reprezentacja obrazu w komputerze

Reprezentacja obrazów

Informacja jako obraz cyfrowy ƒ

ƒ

Zastosowania informacji przenoszonej w formie obrazu cyfrowego: ƒ

kamery cyfrowe na użytek domowy,

ƒ

fotografia cyfrowa,

ƒ

obrazy satelitarne wykorzystywane w meteorologii, kartografii czy urbanistyce,

ƒ

systemy obrazowania medycznego i biologicznego itd.

Potrzebne są efektywne metody gromadzenia, indeksowania, przeglądania i wymiany tej informacji.

Czy przy pomocy bitów można przekazywać informacje o obrazach? Sposoby kodowania informacji o obrazach. ƒ grafika rastrowa ƒ grafika wektorowa

Grafika rastrowa ƒ Obrazy tworzone są z położonych blisko siebie punktów – pikseli o różnorodnym kolorze, które w efekcie stwarzają pozorny obraz ciągły. ƒ Pixel - najmniejszy punkt ekranu lub obrazu. ƒ Słowo powstałe jako zlepek angielskich picture oraz element.

Grafika wektorowa „

zapis obrazu oparty jest na formułach matematycznych

„

poszczególne elementy obrazu to fragmenty linii prostych i łuków będących częściami figur geometrycznych oraz wszelkie złożenia tych tworów.

„

każdy element obrazu jest opisany za pomocą pewnej liczby cech (położenie, barwa itp.), których wartości można zmieniać podczas edycji.

„

obraz przedstawiany na urządzeniu (monitor, drukarka) jest „kreślony” element po elemencie.

Obraz rastrowy vs. wektorowy

Zdjęcie

Rysunek utworzony z 6254 obiektów

Mapa bitowa ƒ Sposób zapamiętania obrazu rastrowego to bitmapa- dwuwymiarowa tablica pikseli. ƒ Bitmapę charakteryzują następujące właściwości: ƒ wysokość i szerokość bitmapy liczona jako liczba pikseli w pionie i w poziomie (rozdzielczość) Przykładowo rozdzielczość ekranu 800x640 oznacza, że można na nim wyświetlić maksymalnie 800 pikseli w jego szerokości i 640 w wysokości.

ƒ liczba bitów na piksel opisująca liczbę możliwych do uzyskania kolorów (głębia kolorów) np. 800x640

Grafika rastrowa ƒ DPI, PPI, LPI ƒ Ilość pikseli (kropek, punktów, lini) na jednostkę długości (cal) – dots/points/lines per inch. ƒ Określa ile punktów będzie miał obraz w swojej szerokości. ƒ Określenie stosowane głównie w przypadku urządzeń typu skaner, drukarka, ploter.

Głębia koloru obrazu ƒ Ilość informacji przekazywana w każdym pikselu. ƒ Im większa głębia tym dokładniejszy obraz, ale także tym więcej miejsca na dysku zajmie plik. ƒ Głębia n-bitowa daje możliwość reprezentowania 2n różnych barw Jeśli mamy 8-bitową głębię koloru na obrazie można będzie wyświetlić 28=256 odcieni danego koloru. ƒ Jest to także zakres barw wyświetlanych na monitorze.

Głębia koloru obrazu Obrazki z głębią kolorów RGB często składają się z kolorowych pikseli zdefiniowanych przez trzy bajty-jeden bajt (8 bitów) na każdy kolor, czyli jest to głębia 24bitowa.

Głębia koloru

1-bitowa 8-bitowa 24-bitowa 32-bitowa

Oznaczenie

21 28 224 232

Ilość kolorów możliwych do wyświetlenia

2 (np. biały i czarny) 256 16 777 216 4 294 967 296

Głębia obrazu a jego jakość głębia 8-bitowa (256 kolorów)

głębia 4-bitowa (16 kolorów)

głębia 1-bitowa (2 kolory)

Przy jednakowej wielkości, obrazy o mniejszej głębi zawierają mniej informacji i ogląda się je z pewnym dyskomfortem.

