cityu.edu.hk/~lmpo/lenna/lenna97.html Greg Ward: Real Pixels, Graphics Gems 2, 1993 http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca/hdr/ http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca/lectures/pdf/rasterformats.pdf http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~kmoch/downloads/formats.pdf Encyklopedie Grafických Formátů, James D. Muray, W. vanryper, 1995