Новые форматы изображений: требование времени

Формат DjVu имеет неплохие перспективы на рынке допечатной подготовки.

Существует множество различных форматов для сохранения изображений, и каждый имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее распространены TIFF, GIF и JPEG. Они существуют уже достаточно давно и их возможностей пока хватало как для нужд полиграфии, так и для размещения в Internet. Однако размеренная жизнь графических форматов совсем недавно была нарушена двумя возмутителями спокойствия — хорошо известной Adobe и широкопрофильным гигантом AT&T.

Этот многоликий TIFF

Adobe, как и следовало ожидать, отличилась с TIFF, сделав его поистине универсальным форматом для использования в допечатном процессе. В перспективе он может вытеснить «родной» PSD, поскольку недавно вышедшая шестая версия Photoshop позволяет хранить в TIFF информацию о слоях, масках, использованных эффектах и корректировочных слоях — в общем, все то, что поддерживает PSD.

При этом любые приложения, не понимающие «новый» TIFF, воспринимают его как flatten-версию PSD — таким образом обеспечивается совместимость со всеми существующими редакторами. Правда, пока просмотрщики изображений (например, широко распространенный ACDSee) не «видят» содержимое таких файлов, но это, по всей видимости, вопрос времени. В результате такой многофункциональности TIFF, отпадает необходимость держать для каждого макета два файла — один в виде PSD (для внесения изменений) и второй в виде TIFF (для размещения в программе верстки), что приведет к сокращению общего количества файлов, а значит, к большему порядку на винчестерах. Второе преимущество — экономия места на диске, которое, несмотря на дешевизну накопителей, остается актуальным и по сей день.

Хорошие новости есть и для Web-дизайнеров. С принятием международной организацией International Telecommunication Union (ITU) нового стандарта для хранения изображений Mixed Raster Content (со смешанным содержимым, ITU-T Recommendation T.44) ситуация с компрессией изображений должна измениться в лучшую сторону. Утвержденный стандарт призван расширить степень распространения в Сети плохо сжимаемых картинок — тех, которые сочетают в себе графику различных типов, например, изображения фотографического качества с областями, имеющими контрастные области изображения (например, текст). Если раньше для получения оптимального соотношения «качество/размер» файла приходилось выделять из одного изображения несколько областей, каждую из которых сохранять со своим типом компрессии в виде отдельных файлов, то новый стандарт позволяет сочетать различные типы сжатия, цветовые пространства, цвета и даже менять разрешение в пределах одного изображения. Это открывает широкие перспективы его внедрения в Internet, и особенно на низкоскоростных линиях связи. Кстати говоря, в очередной версии известного графического пакета Photoshop 6 используется нечто подобное: на основе информации, заключенной в альфа-канале, он позволяет применять разные типы компрессии для областей изображения произвольной формы, а не только для прямоугольных.

Активные разработки нового формата, базирующегося на стандарте Mixed Raster Content, который удовлетворял бы растущим потребностям Сети, параллельно велись во многих компаниях. Одной из первых о завершении разработок заявила известная американская фирма AT&T, разработав формат DjVu (читается «дежа вю» — «уже виденное»), бесплатный для некоммерческого использования. Большой интерес вызывают возможности формата, дающие дополнительную степень компрессии изображения.

DjVu

Основные особенности DjVu в сравнении с предыдущими реализациями алгоритмов компрессии таковы.

Во-первых, в нем готовое изображение составляется как бы из двух отдельных слоев — один с областями, имеющими резкие контрастные границы (foreground, обычно используемый для текста или графики в виде тонких линий), другой слой — с областями изображения фотографического качества (background, несущий само изображение).

Во-вторых, в нем соответственно применяется двухпроходной алгоритм компрессии/декомпрессии изображения, происходящий в реальном времени (поочередная обработка обоих слоев).

В-третьих, в DjVu задействован хорошо зарекомендовавший себя алгоритм компрессии по методу Wavelet — IW44 (к слову, он уже давно использовался Corel для хранения фотоизображений, поставляемых в библиотеке готовых изображений).

