Primjena digitalne fotografije u reprodukcijskim medijima

Katedra za reprodukcijsku fotografiju

Grafički fakultet Sveučilišta u Zagrebu

"FORMATI ZAPISA SLIKOVNIH DATOTEKA"

SEMINARSKI RAD

Nositelj kolegija:

Izv. prof. dr. sc. Darko Agić

Voditelj rada: Studenti:

Dr. sc. Maja Strgar Kurečić Sanda Čugalj

Vesna Gabriša

Prosinac 2009.

  2

SADRŽAJ 1. UVOD …………………………………............................................str. 3

2. FORMATI ZAPISA SLIKOVNIH DATOTEKA ……........................str. 5

3. NAJČEŠĆE KORIŠTENI FORMATI ……………………………..…str. 7

3.1. JPEG …………………………............................................str. 7

3.2. PDF…………………………................................................str.9

3.3. GIF …………………………................................................str.10

3.4. RAW ……………………………..........................................str.11

3.5. PNG …………………………..............................................str.12 3.6. EPS ………………………………………………..…………str. 13

3.6. BMP ……………………………..........................................str.13

3.7. TIFF ……………………………...........................................str.14

4. SAVJETI ZA POHRANU SLIKA NA RAČUNALU ……..................str.14 LITERATURA

  3

1. UVOD Svi podaci u računalu spremaju se i obrađuju u binarnom obliku. Na mediju za pohranu, primjerice tvrdom disku, podaci su spremljeni u poljima (datoteka, engl. file). Način na koji se neki podatak pretvori u binarni oblik naziva se format podataka. Primjerice, kad se na magnetski disk pohrani slika, ona se mora pretvoriti u binarne brojeve. Način na koji će se boje i oblici sa slike pretvoriti u binarne brojeve zove se format za pohranu slika.Za pohranu slika na računalu rabi se mnogo različitih načina pretvorbe slike u binarne brojeve, pa se kaže da postoji mnogo formata za zapis slika. Različiti formati mogu koristiti ili ne koristiti sažimanje (kompresiju, engl. compression) podataka i mogu biti s gubitkom ili bez gubitka podataka. Sažimanje podataka podrazumijeva pretvorbu podatka u oblik koji zauzima što manje memorije.Pri postupku bez gubitka podataka, svi podaci sadržani u izvornoj slici ostaju sačuvani nakon sažimanja. To znači da je slika pohranjena sa svim svojim dijelovima i da pri pretvorbi nije izgubila ništa na kvaliteti (izgledu). Pretvorba s gubitkom dijela podataka, podrazumijeva takvu pretvorbu kod koje se namjerno bespovratno gubi dio podataka. Pri pretvorbi u binarni oblik korisnik može izabrati optimalni omjer između kvalitete izgleda slike i veličine zapisa.  Pri odabiru veličine slike na digitalnom aparatu, osim na fizičke dimenzije neophodnoje obratiti pažnju i na stupanj sažimanja ili kompresije slike. Iako zauzeće prostora na memorijskoj kartici direktno ovisi o dimenzijama slike, postoje načini da se informacije na neki način sažmu, što ima za posljedicu manje zauzeće memorije. Sažimanje se temelji na sličnosti susjednih područja na slici. Laički rečeno, pri zapisu informacija o sadržaju slike tada nije nužno pamtiti stvarne vrijednosti nego samo razlike u odnosu na susjedno područje. Uštede pri takvom načinu zapisa nisu male. Međutim, koristeći činjenicu da ljudsko oko nije savršeno, algoritmi za sažimanje slikovnih podataka ponekad vrlo agresivno obrađuju sliku. Nova slika može biti i nekoliko desetaka puta manja od originalne. Negativna strana takvog pristupa je određeni gubitak informacija o slici. Logično je zaključiti da će kvaliteta slike biti obrnuta stupnju kompresije koji je primijenjen pri spremanju. Dakle, još jedna stvar na koju treba

