總的來說,有兩種截然不同的映像格式類型: 即有損壓縮和無損壓縮。
1.有損壓縮
有損壓縮可以減少映像在記憶體和磁碟中佔用的空間,在螢幕上觀看映像時,不會發現它對映像的外觀產生太大的不利影響。因為人的眼睛對光線比較敏感,光線對景物的作用比顏色的作用更為重要,這就是有損壓縮技術的基本依據。
有損壓縮的特點是保持顏色的逐漸層化,刪除映像中顏色的突然變化。生物學中的大量實驗證明,人類大腦會利用與附近最接近的顏色來填補所丟失的顏色。例如,對於藍色天空背景上的一朵白雲,有損壓縮的方法就是刪除映像中景物邊緣的某些顏色部分。當在·螢幕上看這幅圖時,大腦會利用在景物上看到的顏色填補所丟失的顏色部分。利用有損壓縮技術,某些資料被有意地刪除了,而被取消的資料也不再恢複。
無可否認,利用有損壓縮技術可以大大地壓縮檔的資料,但是會影響映像品質。如果使用了有損壓縮的映像僅在螢幕上顯示,可能對映像品質影響不太大,至少對於人類眼睛的識別程度來說區別不大。可是,如果要把一幅經過有損壓縮技術處理的映像用高解析度印表機列印出來,那麼映像品質就會有明顯的受損痕迹。
2.無損壓縮
無損壓縮的基本原理是相同的顏色資訊只需儲存一次。壓縮映像的軟體首先會確定映像中哪些地區是相同的,哪些是不同的。包括了重複資料的映像(如藍天)就可以被壓縮,只有藍天的起始點和終結點需要被記錄下來。但是藍色可能還會有不同的深淺,天空有時也可能被樹木、山峰或其他的對象掩蓋,這些就需要另外記錄。從本質上看,無損壓縮的方法可以刪除一些重複資料,大大減少要在磁碟上儲存的映像尺寸。但是,無損壓縮的方法並不能減少映像的記憶體佔用量,這是因為,當從磁碟上讀取映像時,軟體又會把丟失的像素用適當的顏色資訊填充進來。如果要減少映像佔用記憶體的容量,就必須使用有損壓縮方法。
無損壓縮方法的優點是能夠比較好地儲存映像的品質,但是相對來說這種方法的壓縮率比較低。但是,如果需要把映像用高解析度的印表機列印出來,最好還是使用無損壓縮幾乎所有的影像檔都採用各自簡化的格式名作為副檔名。從副檔名就可知道這幅映像是按什麼格式儲存的,應該用什麼樣的軟體去讀/寫等等。
一、BMP影像檔格式
BMP是一種與硬體裝置無關的影像檔格式,使用非常廣。它採用位映射儲存格式,除了映像深度可選以外,不採用其他任何壓縮,因此,BblP檔案所佔用的空間很大。BMP檔案的映像深度可選lbit、4bit、8bit及24bit。BMP檔案儲存體資料時,映像的掃描方式是按從左至右、從下到上的順序。
由於BMP檔案格式是Windows環境中交換與圖有關的資料的一種標準,因此在Windows環境中啟動並執行圖形映像軟體都支援BMP映像格式。
典型的BMP影像檔由三部分組成:位元影像檔案頭資料結構,它包含BMP影像檔的類型、顯示內容等資訊;位元影像資訊資料結構,它包含有BMP映像的寬、高、壓縮方法,以及定義顏色等資訊。
二、 PCX影像檔格式
PCX這種影像檔的形成是有一個發展過程的。最先的PCX雛形是出現在ZSOFT公司推出的名叫PC PAINBRUSH的用於繪畫的商業軟體包中。以後,微軟公司將其移植到 Windows環境中,成為Windows系統中一個子功能。先在微軟的Windows3.1中廣泛應用,隨著Windows的流行、升級,加之其強大的影像處理能力,使PCX同GIF、TIFF、BMP影像檔格式一起,被越來越多的圖形映像軟體工具所支援,也越來越得到人們的重視。
PCX是最早支援彩色映像的一種檔案格式,現在最高可以支援256種彩色,4-25所示,顯示256色的彩色映像。PCX設計者很有眼光地超前引入了彩色影像檔格式,使之成為現在非常流行的影像檔格式。
PCX影像檔由檔案頭和實際映像資料構成。檔案頭由128位元組組成,描述版本資訊和映像顯示裝置的橫向、縱向解析度,以及調色盤等資訊:在實際映像資料中,表示映像資料類型和彩色類型。PCX影像檔中的資料都是用PCXREL技術壓縮後的映像資料。
PCX是PC機畫筆的影像檔格式。PCX的映像深度可選為l、4、8bit。由於這種檔案格式出現較早,它不支援真彩色。PCX檔案採用RLE行程編碼,檔案體中存放的是壓縮後的映像資料。因此,將採集到的映像資料寫成PCX檔案格式時,要對其進行RLE編碼:而讀取一個PCX檔案時首先要對其進行RLE解碼,才能進一步顯示和處理。
三、TIFF影像檔格式