Rozdzielczość i skalowanie obrazu

operacja zmiany rozmiaru

Grafika rastrowa „ „

„

jest zależna od rozdzielczości wolne skalowanie; wiąże się z utratą jakości obrazka powiększanie:

Grafika wektorowa • nie zależy od rozdzielczości • szybkie, bezpieczne skalowanie, bez straty jakości • powiększanie:

Skalowanie obrazu Grafika rastrowa

Uwidocznione pojedyncze piksele

Grafika wektorowa

Bez strat

Skalowanie obrazu Grafika rastrowa -pomniejszanie

Tracimy bardzo wiele szczegółów oryginalnego rysunku

Grafika wektorowa -pomniejszanie

Bez strat

Skalowanie obrazu Grafika rastrowa

Grafika wektorowa

Dlaczego obrazów rastrowych nie da się skalować? „

Raster ma stałą liczbę pikseli (rozdzielczość),

„

przy powiększeniu mapy bitowej występuje efekt powiększenia piksela

„

nie jest możliwe wielokrotne powiększenie bez utraty jakości gdyż w obrazie oryginalnym brak wystarczającej ilości detali, które pozwalałyby na zbliżenie tego rzędu.

Skalowanie rysunku wektorowego „

Odcinek jest zapamiętywany jako zbiór dwóch punktów (początkowy i końcowy) o określonych współrzędnych, dzięki temu obliczane są punkty pośrednie.

„

Powiększenie/pomniejszenie odcinka w tym przypadku polega na obliczeniu nowych współrzędnych dla obu punków, a następnie na nowo, na obliczeniu punktów pośrednich i wyświetleniu ich na ekranie.

„

(Elipsa jest zapamiętywana w postaci dwóch ognisk elipsy i dwóch średnic)

Rozdzielczość rastra a rozmiar pliku „

„

„

Im dany obrazek ma wyższą rozdzielczość, tym większy jest jego rozmiar Na wielkość obrazka wpływ ma również ilość możliwych do zapamiętania kolorów. Im więcej kolorów tym większa objętość

Rozdzielczość rastra a rozmiar pliku

Szerokość bazowa (33401 B)

2/3 szerokości Bazowej (7506 B)

1 /2 szerokości bazowej (4975 B)

1/3 1/12 szerokości szerokości bazowej Bazowej (2892 B) (709 B)

Grafika rastrowa – zastosowania ƒ

zapisywanie zdjęć i realistycznych obrazów (każdy punkt może mieć inną barwę i nasycenie).

ƒ

tworzenie obrazów o skomplikowanych kolorach, przejściach tonalnych, cieniach, gradacjach barw itp.

ƒ

składanie ilustracji

ƒ

obróbka zdjęć, np. retuszowanie zniszczonych

ƒ

tworzenie grafiki ekranowej dla aplikacji multimedialnych

ƒ

przygotowywanie statycznych efektów specjalnych w filmie

ƒ

kreowanie prostych animacji GIF

Grafika wektorowa – zastosowania „

prezentacja tekstu – zapis wektorowy jest odpowiedni dla gotowych dokumentów (również tekstów) nie przeznaczonych do dalszej edycji, a do rozpowszechniania w formie elektronicznej w zamkniętej postaci.

„

wizytówki, emblematy, znaki firmowe

„

reklama

„

prezentacja danych i modelowanie

„

tworzenie wykresów 2D i 3D funkcji matematycznych, fizycznych i ekonomicznych; histogramów i wykresów kołowych; wykresów harmonogramowania zadań; wykresów wielkości zapasów i produkcji itd.

„

kreślenie i projektowanie wspomagane komputerowo

„

symulacja i animacja dla wizualizacji naukowej i rozrywki

Konwersja formatu zapisu obrazu „

Przed opublikowaniem w sieci grafiki wektorowe przekształca się w ich odpowiedniki rastrowe.

„

Jest to podyktowane koniecznością zachowania możliwości wyświetlenia obiektów graficznych w różnych systemach.

„

Wyjątkiem są tutaj np. prezentacje Flash i Shockwave, które dzięki istnieniu wtyczek (plugins) do przeglądarek sa "rozumiane" przez większość komputerów.

Konwersja formatu zapisu obrazu Digitalizacja - przekształcenie obrazka wektorowego w rastrowy (łatwa operacja): ƒ Nałóż siatkę kwadratów na rysunek ƒ Zamaluj każdy kwadrat dominującym kolorem

Wektoryzacja - przekształcenie obrazka rastrowego w wektorowy (trudna operacja): „

W układzie barwnych pikseli rozpoznaj przebiegające linie, okręgi, litery i inne znaki, obszary jednobarwne i ich brzegi

„

Zapamiętaj ich parametry

Formaty plików graficznych Wszelkie obrazy graficzne w postaci cyfrowej mają swoje pewne przyporządkowane formaty plików. Pliki te wykorzystuje się zarówno do podglądu, publikacji oraz drukowania na amatorskim jak i profesjonalnych sprzęcie.