  4

obratiti pažnju. Kako odrediti stupanj kompresije? Kao prvo, treba napomenuti da neki (uglavnom kvalitetniji) digitalni aparati imaju mogućnost spremanja slike u izvornom obliku. Kaže se da su slike u raw (eng. sirov) formatu. U tom formatu su sve informacije koje je zabilježio CCD senzor aparata pohranjene u memoriji. To, naravno, daje najbolju kvalitetu. Slike spremljene u RAW formatu zauzet će mnogo prostora. Konkretno, slika veličine 2832x2128 točaka će u raw formatu zauzeti 17MB memorije. Spremimo li je u kompresiranom formatu, veličina će joj biti od 0,5 do 2MB, ovisno o stupnju sažimanja. Kompresirane slike prepoznaju se po nastavku datoteka jpg ili jpeg. Nije teško zaključiti da će najčešći način pohranjivanja slika biti u jpg formatu. Jedino oni kojima je prioritet vrhunska kvaliteta (i imaju dovoljno memorije) priuštit će si spremanje u tiff-u ili raw formatu. Da bi se odabrao stupanj kompresije jpeg-a treba se prisjetiti kako sažimanje funkcionira. Ključna stvar pri sažimanju je količina detalja. Konkretno, zauzima li veći dio slike vedro nebo, dakle područje s malo detalja, kompresija će biti vrlo uspješna uz mali gubitak informacija. S druge strane, ako je sadržaj slike krcat detaljima kao što su grupe ljudi ili na primjer natpisi, nije uputno odabrati veliki stupanj kompresije jer će gubitak detalja biti vrlo primjetan. U praksi, svaki korisnik treba sam odrediti s kojim je stupnjem kompresije zadovoljan. To će najlakše zaključiti u praksi isprobavajući snimati različite motive u kombinaciji s različitim postavkama aparata. Za orjentaciju, evo primjera koji slikovito prikazuje način rada algoritma za kompresiju.

Različiti proizvodači digitalnih fotoaparata na razne načine označavaju stupanj kompresije. Najčešće su to: basic, normal, fine (FujiFilm), SQ, HQ, SHQ (Olympus), normal, fine, supefine (Canon) i slični. Navedeni nazivi zapravo opisno označavaju kvalitetu fotografije.

Uvećani dijelovi na desnoj strani slike pokazuju kako bi izgledali detalji pod utjecajem tri različita stupnja kompresije. Gornje uvečanje ima najveću kompresiju.

  5

2. FORMATI ZAPISA SLIKOVNIH DATOTEKA

Nastavak

Format

Vektorski iliRasterski

Opis

.BMP Windows Bitmap

Rasterski Koristi se za prikaz i spremanje Windows slika (Windows)

.CGM Computer Graphics Metafile

Vektorski Format koji je razvijen suradnjom različitih organizacija za standardizaciju. Podržan je od mnogih softverskih produkata.

.DCX Windows Images

Rasterski Format za višestruke '.PCX' datoteke (Windows)

.DXF Data Exchange File

Vektorski Format kreiran od AutoDesk-a. Skoro svi PC-bazirani CAD (Computer Aided Design) sustavi podržavaju DXF.

.EPS Encapsulated Postscript

Vectorski, često sa rasterskim zaglavljem

Format za PostScript jezik. EPS koristi kombibaciju PostScript komandi i TIFF ili PICT format.

.GIF Graphics Interchange Format

Rasterski Ovaj format može se koristiti na različitim platformama, pa se često koristi za spremanje slika za WWW. Pošto je zapis relativno mali , slike se brzo prenose putem Interneta. No, GIF je ograničen na 256 boja, i boje nisu prikazane istovjetno u ovisnosti o platformama.

.JPG Joint Photographic Experts Group

Rasterski Internacionalni standard korišten za kompresiju digitalnih slika. Datoteke su relativno male, ovisno o stupnju kompresije. To je format kojim se ne može povratiti orginalna slika.

.PCX PC Paintbrush Rasterski Format kreiran od Zsoft. Podržan od mnogih Windows aplikacija, kao i od mnogih optičkih skenera i fax modema.

  6

.PIC Lotus Picture File

Vektorski Relativno jednostavan grafički format razvijen od Lotus-a za prikaz grafike generirane Lotusom 1-2-3. PIC je podržan od mnogih PC aplikacija.