TIFF(TaglmageFileFormat)影像檔是由Aldus和Microsoft公司為桌上出版系統研製開發的一種較為通用的影像檔格式。TIFF格式靈活易變,它又定義了四類不同的格式:TIFF-B適用於二值映像:TIFF-G適用於黑白灰階映像;TIFF-P適用於帶調色盤的彩色映像:TIFF-R適用於RGB真彩映像。
TIFF支援多種編碼方法,其中包括RGB無壓縮、RLE壓縮及JPEG壓縮等。
TIFF是現存影像檔格式中最複雜的一種,它具有擴充性、方便性、可改性,可以提供給IBMPC等環境中運行、影像編輯程式。
TIFF影像檔由三個資料結構組成,分別為檔案頭、一個或多個稱為IFD的包含標記指標的目錄以及資料本身。
TIFF影像檔中的第一個資料結構稱為影像檔頭或IFH。這個結構是一個TIFF檔案中唯一的、有固定位置的部分;IFD影像檔目錄是一個位元組長度可變的資訊塊,Tag標記是TIFF檔案的核心部分,在影像檔目錄中定義了要用的所有映像參數,目錄中的每一目錄條目就包含映像的一個參數。
四、 GIF檔案格式
GIF(Graphics Interchange Format)的原義是“映像互換格式”,是CompuServe公司在 1987年開發的影像檔格式。GIF檔案的資料,是一種基於LZW演算法的連續色調的無損壓縮格式。其壓縮率一般在50%左右,它不屬於任何應用程式。目前幾乎所有相關軟體都支援它,公用領域有大量的軟體在使用GIF影像檔。
GIF影像檔的資料是經過壓縮的,而且是採用了可變長度等壓縮演算法。所以GIF的映像深度從lbit到8bit,也即GIF最多支援256種色彩的映像。GIF格式的另一個特點是其在一個GIF檔案中可以存多幅彩色映像,如果把存於一個檔案中的多幅映像資料逐幅讀出並顯示到螢幕上,就可構成一種最簡單的動畫。
GIF解碼較快,因為採用隔行存放的GIF映像,在邊解碼邊顯示的時候可分成四遍掃描。第一遍掃描雖然只顯示了整個映像的八分之一,第二遍的掃描後也只顯示了1/4,但這已經把整幅映像的概貌顯示出來了。在顯示GIF映像時,隔行存放的映像會給您感覺到它的顯示速度似乎要比其他映像快一些,這是隔行存放的優點。
五、JPEG檔案格式
JPEG是Joint Photographic Experts Group(JPEG 格式)的縮寫,檔案後輟名為“.jpg”或“.jpeg”,是最常用的影像檔格式,由一個軟體開發聯合會組織制定,是一種有損壓縮格式,能夠將映像壓縮在很小的儲存空間,映像中重複或不重要的資料會被丟失,因此容易造成映像資料的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例,將使最終解壓縮後恢複的映像品質明顯降低,如果追求高品質映像,不宜採用過高壓縮比例。但是JPEG壓縮技術十分先進,它用有損壓縮方式去除冗餘的映像資料,在獲得極高的壓縮率的同時能展現十分豐富生動的映像,換句話說,就是可以用最少的磁碟空間得到較好的映像品質。而且 JPEG是一種很靈活的格式,具有調節映像品質的功能,允許用不同的壓縮比例對檔案進行壓縮,支援多種壓縮層級,壓縮比率通常在10:1到40:1之間,壓縮比越大,品質就越低;相反地,壓縮比越小,品質就越好。比如可以把1.37Mb的BMP位元影像檔案壓縮至20.3KB。當然也可以在映像品質和檔案尺寸之間找到平衡點。JPEG格式壓縮的主要是高頻資訊,對色彩的資訊保留較好,適合應用於互連網,可減少映像的傳輸時間,可以支援24bit真彩色,也普遍應用於需要連續色調的映像。
JPEG格式是目前網路上最流行的映像格式,是可以把檔案壓縮到最小的格式,在 Photoshop軟體中以JPEG格式儲存時,提供11級壓縮層級,以0—10級表示。其中0級壓縮比最高,映像品質最差。即使採用細節幾乎無損的10級品質儲存時,壓縮比也可達 5:1。以BMP格式儲存時得到4.28MB影像檔,在採用JPG格式儲存時,其檔案僅為178KB,壓縮比達到24:1。經過多次比較,採用第8級壓縮為儲存空間與映像品質兼得的最佳比例。
JPEG格式的應用非常廣泛,特別是在網路和光碟片讀物上,都能找到它的身影。目前各類瀏覽器均支援JPEG這種映像格式,因為JPEG格式的檔案尺寸較小,下載速度快。
JPEG2000作為JPEG的升級版,其壓縮率比JPEG高約30%左右,同時支援有損和無損壓縮。JPEG2000格式有一個極其重要的特徵在於它能實現漸進傳輸,即先傳輸映像的輪廓,然後逐步傳輸資料,不斷提高映像品質,讓映像由朦朧到清晰顯示。此外,JPEG2000還支援所謂的“感興趣地區”特性,可以任意指定影像上感興趣地區的壓縮品質,還可以選擇指定的部分先解壓縮。