Formaty plików graficznych różnią się między sobą pod następującymi względami: ƒ

sposób reprezentacji danych obrazka (piksele lub wektory),

ƒ

techniki kompresji,

ƒ

obsługiwane funkcje programów graficznych.

Kompresja danych ƒ Polega na zmianie sposobu zapisu informacji w taki sposób, aby zmniejszyć redundancję i tym samym objętość zbioru, nie zmieniając przenoszonych informacji. ƒ Innymi słowy chodzi o wyrażenie tego samego zestawu informacji, lecz za pomocą mniejszej liczby bitów. /wikipedia.org/

ƒ Dane reprezentowane są w zwartej postaci w celu redukcji kosztów ich przechowywania i przesyłania.

Skąd możliwość kompresji? „

Redundancja (nadmiarowość) „

„

Różne sposoby reprezentacji „

„

Informacje w danych powtarzają się (np. język potoczny), p. kody ISBN, formularze osobowe (PESEL zawiera datę urodzenia...)

np. reprezentacja grafiki rastrowa i wektorowa..

Ograniczenia percepcji „

wzrokowej

„

słuchowej

Co kompresujemy? ƒ Mowa (np. w telefonii komórkowej, internetowej, VoIP) ƒ Muzyka (np. utwory w formacie MP3) ƒ Dane video (np. filmy na DVD, w formacie DivX) ƒ Teksty (np. udostępniane w archiwach takich jak Project Gutenberg) ƒ Pliki wykonywalne (np. wersje instalacyjne oprogramowania) ƒ Bazy danych

Zalety stosowania kompresji ƒ Przesyłanie większej ilości danych w tym samym czasie (np. satelity telekomunikacyjne) ƒ Przesyłanie danych w krótszym czasie ƒ Praca większej liczby użytkowników na łączu o tej samej przepustowości (np. Internet) ƒ Duże rozmiary przechowywanych danych (rozmiary i koszty dysków twardych) ƒ Wygoda operowania plikami o mniejszych rozmiarach (film jakości DVD zajmuje jedna płytę DVD, a nie 20)

Wady stosowania kompresji ƒ Konieczność wykonania dekompresji przed użyciem danych ƒ Czasami wymagana jest duża moc obliczeniowa, aby kompresja/dekompresja mogła być wykonywana w czasie rzeczywistym

Metody uniwersalne i dedykowane „

współczynnik kompresji to wyrażony w procentach stosunek rozmiaru danych (np. pliku) po kompresji do rozmiaru danych przed kompresją, np. 10%

„

metody uniwersalne - możliwość stosowania jednego algorytmu do różnych typów danych „

„

Z reguły gorszy współczynnik kompresji (przy danych binarnych nieznaczne pogorszenie)

metody dedykowane – stworzone do konkretnego zastosowania. „

Lepszy współczynnik kompresji

„

Potrzeba stworzenia wielu algorytmów dla konkretnych danych

„

Koszty opracowania algorytmu mogą przekraczać zyski z jego stosowania

Metody stratne i bezstratne „

metody bezstratne - z postaci skompresowanej można odzyskać identyczną postać pierwotną

„

metody stratne - z postaci skompresowanej nie można odzyskać identycznej postaci pierwotnej, jednak główne właściwości zostają zachowane, np. jeśli kompresowany jest obrazek, nie występują w postaci odtworzonej widoczne różnice w stosunku do oryginału.

Metody stratne i bezstratne „

„

Kompresja bezstratna jest odwracalna - pozwala odtworzyć oryginalną zawartość danych „

Szerokie spektrum zastosowań

„

Gorszy współczynnik kompresji

Kompresja stratna jest nieodwracalna - nie odzyskamy danych w oryginalnej postaci „

Lepszy współczynnik kompresji

„

Ograniczone spektrum zastosowań

Metody bezstratne — zastosowania „

Teksty

„

Bazy danych

„

Obrazy medyczne (!)