.PICT Picture Format Vektorski Format za Macintosh grafičke datoteke razvijen od Apple Computer. On je podržan od svih grafičkih programa koji rade na Macintosh-u. (Macintosh)

.PNG Rasterski Naprednija verzija .GIF formata

.TIF Tagged Image File Format

Rasterski Ovaj format se koristi za spremanje i razmjenu između 'desktop publishing' i 'graphic design' aplikacija. TIFF također podržavaju različite platforme, poput Microsoft Windows-a i Macintosh-a.

Također se koristi za skeniranje slika jer podržava sve veličine, rezolucije i dubine boja

.WMF Windows Metafile

Vektorski, može sadržavati i rasrersku sliku

Format za spremanje i razmjenu slika za Windows aplikacije.

.WPG WordPerfect Graphic File

Vektorski Format koji koristi WordPerfect

  7

3. NAJČEŠĆE KORIŠTENI FORMATI

3.1. JPEG

Format (standard) komprimiranog fotografskog zapisa, koji troši manje memorijskog prostora od originalne bitmape (slike) u .BMP ili TIF formatu. Konvertiranjem slike iz izvornog BMP ili TIF formata u JPG gubi se na kvaliteti, ali se taj gubitak očituje uglavnom samo kod velikih povećanja ili kod manipulacija sa bojama . JPEG kompresija primjenjuje siromašniju paletu nijansi od BMP formata, što može pogoršati kvalitetu u slučaju manipuliranja sa bojama, svjetlinom ili kontrastom slike, dakle pri digitalnoj obradi fotografije. Zbog štedljivog korištenja memorijskog prostora, u mailovima, kao i na web-stranicama treba koristiti JPEG ili GIF kompresiju, da se skrati vrijeme prijenosa podataka.Neki uređaji dopuštaju podešavanje određenih parametara konverzije poput odabira prostora boja, oštrine, krivulje tonova boja ili neke vrijednosti kontrasta. JPEG ostavlja malo prostora za editiranje, jer ce naše podešavanje boja na fotografiji cesto istaknuti blokove od 8x8 piksela koji predstavljaju osnovu JPEG kompresiji, jer dok JPEG sacuva podatke o osvijetljenju istovremeno podaci o samim bojama bivaju izrazito komprimirani. Ako uzimamo RAW fotografije dobivamo izrazitu kontrolu nad interpretacijom slike i svim prije spomenutim aspektima konverzije. Ono što nije pod našom kontrolom su otvor zaslona,trajanje ekspozicije (koja se kasnije može kompenzirati) ,ISO osjetljivost itd. U programu kojim ćemo otvarati fotografiju tj. interpretirati RAW podatke ,sve ono što je navedeno u prethodnoj točci biti će nam na dohvat ruke i vrlo jednostavno ćemo mijenjati postavke,ispravljati greške,uspoređivati učinke raznih postavki i slično. Večina aparata radi RAW fotografije dubine 12 bitova tj, 4096 nijansi po pikselu. JPEG je s druge strane limitiran na samo 8 bitova po kanalu i naravno po pikselu. Time ugrađeni RAW konverter mora prilikom konverzije odbaciti veliku količinu informacija, a opet na takav način da slika ne bude previše degradirana.

Može sadržavati slike koje imaju od 2 do 16777216 boja (ili nijansi sive boje). Prvenstveno se koristi za pohranjivanje fotografija, a ne za pohranjivanje crteža ili slika s relativno malo boja. Gubitak kvalitete slike određuje se stupnjem

  8

sažimanja podataka. Što je stupanj sažimanja veći to je vidljiviji gubitak kvalitete slike i obratno. Najveća prednost formata u odnosu na dosada navedene formate je u bitno manjem zauzeću memorije. Polja su najmanja od svih gore navedenih pa čak i uz najveću kvalitetu slike (najmanje sažimanje). Koristi se i na drugim operacijskim sustavima. Ne podržava prozirnost i animaciju.

