Эволюция растровых форматов

Растровая и векторная графика лежит в основе издательских процессов. И DTP-революция началась с того, что на компьютерах Apple Macintosh появились первые, пока еще примитивные инструменты для создания и обработки графики, а лазерные принтеры обеспечили вывод макетов с минимально приемлемым качеством. С тех пор утекло немало воды, но принцип работы любого верстальщика остался неизменным — берутся растровые и векторные файлы и объединяются в одном макете.

С точки зрения удобства использования векторная графика, безусловно, предпочтительнее. Чистая математика — минимальные объемы файлов, возможность масштабирования и вывода на любое устройство без какой-либо потери качества. Однако переводить в цифровой вид реалии окружающего мира гораздо проще растровыми изображениями. Фотографируем, сканируем, а на выходе получаем растровую картинку. Что с ней делают дальше? Правильно: упаковывают в файлы различных форматов.

Любопытно проследить за эволюцией форматов для хранения растровых изображений. Первые форматы, разработанные для стандартных настольных компьютеров, позволяли хранить лишь картинки строго ограниченных размеров. Количество градаций цветов — никакое, только ч/б штриховая графика. Естественно, профессионалов в допечатной подготовке эта ситуация не устраивала, и дальнейшее развитие пошло по двум основным направлениям: расширение возможностей сохранения информации о цвете и сжатие файлов.

Человеческий глаз различает около 128 градаций серого цвета, поэтому первоначально посчитали, что 8 разрядов (256 градаций) должно было хватить с запасом. В модели RGB базовых цветов три — понадобились уже 24 разряда на пиксель, а для файлов CMYK — все 32. В дальнейшем для получения результатов максимального качества при профессиональном сканировании признали необходимым сохранять 12, а потом и 16 разрядов на каждый цвет — так появился 48-разрядный формат.

Такой глубины цвета хватало всем, но сама информация о цвете была аппаратно-зависимой. Например, сканер преобразовывает цвета оригинала в числовые значения с определенными искажениями. Поэтому одновременно с увеличением разрядности возникла необходимость сохранять в формате файла также информацию о том, как был искажен цвет относительно исходного, — профиль устройства. Это тоже было сделано. И при дальнейшей обработке кроме числовых значений цветов для каждого пикселя программы уже могли использовать для более точной передачи цветов встроенный в файл профиль. Еще один способ более точного сохранения цветовой информации – сохранение данных о цвете в моделях, учитывающих особенности зрения человека, например LAB. Форматы были пополнены и такими возможностями.

Одна из последних вариаций на тему профилей — технологии, в которых данные о режимах экспонирования при съемке на цифровую камеру сохраняются вместе со снимком, что должно обеспечить улучшение воспроизведения цветов оригинального изображения при печати.

Мы прошлись по одной эволюционной ветви, а параллельно развивалась и другая. Каждый шаг по увеличению разрядности хранимого цвета и добавлению в формат файла другой информации приводил к радикальному росту объема данных в пересчете на каждый пиксель. Пришлось заняться сжатием данных.

Сначала были реализованы методы компрессии без потерь (уменьшали объем файла в несколько раз), затем пришло время более сложных алгоритмов, которым за счет отбрасывания наименее значимых данных об изображении удавалось обеспечить степень сжатия в десятки и даже сотни раз. Наиболее экзотические технологии, опирающиеся на теорию фракталов, вычленяют из картинки отдельные объекты, описывая их поведение и последующее «размножение» математическими формулами.

Куда заведет нас дальнейшая эволюция форматов растровых изображений? Учитывая продолжающийся рост вычислительных мощностей, можно предположить, что рано или поздно в полиграфических приложениях высокого класса научатся относительно недорого захватывать, обрабатывать и сохранять самую полную информацию о цвете — спектральную. Это потребует создания соответствующих форматов файлов. Но параллельно возрастет и роль технологий сжатия данных (и все более изощренных) с потерями — скорее всего, такие файлы будут гораздо активнее, чем сейчас, использоваться для допечатной подготовки. Особенно, когда требования к качеству печатной продукции незапредельные.