„

Programy komputerowe

„

Archiwizacja danych

Metody stratne — zastosowania „

Obrazy

„

Utwory muzyczne

„

Mowa

„

Dane wideo

Przed kompresją (800kB)

Po kompresji stratnej (64kB)

A może zawsze kompresować stratnie? „

„

„ „

Teksty — list do rodziców z kolonii: Mamo przyślij kasę → Mamo przyślij kasze Bazy danych — stan konta: 2.000 zł → 200.000 zł lub 2.000 zł → 200 zł Obrazy rentgenowskie — błędna diagnoza Programy komputerowe — program zawiesi się albo zacznie wykonywać błędne operacje

Formaty grafiki rastrowej Używające kompresji stratnej: ƒ JPEG (Joint Photographic Experts Group) - najpopularniejszy format plików graficznych z kompresją stratną; używany zarówno w sieci internet (obsługiwany przez prawie wszystkie przeglądarki), jak i w aparatach cyfrowych ƒ JPEG 2000 - nowsza wersja formatu JPEG, oferująca lepszą kompresję, ƒ DjVu - format stworzony do przechowywania zeskanowanych dokumentów w formie elektronicznej, ƒ TIFF (Tagged Image File Format) - popularny format plików graficznych udostępniający wiele rodzajów kompresji (zarówno stratnej jak i bezstratnej) oraz umożliwiający przechowywanie kanału alfa.

Formaty grafiki rastrowej Używające kompresji bezstratnej ƒ PNG (Portable Network Graphics) - popularny format grafiki (szczególnie internetowej); obsługiwany przez obsługuje większość przeglądarek WWW; przezroczystość, ƒ GIF (Graphics Interchange Format) - popularny format grafiki (szczególnie internetowej); obsługiwany przez prawie wszystkie przeglądarki WWW; może przechowywać wiele obrazków w jednym pliku tworząc z nich animację, ƒ TIFF - patrz wyżej.

Formaty grafiki rastrowej Bez kompresji: ƒ XCF (eXperimental Computing Facility) - mapa bitowa programu GIMP; może przechowywać wiele warstw, ƒ XPM format zapisu plików przy pomocy znaków ASCII, ƒ BMP

Formaty grafiki wektorowej ƒ SVG (Scalable Vector Graphics) - format oparty na języku XML; promowany jako standard grafiki wektorowej; umożliwia tworzenie animacji, ƒ CDR (Corel Draw) - format opatentowany przez firmę Corel Corporation ƒ SWF (Adobe Flash) - format grafiki wektorowej popularny w internecie; umożliwia tworzenia animacji, ƒ EPS (Encapsulated PostScript) - format PostScript z ograniczeniami

JPEG (Joint Photographic Experts Group Format) „

Jest formatem plików stworzonym do przechowywania obrazów, które wymagają "pełnego koloru", ale nie mają zbyt wielu ostrych krawędzi i małych detali - a więc zdjęć pejzaży, portretów i innych "naturalnych" obiektów

„

Algorytm kompresji algorytmem stratnym

„

Możliwość kontroli stopnia kompresji w jej trakcie umożliwia dobranie stopnia do danego obrazka ,w taki sposób aby uzyskać jak najmniejszy plik, ale o zadowalającej jakości.

używany

przez

JPEG

jest

Przykłady kompresji JPEG 20:1

50:1

Przykłady kompresji JPEG 100:1

200:1

JPEG – wady i zalety Zalety: „

bardzo dobre współczynniki kompresji

„

możliwość dobierania współczynnika kompresji

„

bardzo duża popularność

Wady: „

lepszy współczynnik kompresji oznacza pogorszenie jakości obrazu

„

istnieją lepsze algorytmy

JPEG 2000 „

następca powszechnie stosowanego JPEG

„

format ten zapewnia lepszą jakość obrazu i zapewnia kompresję wysokiego stopnia,

„

umożliwia zapisanie i odczytanie wszystkich ważnych składowych obrazu, redukując zniekształcenia lepiej niż format JPEG

„

W odróżnieniu od JPEG, obraz może być również skompresowany bezstratnie, co czyni nowy standard konkurencyjnym dla formatu PNG.

„

skalowalność - w miarę odbierania (np. przez sieć) kolejnych próbek obrazu, jego jakość stopniowo się poprawia (podobny tryb, choć bardzo uproszczony, oferuje JPEG).