LOW KOMPRESIJA

MAXIMUM KOMPRESIJA

MIDIUM KOMPRESIJA

  9

3.2. PDF

Portable Document Format (skraćeno: PDF) je format zapisa dokumenata kojeg je kreiralo poduzeće Adobe Systems 1993. godine. Koristi se za zapis dvodimenzionalnih dokumenata neovisno o uređaju i rezoluciji ispisa. Svaki PDF-dokument sadrži kompletan opis dokumenta, uključujući slike, tekst, vektorsku grafiku, rasterske slike, te može sadržavati i fontove potrebne za prikaz teksta. Za prikaz PDF-dokumenata potrebno je imati odgovarajuće programe za računalu, koji su besplatni i mogu se naći preko Interneta. Format je zasnovan na jeziku PostScript. Može se prepoznati po tome što su prva četiri bajta uvijek %PDF. Ime dokumenta (datoteke) obično završava s .pdf. PDF datoteka je format koji nam služi da bi objedinili nekoliko različitih informacija i zapisa u jednu cjelinu. Te informacije mogu biti – slike, tekst, tablice, linkovi na djelove istog dokumenta ili vanjske dokumente ili internet stranice te e-mail, može sadržavati i zvučne i video elemente, a u zadnje vrijeme i interaktivnu grafiku u 2D ili 3D prostoru. Dakle, unutar jedne datoteke u obliku PDF dokumenta mogu se nalaziti svi gore navedeni elementi. Također, taj format prvenstveno je zamišljen da simulira oblik knjige, te svojim izgledom predstavlja digitalni oblik knjige. Podjeljen je na dva glavna djela: Lijevi dio sa popisom poglavlja i linkovima (bookmark) na poglavlja unutar te knjige, te glavni desni dio sa stranicama knjige.

Najveća prednost PDF dokumenata je njegova standardnost u odnosu na ostale formate, onda njegova prenosivost na druge platforme, te na kraju i njegova veličina. Ukratko, PDF konvertira sav sadržaj koji prebacujemo u njega u svoj format zapisa elemenata, uključujući i font kojim pišete, kompresira ga u jedinstvenu datoteku i time garantira da će te na bilo kojem kompjuteru sa čitačem PDF datoteka, pročitati sadržaj istovjetno originalu.

Osim kompjutera standardni PDF format može se očitati na nekim drugim uređajima poput PDA, PalmOS ili PocketPC platformama, čak i na modernijim mobitelima.PDF je zato jedan od najraširenijih formata distribucije knjiga na Internetu, datoteka pomoći raznih programa, i ono što je najinteresantnije, distribucije osobnih dokumenata.

  10

3.3. GIF

To je 8-bitni (jedan piksel prezentiran je jednim bajtom) bitmap grafički format (pogledaj rasterska slika) koji koristi paletu od maksimalno 256 boja. Konvertiranjem izvornih bitmapa (BMP, JPG, TIF, PNG i dr.) u GIF, drastično se smanjuje broj nijansi kojima se interpretira sadržaj, što rezultira stepeničastim prijelazima pri pretapanju boja i gubitkom finijih detalja, a najčešće i prejakim kontrastom boja. Osiromašenje palete može biti vrlo izrazito, pa GIF treba koristiti samo ako nam je važna prozirnost, što je primjerice slučaj kod raznih animacija, foto i grafičkih montaža i slično.GIF je stoga je prikladniji za razne dijagrame i slične grafičke sadržaje, nego za fotografije. GIF format je savršen za raditi animacije. Ako se ipak koriste za fotografije, navedeni nedostaci se ublažavaju postupkom Dithering-a, kojim se uz uporabu raspoložive palete boja primjenom različitih algoritama za rasteriranje, postižu efekti bliži izvorniku.

DITHERING

4 boje 16 boja 64 boje

  11

3.4. RAW

RAW možemo tretirati kao digitalni negativ (otuda i kratica DNG - engl. Digital NeGativ). Naknadnom obradom u laboratoriju s negativom su se mogle raditi modifikacije kojima se izvlačilo mnoštvo podataka u svijetlu i sjeni, što kod dijapozitiva nije bilo moguće. Negativ je puno tolerantniji na pogreške ekspozicije, naknadnim filtriranjem ili maskiranjem mogle su se prilagođavati boje (balans bijele) itd. Sve to i još mnogo više možemo izvlačiti i iz RAW-a u današnjem digitalnom laboratoriju.No nitko nije savršen pa tako i RAW ima i neke mane, kao npr. veliku potrošnju baterije i memorijskog prostora. Za svadbu u kojoj ćete morati snimiti 1000 fotografija trebati će vam cca 14GB memorijskog prostora za 12 megapikselne RAW fotografije. Naknadna obrada tolikog broja fotografija može odnijeti mnogo vremena - i za vrijeme i nakon samog događaja - (npr. konverzija RAW u JPG, bez dodatne obrade, 1000 fotografija veličine 10MP potrajati će cca 10 sati), a ako naručitelji žele hitno fotografije držati u svojim rukama trebati će vam i mnogo sreće da to sve stignete brzo pregledati, odabrati i dati u izradu.

RAW konverteri najćešće omogućavaju podešavanje više parametara nego što nam ih nudi sam fotoaparat. Pred klasičnog kontrasta, oštrine i

zasićenja je tu i kontrola korekcije šuma, krivulja, vinjetiranja, geometričkih grešaka itd.

  12

3.5. PNG ( Portable Network Graphics) PNG dolazi od engl. Portable Network Graphics.Općte mišljenje je, da je ovaj format budućnost Web grafike. Kako je GIF do 1.10.2006. bio zaštićen patentom, PNG je nudio zamjenu za GIF. Podržava grayscale, 8-bitne, 24-bitne i 48-bitne vrste slika.

8 bitni 24 bitni Korišten je napredan losseless algoritam kompresije, koji daje odlične rezultate. Nivo kompresije se može mijenjati, a korištenjem dodatnih filtera za kompresiju (može ih biti pet) postižu se zapanjujući rezultati u smanjivanju veličine komprimirane datoteke. Varijabilna transparentnost je takođe podržana. To znači, da za razliku od GIF formata, gdje piksel može biti transparentan ili ne, kod PNG-a se uvodi 254 nivoa transparentnosti tj.256 razina transparencije = 0%, 100% i 254 međurazine

24-bita - polutransparentni Koristi se Gama korekcija koja ispravlja razlike u izgledu grafike, koje se javljaju kod različitih platformi. Za razliku od GIF formata PNG ne podržava višestruke slike (GIF animacije). PNG format u odnosu na JPEG format postiže znatno veću ''težinu'' datoteke. PNG je danas, nažalost, još uvijek vrsta zapisa nakompatibilna s mnogim Web preview, stoga se rijetko primjenjuje u praksi.

  13

3.6. EPS (encapsulated-postscript) Ako grafička datoteka EPS sadrži uloženi preview datoteke TIFF ili Windows Metafile, na zaslonu će se pojaviti umanjeni prikaz slike. Kvaliteta preview-a ovisi o razlučivosti slike TIFF ili Windows Metafile uložene u datoteku EPS u trenutku kada je napravljena. Za stvaranje datoteke EPS općenito je dostupna niska, srednja i visoka razlučivost. Što je razlučivost slike u pretpregledu viša, to će datoteka EPS biti veća. Razlučivost je obično niska, jer takav preview uglavnom služi za smještanje slika na stranicu. Preview visoke razlučivosti nije potreban jer će se odbaciti kada se datoteka EPS ispiše na pisaču PostScript.

Ako se uloženi pretpregled datoteke TIFF ili Windows Metafile ne nalazi u uvezenoj grafici EPS, grafika će, umjesto preview u radnoj knjizi, prikazati poruku. Međutim, grafika će se ispravno ispisati na pisaču PostScript. Ispišete li grafiku EPS na pisaču koji nije PostScript, preview slike će se ispisati onako kako ona izgleda na zaslonu.Grafike EPS namijenjene su ispisu na pisaču PostScript.

