1.4.4.jpg

Η ανάπτυξη των εφαρμογών δημιουργίας και επεξεργασίας εικόνας έγινε σταδιακά και ξεκίνησε πριν την καθιέρωση του γραφικού περιβάλλοντος επικοινωνίας. Στο περιβάλλον των υπολογιστών Macintosh καθιερώθηκε η μορφοποίηση (format) PICT για τα αρχεία γραφικών σε όλες τις εφαρμογές. Η ομοιομορφία αυτή έκανε εύκολη τη μεταφορά εικόνων μεταξύ διαφορετικών εφαρμογών. Το ισχυρό χαρακτηριστικό των αρχείων PICT είναι ότι μπορούν να διαχειριστούν ταυτόχρονα χαρτογραφικές και διανυσματικές εικόνες.

Αντίθετα στο χώρο των PC υπήρξε μια σχετική αναρχία. Κάθε εταιρεία δούλευε ανεξάρτητα, με αποτέλεσμα να δημιουργηθούν πολλές διαφορετικές μορφοποιήσεις. Μόλις τα τελευταία χρόνια καθιερώθηκε η μορφοποίηση BMP μέσα από το περιβάλλον των Windows και αποτελεί πρότυπο για τις χαρτογραφικές (bitmap) εικόνες.

Οι παρακάτω πίνακες αναφέρουν τις καθιερωμένες μορφοποιήσεις των αρχείων γραφικών που χρησιμοποιούνται από τα περισσότερο διαδεδομένα εργαλεία δημιουργίας και επεξεργασίας εικόνας.
external image file_formats.png
Βασικές μορφοποιήσεις ψηφιογραφικών αρχείων εικόνας
(από ΠΛΕΙΑΔΕΣ/Νηρηίδες-Πολυμέσα)

Όνομα Μορφοποίησης
Επέκταση Αρχείου
Πλεονεκτήματα
Μειονεκτήματα
Συνηθισμένη Χρήση
TIFF (Tagged Image File)
.tif
Συμπιεσμένη ή Ασυμπίεστη πληροφορία χωρίς απώλειες. Υποστηρίζεται από όλους τους εκτυπωτές και σαρωτές
Μεγάλο μέγεθος αρχείου. Δύσκολο στην αποθήκευση
Ψηφιακές εικόνες με όλη την αρχική πληροφορία διαθέσιμη
GIF (CompuServe Graphics Interface Format)
.gif
Μικρό μέγεθος, εύκολη αποθήκευση και μεταφορά, υποστηρίζει διαφάνεια στο φόντο του σχεδίου, παρέχει τη δυνατότητα animation
Περιορισμός χρωμάτων στα 256
Εικόνες grayscale, εικόνες με λίγα χρώματα
JPEG (Joint Photo graphics Expert Group)
.jpg
Προσφέρει «πραγματικό χρώμα» (16,8 εκ. χρώματα) και δυνατότητα καθορισμού του βαθμού συμπίεσης
Συμπίεση με απώλειες, δεν υποστηρίζει διαφάνεια
Παρουσίαση ψηφιογραφικών εικόνων (π.χ. φωτογραφίες στο Web)
PCX (PC Paintbrush
Format)
.pcx
Ασυμπίεστη πληροφορία, καλή ποιότητα εικόνας, Βάθος χρώματος 24 bit
Μεγάλο μέγεθος αρχείου
Στο λογισμικό Paintbrush - Ζωγραφική
BMP (Standard Windows Bitmap)
.bmp
Αποδίδει καλά σε εφαρμογές των Windows και του OS/2
Δεν υποστηρίζει διαφάνεια, μεγάλο μέγεθος αρχείου
Σε εφαρμογές των Windows
PSD (PhotoShop images)
.psd
Διατηρεί πλήθος πληροφοριών (π.χ. Channels, layers, paths) για την ολοκληρωμένη επεξεργασία της εικόνας
Συμβατό μόνο με συγκεκριμένες εφαρμογές. Δεν χρησιμοποιείται στο Web
Ενδιάμεση φόρμα αποθήκευσης για εξειδικευμένη επεξεργασία εικόνας
PNG (Portable Network Graphics)
.png
Υποστηρίζει συμπίεση χωρίς απώλεια δεδομένων και διαφάνεια στο φόντο
Σχεδιάστηκε με απώτερο στόχο την αντικατάσταση του προτύπου GIF και αποκλειστικά για την προβολή εικόνων μέσω Διαδικτύου
image-file-formats-2-728.jpg
Πηγή: image file formats



Βασικές μορφοποιήσεις διανυσματικών αρχείων εικόνας(από ΠΛΕΙΑΔΕΣ/Νηρηίδες-Πολυμέσα)
Όνομα Μορφοποίησης
Επέκταση Αρχείου
Πλεονεκτήματα
Μειονεκτήματα
Συνηθισμένη Χρήση
WMF (MS Word MetaFile)
.wmf
Μικρό μέγεθος αρχείου, εύκολο στην αποθήκευση
Μόνο γραφικά
Διανυσματικά γραφικά για εφαρμογές Πολυμέσων, MS Office, περιβάλλον Windows
EMF (MS Word Enhanced File)
.emf
Εύκολο στην αποθήκευση
Μέγεθος αρχείου μεγαλύτερο από τις wmf
Διανυσματικές εικόνες σε περιβάλλον Windows, για εφαρμογές Πολυμέσων, MS Office
AUTOCAD
.DWG ή DXF