„

Algorytm JPEG 2000 jest wykorzystywany między innymi do kompresowania obrazu w kinach cyfrowych.

Przykłady kompresji JPEG 2000 20:1

50:1

Przykłady kompresji JPEG 2000 100:1

200:1

Porównanie formatu JPEG i JPEG 2000

JPEG 2000 – wady i zalety Zalety: „

Bardzo dobre współczynniki kompresji przy zadawalającej jakości obrazu

Wady: „

duża złożoność obliczeniowa, w związku z tym nie przewiduje się zastąpienia nim standardu JPEG.

„

Stosunkowo wolne działanie

„

Niewielka, choć szybko rosnąca popularność

TIFF (Tagged Image File Format) „

format ten pozwala na zapisywanie obrazów stworzonych w trybie kreskowym, skali szarości oraz w wielu trybach koloru i wielu głębiach bitowych koloru.

„

używany do wymiany plików między aplikacjami i różnymi platformami sprzętowymi.

„

format z kompresją bezstratną

„

TIFF oparty jest na koncepcji tagów. Tagi dostarczają informacji na temat obrazu, jeden z nich jest wskaźnikiem do całego obrazka. Są to informacje dotyczące typu kompresji, rozmiaru, kolejności bitów, oraz autora, daty i oprogramowania źródłowego.

„

TIFF 5.0 definiuje 45 tagów.

„

TIFF jest standardem szeroko używanym jednak zawiera wiele różnych wersji i tagów, co często stanowi problem.

Porównanie formatów TIFF i JPEG

Obraz TIF

Obraz JPEG

918 KB

59,0 KB

GIF (Graphics Interchange Format) „

format pliku graficznego z kompresją bezstratną,

„

GIF-y są często używane na stronach WWW umożliwia niezależną sprzętowo, transmisję grafiki online.

„

Wada: brak jest możliwości zapisu plików graficznych w formacie True Color. Zachowany w tym formacie obraz może być czarno-biały, w odcieniach szarości lub kolorowy (maksymalnie 256 barw).

„

Pliki w tym formacie mogą zawierać kilka obrazów, umożliwia to tworzenie dzięki nim animacji, przydatny jest w banerach, butonach i obrazkach.

„

Może przechowywać informację o kanale alfa (przezroczystość).

Porównanie formatów JPEG i GIF rys 1. – ilustracja zapisana w formacie JPG o małym stopniu kompresji. Widoczne są nieznaczne przekłamania kolorów. Plik ma dużą objętość. Wielkość pliku: 9 474 KB rys 2. – ilustracja zapisana w formacie JPG o znacznym stopniu kompresji. Widoczne są wyraźne przekłamania kolorów. Wielkość pliku: 7 979 KB rys 3. – ilustracja zapisana w formacie GIF – duże jednokolorowe płaszczyzny prezentują się idealnie, wielkość pliku jest trzy razy mniejsza niż pliku JPG o podobnej jakości. Wielkość pliku: 3 135 KB

Porównanie formatów JPEG i GIF Rys. 1 - obrazek JPG o słabej jakości prezentuje się zupełnie dobrze jako miniaturka, zajmuje jednak aż 7 355 KB.

Rys. 2 - ten sam obrazek zapisany w formacie GIF jest praktycznie takiej samej jakości, lecz zajmuje znacznie mniej: 6 762 KB.

Rys. 1

Rys. 2

Zalety i wady formatu GIF Zalety: ƒ umożliwia zapis w jednym pliku wielu obrazów GIF w celu późniejszym ich prezentacji w postaci animacji, ƒ możliwość ustawienia dla każdego piksela przezroczystości (jedynie dwie wariancje - albo jest, albo nie jest przezroczysty), ƒ obsługiwany przez większość dobrych programów, Wady: ƒ nie obsługuje trybów o 24-bitowych kolorze.

BMP „

jeden z popularniejszych formatów przechowywania obrazu w pamięci komputera, format ten wylansowała firma Microsoft jako podstawowy format zapisu danych plików graficznych.

„

Format ten obecnie jest używany w systemie Windows i DOS. Zachowując pliki w tym formacie, można wybrać odmianę Microsoft Windows lub OS/2 oraz głębię pikseli od 1 do 24 bitów.

„

W przypadku obrazków 4- i 8-bitowych można ponadto skorzystać z kompresji Run-Length-Encoding (RLE).