JPEG2000和JPEG相比優勢明顯,且向下相容,因此可取代傳統的JPEG格式。JPEG2000即可應用於傳統的JPEG市場,如掃描器、數位相機等,又可應用於新興領域,如網路傳輸、無線通訊等等。
六、TGA格式
TGA格式(Tagged Graphics)是由美國Truevision公司為其顯示卡開發的一種影像檔格式,檔案尾碼為“.tga”,已被國際上的圖形、映像工業所接受。TGA的結構比較簡單,屬於一種圖形、映像資料的通用格式,在多媒體領域有很大影響,是電腦產生映像向電視轉換的一種首選格式。
TGA映像格式最大的特點是可以做出不規則形狀的圖形、影像檔,一般圖形、影像檔都為四方形,若需要有圓形、菱形甚至是縷空的影像檔時,TGA可就派上用場了! TGA格式支援壓縮,使用不失真的壓縮演算法。
七、EXIF格式
EXIF的格式是1994年富士公司提倡的數位相機影像檔格式,其實與JPEG格式相同,區別是除儲存映像資料外,還能夠儲存攝影日期、使用光圈、快門、閃光燈資料等曝光資料和附帶資訊以及小尺寸映像。
八、 FPX影像檔格式
FPX影像檔格式(副檔名為fpx)是由柯達、微軟、HP及Live PictureInc聯合研製,並於1996年6月正式發表,FPX是一個擁有多重分辯率的影像格式,即影像被儲存成一系列高低不同的分辯率,這種格式的好處是當影像被放大時仍可維持影像的質素,另外,當修飾FPX影像時,只會處理被修飾的部分,不會把整幅影像一併處理,從而減小處理器及記憶體的負擔,使影像處理時間減少。
九、SVG格式
SVG是可縮放的向量圖形格式。它是一種開放標準的向量圖形語言,可任意放大圖形顯示,邊緣異常清晰,文字在SVG映像中保留可編輯和可搜尋的狀態,沒有字型的限制,產生的檔案很小,下載很快,十分適合用於設計高解析度的Web圖形頁面。
十、PSD檔案格式
這是Photoshop影像處理軟體的專用檔案格式,副檔名是.psd,可以支援圖層、通道、蒙板和不同色彩模式的各種映像特徵,是一種非壓縮的原始檔案儲存格式。掃描器不能直接產生該種格式的檔案。PSD檔案有時容量會很大,但由於可以保留所有原始資訊,在影像處理中對於尚未製作完成的映像,選用PSD格式儲存是最佳的選擇。
十一、CDR檔案格式
CDR格式是著名繪圖軟體CorelDRAW的專用圖形檔案格式。由於CorelDRAW是向量圖形繪製軟體,所以CDR可以記錄檔案的屬性、位置和分頁等。但它在相容度上比較差,所有CorelDraw應用程式中均能夠使用,但其他影像編輯軟體打不開此類檔案。
十二、PCD檔案格式
PCD是Kodak PhotoCD的縮寫,副檔名是.pod,是Kodak開發的一種Photo CD檔案格式,其他軟體系統只能對其進行讀取。該格式使用YCC色彩模式定義映像中的色彩。YCC和CIE色彩空間包含比顯示器和列印裝置的RGB色和CMYK色多得多的色彩。PhotoCD映像大多具有非常高的品質。
十三、DXF檔案格式
DXF是Drawing Exchange Format的縮寫,副檔名是.dxf,是AutoCAD中的圖形檔案格式,它以ASCII方式儲存圖形,在表現圖形的大小方面十分精確,可被CorelDraw和3DS等大型軟體調用編輯。
十四、UFO檔案格式
它是著名影像編輯軟體Ulead Photolmapct的專用映像格式,能夠完整地記錄所有 Photolmapct處理過的映像屬性。值得一提的是,UFO檔案以對象來代替圖層記錄映像資訊。
十五、EPS檔案格式
EPS是Encapsulated PostScript的縮寫,是跨平台的標準格式,副檔名在PC平台上是.eps,在Macintosh平台上是.epsf,主要用於向量映像和光柵映像的儲存。EPS格式採用 PostScript語言進行描述,並且可以儲存其他一些類型資訊,例如多色調曲線、Alpha通道、分色、剪輯路徑、掛網資訊和色調曲線等,因此EPS格式常用於印刷或列印輸出。Photoshop中的多個EPS格式選項可以實現印刷列印的綜合控制,在某些情況下甚至優於TIFF格式。
十六、PNG影像檔格式
PNG(Portable Networf Graphics)的原名稱為“可移植性網狀圖像”,是網上接受的最新影像檔格式。PNG能夠提供長度比GIF小30%的無損壓縮影像檔。它同時提供24位和48位真彩色映像支援以及其他諸多技術性支援。由於PNG非常新,所以目前並不是所有的程式都可以用它來儲存影像檔,但Photoshop可以處理PNG影像檔,也可以用PNG影像檔格式儲存。