Συμβατό μόνο με συγκεκριμένες εφαρμογές
Διανυσματικά σχέδια για εφαρμογές CAD/CAM όπως το AutoCad
Corel Draw images
.cdr
Δυνατότητες εφέ και ολοκληρωμένη επεξεργασία εικόνας
Συμβατό μόνο με συγκεκριμένες εφαρμογές, μεγάλο μέγεθος αρχείου
Ενδιάμεση φόρμα αποθήκευσης για επεξεργασία εικόνας στο Corel Draw
Adobe Illustrator
.Al
Δυνατότητες εφέ και ολοκληρωμένη επεξεργασία εικόνας
Συμβατό μόνο με συγκεκριμένες εφαρμογές, μεγάλο μέγεθος αρχείου
Ενδιάμεση φόρμα αποθήκευσης για επεξεργασία εικόνας στο Illustrator
SVG (Scalable Vector Graphics)
.svg
Μπορούν να επεξεργαστούν με οποιοδήποτε επεξεργαστή κειμένου, να εκτυπωθούν με υψηλή ποιότητα σε οποιαδήποτε ανάλυση, να μεγεθυνθούν (zoom), ή να γίνει αλλαγή του μεγέθους τους (resize) χωρίς υποβάθμιση της ποιότητας
Ανοιχτό πρότυπο, αναπτύχθηκε από την W3C και ορίζει τα γραφικά σε μορφή XML.. Υποστηρίζει αλληλεπιδραστικά γραφικά Web υψηλής ποιότητας
Από όσα αναφέρθηκαν στην παράγραφο 1.4.3 προκύπτει πως για την επεξεργασία των εικόνων απαιτούνται:
  • μεγάλη υπολογιστική ισχύ,
  • μεγάλη χωρητικότητα για την αποθήκευσή τους,
  • μεγάλος χρόνος μεταφοράς μέσω δικτύων.
Είναι απαραίτητος λοιπόν ο περιορισμός του μεγέθους των αρχείων εικόνας ώστε να είναι εύκολα διαχειρίσιμα. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως συμπίεση (compression) και υλοποιείται από ειδικό λογισμικό. Για τη επεξεργασία ή εκτύπωση των συμπιεσμένων αρχείων είναι απαραίτητη η επαναφορά τους στο αρχικό μέγεθος. Η αντίστροφη διαδικασία λέγεται αποσυμπίεση (decompression).

Για να γίνει κατανοητή η έννοια της συμπίεσης θα πρέπει να αναλύσουμε δύο βασικές παραμέτρους:

α) Λόγος συμπίεσης

Εκφράζει το βαθμό που συμπιέζεται ένα αρχείο και ισούται με το λόγο του όγκου των αρχικών δεδομένων προς τον όγκο τους μετά τη συμπίεση. Εάν ένας αλγόριθμος υποστηρίζει συμπίεση εικόνας με λόγο 20:1, αυτό σημαίνει ότι ένα αρχείο μεγέθους 2MB συμπιέζεται σε μέγεθος 0.1MB.

β) Ποιότητα εικόνας

Η συμπίεση μπορεί να αλλοιώσει ή όχι την ποιότητα της εικόνας. Έχουν καθιερωθεί δύο τύποι αλγορίθμων:

1. Αλγόριθμοι συμπίεσης χωρίς απώλεια δεδομένων (lossless)

Οι αλγόριθμοι του τύπου αυτού συμπιέζουν τα δεδομένα εισόδου κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να μη προκαλείται καμία μείωση στη λεπτομέρεια της αρχικής εικόνας. Όταν αποσυμπιεστεί η εικόνα το αποτέλεσμα είναι το ίδιο με το πρωτότυπο.

2. Αλγόριθμοι συμπίεσης με απώλεια δεδομένων (lossy)

Οι αλγόριθμοι αυτοί επιτυγχάνουν υψηλή συμπίεση αγνοώντας κάποια δεδομένα. Σε πολλές περιπτώσεις υπάρχουν σε μια εικόνα μεγάλες περιοχές που περιέχουν την ίδια πληροφορία (για παράδειγμα το υπόβαθρο). Ο αλγόριθμος εντοπίζει τις περιοχές αυτές και τις αποθηκεύει ως συμπαγείς δομές όμοιων εικονοστοιχείων. Με τον τρόπο αυτόν επιτυγχάνεται περιορισμός του όγκου δεδομένων για την περιγραφή της εικόνας, καθώς καταγράφεται μόνο η θέση, το μέγεθος και το χρώμα κάθε δομής και δεν απαιτείται η αποθήκευση όλων των εικονοστοιχείων. Κατά την αποσυμπίεση του αρχείου οι δομές ανασυνθέτουν την αρχική εικόνα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των δομών, δηλαδή όσο μικρότερος είναι ο λόγος συμπίεσης τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα της εικόνας. Με λόγο συμπίεσης μέχρι 20:1 μπορούμε να εξασφαλίσουμε ικανοποιητική ποιότητα εικόνας χωρίς αλλοιώσεις.