„

Obraz jest przechowywany bitmapa. Piksele są zapisywane bez żadnej kompresji z tego powodu rozmiary plików są bardzo duże.

Porównanie formatów BMP i JPEG

Obraz bitowy

Obraz JPEG

1,37 MB

36,0 KB

SVG (Scalable Vector Graphics) „

format grafiki internetowej, polega on na podobnym do języka HTML opisie grafiki (język XML),

„

został on opracowany przez organizację zajmującą się rozwijaniem języków hipertekstowych w3c.org.

„

Obrazy SVG są łatwo skalowalne, bardzo małe, mogą być również animowane i przeźroczyste.

„

Obrazy generowane za pomocą SVG są grafiką wektorową i nie nadają się do zapisu zdjęć .

PNG „

format graficzny wykorzystujący kompresję bezstratną.

„

Jest formatem pozbawionym ograniczeń narzucanych przez właściciela praw patentowych - stworzony przez internautów może być używany bez opłat.

„

jest jedynym wieloplatformowym formatem bitmapowym,

„

istnieje w nim możliwość zdefiniowania stopnia przeźroczystości - tzw. kanału alpha. 24-bitowy format opracowany jako alternatywa dla formatu GIF,

PNG „

zapewnia lepszy stopień kompresji (pliki są od 10 do 30%).

„

Nie może jednak służyć do tworzenia animacji, ponieważ nie pozwala na przechowywanie wielu obrazków w pojedynczym pliku.

„

Zachowując plik w formacie PNG, można wybrać opcję sukcesywnego pojawiania się obrazków sprowadzanych z sieci (kolejne przybliżenia wnoszą coraz więcej szczegółów).

Zalety i wady formatu PNG Zalety: ƒ umiejętność zapisu grafiki truecolor (aż do 48 bitów na piksel) oraz grafiki grayscale (aż do 16 bitów na piksel), ƒ uwzględnianie współczynnika przezroczystości (alpha channel) na każdy piksel, ƒ efektywna, bezstratna kompresja (o ok. 10-30 proc. bardziej wydajna niż stosowana w GIF-ie), Wady: ƒ efekt ziarnistości przy dużej kompresji

Kompresja PNG ƒ Przy użyciu 24-bitowej kompresji PNG, wzdłuż krawędzi pojawiają się zniekształcenia "schodkowe". ƒ Pogarsza to znacznie jakość zdjęcia, a oszczędność pamięci o 53%, nie jest robi zbyt dużego wrażenia. ƒ Efekt ziarnistości jest jeszcze wyraźniejszy przy zastosowaniu 256 kolorów (8-bitowa kompresja). ƒ Dodatkowo, na obszarach o jednorodnych kolorach, pojawiają się punkty o odmiennych barwach. ƒ Rozmiar pliku zmniejszony jest o 77%, ale obraz zyskuje wygląd plakatowy.

Porównanie formatów GIF, JPEG, PNG

Porównanie formatów GIF, JPEG, PNG

Porównanie formatów GIF, JPEG, PNG

Porównanie formatów GIF, JPEG, PNG

Porównanie formatów GIF, JPEG, PNG

EPS (Encapsulated PostScript) „

format PostScript z pewnymi ograniczeniami, którego głównym przeznaczeniem jest przechowywanie pojedynczych stron zawierających grafikę komputerową w postaci umożliwiającej osadzanie ich w innych dokumentach.

„

Są rozpoznawane przez większość programów ilustracyjnych; w większości przypadków jest to format preferowany aplikacji.

Plik bez formatu „

Można przenosić między aplikacjami i platformami komputerowymi.

„

Składa się ze strumienia bajtów opisujących informacje o kolorach. Każdy piksel jest opisany binarnie; 0 oznacza czerń, a 255 - biel.

„

Można zadeklarować rozszerzenie nazwy pliku dla Windows, Macintosh'a oraz informacje nagłówkowe.

„

Obrazek można zachować z formacie z przeplotem i bez przeplotu. W pierwszym przypadku wartości kolorów (na przykład czerwony, zielony i niebieski) są zapisywane sekwencyjnie. Wybór zależy od wymagań aplikacji docelowej, w której plik ma być otwierany.

Grafika 3D / Animacja ƒ Grafika 3D—przedstawiana na płaszczyźnie jako rzut 3 wymiarowej sceny ƒ zaawansowane techniki pozwalają na zmianę projekcji, na „poruszanie się” ƒ w prezentowanej przestrzeni (np. gry komputerowe, standardem w Internecie jest format VRML —Virtual Reality Markup Language) ƒ Animacja— formaty MPEG, QuickTime, AVI

Reprezentacja dźwięku

Kodowanie dźwięku ƒ Fala dźwiękowa to sygnał analogowy, komputer przetwarza sygnały cyfrowe; potrzebna jest więc transformacja ƒ Karta dźwiękowa określa natężenie dźwięku w danym momencie i zapisuje je w postaci liczby 8 lub 16-to bitowej (jest to tzw. rozdzielczość próbkowania) ƒ Pomiary te trzeba powtarzać tym częściej, im większe częstotliwości występują w fali (jest to tzw. częstotliwość próbkowania) ƒ Ucho odbiera dźwięki do ok. 22 kHz; by nie tracić jakości należy stosować częstotliwość próbkowania 44 kHz (kryterium Nyquist’a)

Kodowanie dźwięku ƒ Przykłady: digitalizacja 10s dźwięku ƒ 8 bit, 8 kHz, 78 KB (jakość rozmowy telefonicznej) ƒ 16 bit, 44 kHz, 860 KB (jakość CD) ƒ Początkowo istniały 3 konkurencyjne formaty: ƒ wav - platforma MS Windows ƒ aiff - platforma Apple Macintosh ƒ au - platforma Unix (Solaris)

Kodowanie dźwięku – popularne formaty ƒ MP3 (MPEG Audio Layer 3); ƒ zaleta: kompresja dźwięku (standard kompresji MPEG-1 Audio Layer 3. ) ƒ przy jakości CD mp3 daje 12-krotną kompresję, przy niższej jakości — jeszcze większą

Kodowanie dźwięku – popularne formaty ƒ MP4 ƒ Format ten oparty jest na technologii MPEG-4 i standardzie AAC, lecz stanowi zastrzeżone rozwiązanie firmowe. ƒ Format zapewniający wysoką jakość i dobrą kompresję. ƒ Każdy plik MP4 zawiera w sobie odtwarzacz, więc użytkownik nie musi posiadać programu obsługującego ten format. ƒ Pliki MP4 opakowane w format DAP (Digital Audio Postcard, czyli cyfrowa pocztówka dźwiękowa) mogą być rozprowadzane za darmo przez właściciela praw autorskich i przekazywane dalej przez użytkowników.

Kodowanie dźwięku – popularne formaty ƒ Ogg Vorbis ƒ stratny kodek dźwięku z rodziny Ogg. ƒ Bardzo często używany jest w połączeniu z kontenerem Ogg i nosi wtedy nazwę Ogg Vorbis, często błędnie zapisywaną tylko jako Ogg. ƒ Ogg Vorbis potrafi obsłużyć do 255 kanałów i ponad 16-bitowy dźwięk w zakresie 6-48 kHz. ƒ Zapewniany stosunek jakości dźwięku do objętości wynikowego pliku jest zazwyczaj lepszy od tego, co oferuje MP3, kosztem jednak większych wymagań podczas odtwarzania

Kodowanie dźwięku – popularne formaty ƒ mp3 objęty prawem autorskim, za jego użycie trzeba płacić (sierpień 2002: opłaty licencyjne obejmują teraz nie tylko kodowanie do mp3, ale również odtwarzanie mp3) ƒ Ogg Vorbis dostępny za darmo, ƒ Przykłady kodowania 6-cio minutowej piosenki: ƒ wav: 66 MB ƒ mp3: 9 MB ƒ ogg: 6 MB

Literatura: ƒ

ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

A. Przelaskowski, "Kompresja danych: podstawy, metody bezstratne, kodery obrazów", Wydawnictwo BTC, W-wa, 2005. A. Drozdek, „Wprowadzenie do kompresji danych”, WNT, Warszawa, 2007 Władysław Skarbek, „Multimedia, algorytmy i standardy kompresji” http://netdesign.wroclaw.pl/graf_format.shtml http://pl.wikipedia.org http://sun.aei.polsl.pl/~sdeor//students/kompresja/komp_ph d_w01.pdf http://home.tiscali.nl/developerscorner/imaging/imagesaving.htm