Δυστυχώς, δεν υπάρχει κάποιο πρότυπο αποθήκευσης εικόνων (format) που να χρησιμοποιείται αποκλειστικά. Σε κάθε πλατφόρμα και για κάθε είδος εφαρμογής υπάρχουν διαφορετικά formats. Μερικά συνηθισμένα formats είναι τα εξής:
· TIFF (Παράρτημα Β)
Το TIFF (Tagged Image File
Format) αναπτύχθηκε από τις εταιρείες Aldus και
Microsoft και χρησιμοποιείται ευρέως στην
ανταλλαγή εικόνων. Το TIFF αποτελείται από
ένα σύνολο εικόνων, με μια κεφαλίδα (header) να
καθορίζει τις παραμέτρους της
κωδικοποίησης. Δεν περιλαμβάνει
αλγορίθμους συμπίεσης.
· JPEG (Παράρτημα Γ)
Το JPEG ως
πρότυπο συμπίεσης δεν αντιστοιχεί σε
κάποιο συγκεκριμένο format εικόνας. Υπάρχουν
δύο formats εικόνας που χρησιμοποιούν αυτό το
πρότυπο συμπίεσης: το JIF (JPEG Interchange Format) και
το TIFF 6.0 που αποτελεί επέκταση του απλού TIFF.
· BMP
Πρόκειται για
το format που υποστηρίζουν εγγενώς τα MS Windows γι’
αυτό και συναντάται πολύ συχνά. Πρόκειται
ίσως για το πιο απλό format, το οποίο δεν
προσφέρει καμιά δυνατότητα συμπίεσης.
Απλώς περιγράφει το τρόπο με τον οποίο θα
αποθηκευτούν τα bits της εικόνας σε ένα
αρχείο ο οποίος είναι μάλιστα ανεξάρτητος
της μονάδας εξόδου.
· GIF (Παράρτημα Δ)
Αναπτύχθηκε
από την CompuServe[1]
με στόχο τη διευκόλυνση της ανταλλαγής
εικόνων μέσω δικτύου. Υποστηρίζει συμπίεση
εικόνας που βασίζεται στο αλγόριθμο LZW
(Lempel-Ziv-Welch). Ο αλγόριθμος αυτός ανήκει στην
κατηγορία των διανυσματικών
τεχνικών συμπίεσης και λειτουργεί χωρίς
απώλειες. Οι λόγοι συμπίεσης που
επιτυγχάνει είναι 4:1 αλλά περιορίζεται σε
εικόνες βάθους χρώματος των 8bits (256 χρώματα).
Σαν θετικά
στοιχεία μπορούμε να παραθέσουμε τα εξής:
· λειτουργεί χωρίς απώλειες για εικόνες βάθους 8bits
· είναι ιδανικός για εικόνες με πολλές ακμές και γωνίες όπως γραμμικά σχέδια.
· χρησιμοποιείται ευρέως και ελεύθερα
Τα
μειονεκτήματα του είναι:
· δεν είναι κατάλληλο για εικόνες με πολλά χρώματα
· οι λόγοι συμπίεσης είναι μικροί και δεν μπορούν να ανταλλαχθούν με ποιότητα εικόνας
· δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κινούμενη εικόνα
· δεν είναι ανεξάρτητος από την ανάλυση της εικόνας
·
Σύγρκιση
JPEG και GIF Ιmage formats (Παράρτημα
Ε)
Σύμφωνα με όσα είπαμε παραπάνω, οι εικόνες δεν είναι παρά πίνακες από pixels. Δεν υπάρχει καμία πληροφορία για τη δομή των απεικονιζόμενων αντικειμένων και κατά συνέπεια δεν μπορούμε να επέμβουμε στο περιεχόμενο της. Τα προγράμματα επεξεργασίας εικόνας προσφέρουν χειρισμούς όπως: αλλαγή χρώματος κάποιων pixels με διάφορα γεωμετρικά εργαλεία, αποκοπή, αντιγραφή και επικόλληση ομάδων pixels, υπέρθεση κειμένου, εφαρμογή φίλτρων (πχ όξυνση των ακμών, αλλαγή των χρωμάτων ...), εφαρμογή γεωμετρικών μετασχηματισμών (πχ περιστροφή) και τέλος μετατροπή από ένα format εικόνας σε άλλο. Όλες αυτές οι ενέργειες στην ουσία αφορούν τα pixels. Ακόμα και σε περιπτώσεις που το αποτέλεσμα έχει αλλαγμένο σημασιολογικό περιεχόμενο (πχ μοντάζ που αλλάζει το πρόσωπο ενός ατόμου της φωτογραφίας), η επέμβαση γίνεται με εργαλεία που δε αναγνωρίζουν δομή στην εικόνα. Γι’ αυτό και τέτοιοι χειρισμοί γίνονται δύσκολα και πάντα με τη μεσολάβηση του ανθρώπου ο οποίος αντιλαμβάνεται πολύ εύκολα τα αντικείμενα μιας εικόνας.