Σήμερα το πιο διαδεδομένο πρότυπο συμπίεσης εικόνων είναι το JPEG που έχει αναπτυχθεί από το Joint Photographic Experts Group. Πρόκειται για αλγόριθμο συμπίεσης με απώλειες δεδομένων και χρησιμοποιείται τόσο στην πλατφόρμα Macintosh όσο και στα Windows. Υποστηρίζει λόγο συμπίεσης της τάξης 20:1 χωρίς ορατές αλλοιώσεις στην εικόνα, ενώ μπορεί να υποστηρίξει συμπίεση μέχρι 75:1 με απώλειες δεδομένων. Οι εικόνες JPEG μπορούν να περιέχουν αληθινό χρώμα (24 bit). Η αποσυμπίεσή τους γίνεται αυτόματα.
Το πρότυπο GIF (Graphic Interchange Format) είναι ένας αλγόριθμος συμπίεσης χωρίς απώλεια που δημιουργήθηκε για τη διακίνηση εικόνων στον Παγκόσμιο Ιστό. Υποστηρίζεται από όλους τους τύπους υπολογιστών. Οι εικόνες .GIF περιορίζονται σε χρωματικό βάθος 8 bit (256 χρώματα) και χαρακτηρίζονται από μικρό λόγο συμπίεσης. Το πρότυπο αυτό χρησιμοποιείται για γραμμικά σχέδια, ασπρόμαυρες φωτογραφίες και εικόνες με λίγα χρώματα.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η συμπίεση δεν περιορίζεται μόνο στις ακίνητες εικόνες αλλά επεκτείνεται σε δεδομένα όλων των μορφών.

1.4.4-1.png

Δραστηριότητες
  • 1.4.4 ΦΕ-1 Πρότυπα αποθήκευσης Ψηφιογραφικής εικόνας, ΠΛΕΙΑΔΕΣ/Νηρηίδες-Πολυμέσα (https://goo.gl/m4mhA1)
  • 1.4.4 ΦΕ-2 Συμπίεση αρχείων εικόνας, ΠΛΕΙΑΔΕΣ/Νηρηίδες-Πολυμέσα (https://goo.gl/IzlgRp)
  • Πως μπορείτε να αναπαραστήσετε μια ασπρόμαυρη εικόνα με τη βοήθεια αριθμών; Μια αποδοτική μέθοδος για συμπίεση εικόνων είναι η κωδικοποίηση του μήκους των σειρών (Run Length Enconding). Χρησιμοποιώντας μαθησιακά αντικείμενα (π.χ. https://goo.gl/qH6OH9, http://goo.gl/Oc5xN3) θα απαντήσετε στο φύλλο εργασίας (http://goo.gl/Hg0uHV)



ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΑΝΑΦΟΡΕΣ
  • W3schools. SVG Tutorial (Ανακτήθηκε 19/11/2016 από http://www.w3schools.com/graphics/svg_intro.asp)
  • Wikpedia (2015) Scalable Vector Graphics (Ανακτήθηκε 28/09/2015 από https://goo.gl/ldtA4D)
  • Αρβανίτης, Ν., Αναστασόπουλος, Γ., Μπελεσιώτης Β., Σγούρος, Ν., Σωτήρχος, Σ., Παναγιωτόπουλος, Θ. (2000) Εφαρμογές Πολυμέσων, Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, Αθήνα 2000
  • Γεωργίου, Θ., Κάππος, Ι., Λαδιάς, Α., Μικρόπουλος, Α., Τζιμογιάννης, Α., Χαλικά, Κ. Πολυμέσα-Δίκτυα, ΟΕΔΒ, Αθήνα (Ανακτήθηκε 24/09/2015 από http://goo.gl/zVVcAe)
  • Μαλλιάρα, Π., Μπακαμήτσου, Α., Δεληγιάννης, Φ., Κωστάκης, Π., Λαγός, Δ., Λαδιάς, Α., Μικρόπουλος, Α., Μπέλλου, Ι., Ράμμος, Χ., Σαριδάκη, Α., Χαλκίδης, Α. (2008). Πολυμέσα, ΠΛΕΙΑΔΕΣ/ΝΗΡΙΗΔΕΣ, Ερευνητικό Ακαδημαϊκό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών (ΕΑ.ΙΤΥ) (Ανακτήθηκε 24/09/2015 από http://goo.gl/eiQzhc)


ΠΗΓΕΣ - ΥΛΙΚΟ ΓΙΑ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΜΕΛΕΤΗ
  • Σχ. Βιβλίο: Πολυμέσα - Δίκτυα (1.4. Συμπίεση αρχείων εικόνας)
  • Σχ. Βιβλίο: Πολυμέσα - Δίκτυα (1.6. Τύποι αρχείων γραφικών)
  • Computer Science Field Guide (7.Coding-Compression), University of Canterbury, New Zealand
    (http://www.csfieldguide.org.nz/en/chapters/coding-compression.html)