3.7. BMP

Naziv bitmap potječe iz programskog okružja, odnosno fraze mapa bitova. Bitmape podržavaju potpunu skalu boje (multiple- bits-per-pixel) i ispravno ih je zvati pixmapama, odnosno mapama pixela, gdje je svaki individualni element slike opisan sa nekoliko bitova, koliko iznosi dubina boje cijele grafike (1, 8, 16, 24 ili više bita). Može sadržavati slike koje imaju od 2 do 16777216 boja (ili nijansi sive boje). Koristi se za sve namjene od pohrane crteža i jednostavnih slika do pohrane fotografija. Zapis unutar datoteke formata Bitmap iznimno je jednostavan te time pogodan za čitanje iz programskog okružja. Obzirom da Bitmap ne sadrži nikakvu kompresiju informacija, rezultatnu veličinu Bitmap datoteke, uz poznate dimenzije u pixelima te informacijom o dubini boje, vrlo je lako izračunati veličina [bajtovi] = zaglavlje [bajtovi] + širina [px] * visina [px] * (dubina boje [bit] / 8) Format Bitmap analogan je Wave(.wav) formatu za zapis audiosignala – omogućava visoku kvalitetu zapisa jer nema kompresije, ali veličina datoteke je prevelika te time nije zadovoljavajuća za uporabu na webu.

  14

3.8. TIFF (Tagged Image File Format) Memorijski vrlo zahtjevan slikovni format za profesionalnu uporabu i metarske dimenzije (postere, zložbene i đambo-plakate, tehničke fotografije s najfinijim razlaganjem detalja i dr.) koji bolje ocrtava sitne detalje. Odlikuje se manje izraženim nepravilnostima slike. TIFF format koristi LZW lossless kompresiju. Lossless znači da se kvaliteta ne gubi. Može sadržavati slike koje imaju od 2 do 16777216 boja (ili nijansi sive boje). TIFF datoteke su obično vrlo velike. Nekompresirane TIFF datoteke su otprilike iste veličine u bitovima kao i sama slika u memoriji. Samo neki (poluprofesionalni i profesionalni) fotoaparati mogu snimati direktno u TIFF-u, ali vrijeme pospremanja slike na memorijsku karticu aparata može se produžiti i na desetak sekundi, pa i do pola minute.

Za uobičajene potrebe, najčešće s neusporedivo manjim zauzećem memorije i brzinama kopiranja i obrade slike praktički jednak rezultat dati postava kvalitete razlučivosti na HQ (High Quality), ili neznatno bolji SHQ (Super High QUality).

TIFF (.tif) – Akronim od Tagged Image File Format. Datoteke ovog tipa mogu se snimiti tako da se mogu koristiti ili pod Windowsom ili na Macintoshu. To je često i optimalan format za aplikacije namijenjene pripremi za tisak. Poboljšani TIFF (engl. enhanced TIFF) je sličan format koji podržava snimanje slojeva, ali možda nije kompatibilan sa svim programima za pripremu tiska.

4. SAVJETI ZA POHRANU SLIKA NA RAČUNALU

Ukoliko treba pohraniti crtež ili sliku s relativno malo boja najbolje je koristiti GIF format jer daje najbolji omjer između kvalitete i zauzeća prostora na disku. Za fotografije i slike s mnogo boja (ili nijansi sive boje) odnosno prijelaza boja koje trebaju biti što kvalitetnije preporuča se uporaba TIFF formata. Za istu namjenu, ali ako nije toliko kritična kvaliteta slike već je bitno zauzeće memorije preporuča se JPEG format.

Formati koji su pogodni i najviše se koriste na Internetu su JPEG i GIF

  15

LITERATURA:

http://racunala.ttf.unizg.hr

http://www.baotic.org

http://www.lecad.unze.ba

http://hr.wikipedia.org/wiki/PNG

http://www.adobe.com/support/documentation/

http://inovatori.hrvatska.com/DIGITALNA FOTOGRAFIJA.pdf

http://www.telfon.net/dig/rjecnik_digitalne_fotografije_o_z.php

http://www.ziljak.hr/tiskarstvo/tiskarstvo08/Radovi08/ZA%20WEB/TiskaniIliDigitalni113.html

http://www.snowbound.com/format/tiff.html