Σ’ αυτό ακριβώς το σημείο βρίσκεται και διαφορά των γραφικών από την εικόνα. Τα γραφικά, περιέχουν πληροφορία που αφορά τη δομή των αντικειμένων. Μια εικόνα γραφικών δεν είναι ένας πίνακας pixels αλλά μια συλλογή από αντικείμενα. Συνήθως τα γραφικά δημιουργούνται εξ’ αρχής με τη βοήθεια του υπολογιστή. Πιο σπάνια, προέρχονται από εικόνες από τις οποίες εξήχθησαν αντικείμενα με χρήση τεχνικών αναγνώρισης προτύπων.
Η αναπαράσταση των γραφικών γίνεται με διάφορους τρόπους. Ας δούμε μερικούς:
· Γεωμετρικά Μοντέλα (Geometric Models)
Υπάρχει μια
συλλογή δομικών σχημάτων (geometric
primitives) είτε 2-διάστατων είτε 3-διάστατων όπως
ευθείες, κύκλοι, ελλείψεις, σφαίρες, κώνοι.
Μετακινώντας, συνδυάζοντας και
μετασχηματίζοντας (περιστροφή, μεγέθυνση...)
τα δομικά αυτά σχήματα με κατάλληλο τρόπο,
συντίθεται η ζητούμενη εικόνα. Έχουν
προταθεί κάποια πρότυπα αυτής της
κατηγορίας όπως το GKS (Graphics Kernel System, ISO 1985), το
PHIGS (Programmer’s Hierarchical Interactive Graphic System, ISO 1989a) και
το OpenGL (OpenGL Architecture Review board, 1993). Το GKS είναι ένα
από τα πρώτα 3-διάστατα πρότυπα γραφικών. Το
PHIGS παρουσιάζει μεγαλύτερη ποικιλία
δομικών σχημάτων ενώ η επέκταση του το PEX
(PHIGS Extensions to X) χρησιμοποιείται
στα X Windows. Τέλος, το OpenGL αποτελεί τη
μεταφέρσιμη (portable) έκδοση βιβλιοθηκών που
χρησιμοποιεί η Silicon Graphics.
· Στερεά Μοντέλα (Solid Models)
Ειδικές
τεχνικές έχουν αναπτυχθεί για την
μοντελοποίηση στερεών. Στην Κατασκευαστική
Γεωμετρία Στερεών (Constructive Solid Geometry) τα
στερεά προκύπτουν ως συνδυασμός ένωσης,
διαφοράς και τομής κάποιων βασικών στερεών.
Μια άλλη μέθοδος είναι η περιστροφή 2-διάστατων
καμπυλών.
·
Φυσικά Μοντέλα (Physically Based
Models)
Αληθοφανείς
εικόνες μπορούν να δημιουργηθούν από
φυσικά αριθμητικά μοντέλα που περιγράφουν
τις δυνάμεις, πιέσεις και καταπονήσεις των
αντικειμένων.
· Εμπειρικά Μοντέλα (Empirical Models)
Πολλά φυσικά
φαινόμενα είναι τόσο πολύπλοκα που είναι
δύσκολο να περιγραφούν με κάποιους από τους
προηγούμενους τρόπους. Σ’ αυτές τις
περιπτώσεις, εφαρμόζονται τεχνικές που
στηρίζονται στην παρατήρηση και την
εμπειρία. Για παράδειγμα, fractals
χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση
βουνών και άλλων στοιχείων της επιφάνειας
της γης και σύνολα σωματιδίων που
περιγράφονται στατιστικά χρησιμοποιούνται
για την δημιουργία φωτιάς και εκρήξεων.
· Σχεδιαστικά Μοντέλα (Drawing Models)
Σε αυτήν την
κατηγορία, θεωρείται ότι υπάρχει μια νοητή
κινητή σχεδιαστική κεφαλή. Περιγράφοντας
τις κινήσεις και τις ενέργειες αυτής της
κεφαλής, απεικονίζεται η εικόνα. Η PostScript
ακολουθεί αυτή τη φιλοσοφία.
Όσον αφορά στα formats που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση γραφικών, υπάρχει το πρότυπο του ISO CGM (Computer Graphics Metafile) αλλά τα διάφορα σχεδιαστικά πακέτα συνήθως χρησιμοποιούν δικά τους formats.
Το μεγάλο πλεονέκτημα των γραφικών ότι υπάρχει μεγάλη ευχέρεια παρεμβάσεων. Συνήθεις χειρισμοί γραφικών εικόνων είναι:
· οι δομικές, δηλαδή η εισαγωγή, αφαίρεση και μετακίνηση αντικειμένων
· η σκίαση (shading) αντικειμένων
· η χαρτογράφηση, δηλαδή αντιστοίχηση μιας εικόνας στην επιφάνεια ενός αντικειμένου. Η χαρτογράφηση υφής (texture mapping) δίνει σε γεωμετρικά αντικείμενα την υφή κάποιου υλικού.
· η αλλαγή του φωτισμού
· το rendering, δηλαδή η μετατροπή του μοντέλου σε μια εικόνα με την επιθυμητή ανάλυση, βάθος χρώματος και μέγεθος.