Formatos Imagem

Formatos ImagemApontamentos CG + Edward Angel, Sec. 8.2 Instituto Superior Técnico Computação Gráfica 2009/2010 1  Na última aula
Ray-Tracing Ferramentas Utilizadas: •POV-Ray 3.6 (modelling, texturing, rendering); •Megapov 0.7 (cloth mesh generation) •Wings3D (mesh modeling); •VIM (text editing); •GEdit (text editing); •The gimp (map painting, cropping views, conversion to jpg). Office ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley By Jaime Vives Piqueres Sumário
Formatos de Imagem
Generalidades
Formatos
PBM
DIB (BMP)
GIF
PNG
JFIF (JPEG)
Considerações sobre uso ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Computação Gráfica Formatos de Imagem Conceitos Genéricos Representação Directa
Para cada pixel
Representar valor do canal correspondente
Triplos <R,G,B>
Máxima Fiabilidade
Depende apenas da profundidade da cor
Requisitos de memória elevados 211 0 70 0 147 190 ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Representação Imagem Mapa de Cores
Pixéis representados por índice de cor
em vez de 3 componentes de cor
Ficheiros de menor dimensão
Bom até 256 cores
Inviável para mais do que 256 cores 0 0 255 0 1 1 255 0 0 2 0 255 0 .. . 47 46 255 255 0 47 0 255 255 48 255 0 255 Representação ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Mapa de cores Imagem Compressão de Imagem
Reduz o tamanho da imagem
Dois tipos
Com perda
JPEG: Joint Photographic Experts Group (ISO 10918-1)  Transformada do co-seno aplicada a grupos de pixéis (8x8 ou 16x16)
Sem perda
RLE: Run Length Encoding  Sequências de pixéis da mesma cor
LZW (e LZ77) – Lempel-Ziv Welch  Sequências iguais de pixéis (podem ser de cores diferentes) ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Entrelaçamento (1/3)
Codificação permite visualização mais rápida
Também conhecido como
Codificação progressiva
Pode ser usado em diversos formatos
GIF
Armazena as linhas intercaladas  0, 8, 16,... / 4,12, .... / 2, 6, 10, 14, ... / 1, 3, 5, 7, 9, .... 1 6 4 6 2 6 4 6 7 7 7 7 7 7 7 7
PNG 5 6 5 6 5 6 5 6
Algoritmo Adam7 7 7 7 7 7 7 7 7  Imagem dividida em 7 sub-imagens 3 6 4 6 3 6 4 6  Usa padrão 8x8 para armazenar a imagem 7 7 7 7 7 7 7 7
JPEG 5 6 5 6 5 6 5 6
Algoritmo Progressivo 7 7 7 7 7 7 7 7  Usa os coeficientes da Transformada do Co-seno  Complexo, mas eficiente ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Entrelaçamento (2/3) GIF ADAM7 ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley  PNG GIF 1/64 1/32 1/16 1/8 1/4 Completa! 1/2 ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Computação Gráfica Formatos de Imagem Formatos Siglas
PBM: Portable Bitmap
PPM: Portable Pixmap
PGM: Portable Graymap
DIB: Device Independent Bitmap
“windows” BMP: Windows Bitmap
GIF: Graphics Interchange Format
PNG: Portable Network Graphics
JFIF: JPEG File Interchange Format ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley  Número Mágico (Magic Number)
Usado para identificar formatos de ficheiros
Apareceu pela 1ª vez na versão 7 do UNIX (1979)
Para identificar executáveis
Um conjunto de bits no início do ficheiro
Exemplos:
PDF: 25 50 44 46 (%PDF)
MS-OFFICE DOC: D0 CF 11 E0 (“docfile0”)
Classes JAVA compiladas: CA FE BA BE (“cafe babe”) 13 ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Número Mágico (Magic Number)
No caso dos ficheiros de imagem
PBM: P4 [em ASCII]
BPM: 42 4D (BM)
GIF: 47 49 46 38 (GIF8)
PNG: 89 50 4E 47 (♦PNG)
JPEG/JFIF: FF D8 FF E0
TIFF
Big endian (motorola): 4D 4D 00 2A (MM♦*)
Little endian (intel): 49 49 2A 00 (II*♦) 14 ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formatos PBM (1/2)
Cores:
2 (PPM),
256 cinzentos (PGM)
16.777.216 (PBM)
Modelo de cor:
RGB
Compressão:
não suporta
Mapa de cores:
não suporta
Entrelaçamento:
não suporta
Transparência:
não suporta ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formatos PBM (2/2)
Vantagens
Fácil de gerar
Três subtipos para diferentes tipos de imagem
Desvantagens
Ficheiros de grande tamanho
Não permite compressão ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formato DIB (BMP) (1/2)
Cores:
2, 16, 256 e 16.777.216
Modelo de cor:
RGB
Compressão:
RLE 4 e RLE 8 800×600, 81232 cores, 1,37 Mb
Mapa de cores:
só com 2, 16 e 256 cores
Entrelaçamento:
não suporta
Transparência:
não suporta ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley RLE - 800×600, 251 cores, 530 kb Formato DIB (BMP) (2/2)
Vantagens
Cores reais
Múltiplos subtipos
para diferentes tipos de imagem
Desvantagens
Ficheiros de grande tamanho
Compressão limitada a subtipos Porquê?