В-четвертых, для определения метода компрессии, выбираемого для определенного участка изображения, служит интеллектуальный кодировщик binary adaptive entropy coder.

В-пятых, данный формат не строит в памяти компьютера все изображение, как это происходит обычно, а только видимую в данный момент на экране часть. Причем вывод изображения на экран происходит так же, как и у прогрессивного GIF (с постепенным проявлением изображения).

Компрессия DjVu основана на том, что изображение с большим количеством цветовых переходов (например, фотография) отделяется от тонких графических элементов и текста (они компрессируются отдельно), после чего оно сжимается по алгоритму Wavelet, который может компрессировать картинки даже сильнее, чем JPEG. По заявлениям разработчиков, примененный метод может дополнительно дать сокращение размера файла на 30—50% при одинаковом качестве передачи мелких элементов. Эксперименты, которые я провел над различными изображениями, полностью подтвердили эти цифры. Так, например, черно-белое изображение с текстом (формат А4, кегль 6 пунктов), сжатое по методу GIF, имело размер 255 Кбайт, в то же время в формате DjVu оно стало 47 Кбайт (дополнительная компрессия в четыре раза). Полноцветное же изображение размера А4 с разрешением 300 dpi, сохраненное в JPEG с компрессией 6, имело объем 738 Кбайт, после конвертирования в DjVu оно стало 82 Кбайт (дополнительная компрессия в восемь раз!). При этом текст оставался абсолютно читаемым, вплоть до увеличения в четыре раза.

Учитывая то, что формат отображает на экране только видимую часть изображения, преимущества DjVu в максимальной мере проявляются только при работе с большими и очень большими изображениями — во всяком случае, его разработчики апеллирует к географическим картам и стандартным страницам, отсканированным с разрешением 300 dpi, с физическими размерами в диапазоне 2500 — 3500 пикселей. Кроме того, в отличие от другого формата — FlashPix, DjVu не обращается каждый раз при скроллинге изображения или его увеличении к серверу, снижая нагрузку на линию.

Для перевода изображений в формат DjVu существует ряд конверторов, в качестве примера можно назвать разработку FEITH System and Software.

Большое значение для оптимального соотношения «качество/размер» имеют настройки программы: их достаточно много, но можно воспользоваться и упрощенным вариантом, где указываются только разрешение изображения (resolution) и качество сохранения фона (background quality). В принципе, можно оставлять настройки по умолчанию, изменяя лишь основной параметр компрессии (их три вида — с высоким, средним и низким разрешением). Более тонкие настройки позволяют указать на то, чтобы контрастные области вообще не компрессировать (Lossless mask), а для слишком мелкого текста — искусственно его утолщать, тем самым упрощая чтение (Character thickening). При желании можно вообще сохранять только текст без фона под ним (Save text only). Для определения, что считать фоном, а что — нет, служат настройки Mask.

***

Итак, в рядах графических форматов появилось пополнение. Насколько активно оно будет востребовано пользователями — покажет время, ясно одно: новейшие разработки могут значительно улучшить соотношение «компрессия/качество» для изображений с разнородным содержанием, чего были лишены их предшественники. TIFF способен заменить PSD в полиграфии, а DjVu компактно передает полутоновую графику, аналогично JPEG, без свойственных ему размытий вокруг элементов с резкими границами, четкость передачи которых аналогична GIF. Потенциал рассмотренных форматов велик (весьма показательно, что Quark разработала для своего Xpress даже специальный Xtension, который позволяет внедрять DjVu-изображения в верстку).

Несмотря на то, что новые форматы в той или иной степени снимают ограничения существующих алгоритмов, пока не существует оптимального решения для сохранения изображений. Прогресс в данном направлении очевиден, но задача создания эффективного и к тому же бесплатно распространяемого формата компрессии для комбинированных изображений, в котором бы перемежались области с разными технологиями сжатия, причем распространяющимися не только на прямоугольные области, а на области с произвольной формой, остается актуальной.

DjVu ОТКРЫВАЕТ ДВЕРИ