Compressão inadequada
Para imagens de qualidade fotográfica ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley 18 Formato GIF (1/3)
Cores:
2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 e 256
Modelo de cor:
RGB
Compressão:
LZW sem perda (sempre) 638×422, 144 cores, 94 kb
Mapa de cores:
Obrigatório
Entrelaçamento:
Opcional, por linhas
Transparência:
uma cor ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley 320×200, 255 cores, 57 kb Formato GIF (2/3)
Vantagens
Canal de dados
GIFs animados
Ficheiros de pequeno tamanho
Desvantagens
Limite de 256 cores
Formato e algoritmo de compressão proprietários
Impróprio para imagens de qualidade fotográfica
Transparência de uma única cor ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formato GIF (3/3)
Limite de 256 cores ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formato PNG (1/2)
Cores:
2, 4, 16, 256, 16.777.216 e 248
Modelo de cor:
RGB
Compressão:
LZ77 sem perda
Mapa de cores:
só com 2, 4, 16 e 256 cores
Entrelaçamento:
opcional, por pixéis
Transparência:
por canal alfa ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formato PNG (2/2)
Vantagens
Suporta todos os tipos de imagem
Algoritmo de compressão do domínio público
Transparência por canal alfa
Permite sequências de imagens
Guarda a correcção gama (opcional)
Desvantagens
Algoritmo de compressão impróprio para imagens com qualidade fotográfica ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formato JFIF (JPEG) (1/2)
Cores:
16.777.216
Modelo de cor
YCbCr
Compressão:
JPEG (com perda) 800×600, 59847 cores, 68,9 kb
Mapa de cores:
não suporta
Entrelaçamento:
não suporta
Transparência:
não suporta ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley 800×600, 81232 cores, 60,9 kb Formato JFIF (JPEG) (2/2)
Vantagens
Recomendado para imagens de qualidade fotográfica
Algoritmos de compressão normalizados
Desvantagens
Há sempre perda (mas a visão não detecta)
Impróprio para imagens com variações súbitas de cor Original JPEG ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Artefactos JFIF (JPEG) Original JPEG ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Degradação Progressiva em JFIF Escala de qualidade 1 (mín.) – 100 (máx.) 90 80 70 60 50 40 20 10 ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Computação Gráfica Formatos de Imagem Considerações sobre o uso  Imagem de Qualidade Fotográfica
Exemplo de Imagem
512 x 512 pixéis
230.426 cores ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Imagem Fotográfica Dimensão de Imagem MS Photo Editor Paint Shop Pro Adobe Photoshop DIB/BMP 786.486 GIF normal 169.369 (136) 261.332 (256) 248.878 (256) entrelaçado 266.523 (256) 254.103 (256) PNG normal 755.065 636.923 781.799 entrelaçado 667.648 788.863 JFIF máx. 342.808 (159.067) 313.125 (161.704) 491.285 (176.062) méd. 50.717 (149.903) 51.151 (151.270) 87.798 (156.760) mín. 31.768 (111.645) 32.300 (113.683) 53.248 (133.424) PPM binário 786.475 ASCII 2.893.594 Comprimento em bytes (número de cores) ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Imagem de um Gráfico Simples
Exemplo de Imagem
717 x 494
10 cores ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Gráfico Simples Dimensão de Imagem MS Photo Editor Paint Shop Pro Adobe Photoshop DIB/BMP 1.063.142 GIF normal 19.271 (18) 17.581 16.268 entrelaçado 17.904 16.667 PNG normal 18.951 19.097 29.861 entrelaçado 28.482 39.103 red. 256 cores 14.795 (18) 12.899 14.975 (18) JFIF máx. 174.285 (111) 161.770 (2.764) 226.607 (444) méd. 44.330 (27.550) 44.262 (28.097) 73.789 (21.443) mín. 31.768 (29.756) 31.495 (30.223) 54.583 (26.423) PPM binário 1.062.637 ASCII 4.161.878 Comprimento em bytes (número de cores) ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley Formatos de Imagem Considerações
Usar GIF se
número de cores for pequeno (<256)
Considerar o formato PNG
para estes casos e para outros
se a imagem não for de qualidade fotográfica
Usar JPEG/JFIF sempre que a imagem
seja de qualidade fotográfica
apresente tons contínuos
Imagens JPEG/JFIF
Guardar imagem original sem perda ou com pouca perda
Reduzir tamanho antes de comprimir com perda ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley