فرمت فايلهاي گرافيكي

مقدمه :
امروزه با گسترش روزافزون اينترنت و همه گير شدن آن مسأله طراحي صفحات وب بسيار مورد توجه قرار گرفته است . براي طراحي يك سايت خوب بايد نكات فني بسياري را مورد توجه قرار دهيم . يكي از نكات خيلي مهم و ضروري در طراحي يك سايت استفاده درست و بجا از فايلهاي گرافيكي است.

بكارگيري تصاوير و فايلهاي گرافيكي مناسب و زيبا جلوه بسيار زيبايي به سايت داده و باعث مي شود افراد بيشتري از سايت ديدن كند ولي اگر همين فايلهاي گرافيكي با فرمت مناسب ذخيره نشوند ممكن است از كيفيت مناسبي در هنگام download شدن برخوردار نباشند .
بنا به اين مهم تصميم گرفتيم به بررسي سه فرمت بسيار مهم و پركاربرد در زمينه طراحي صفحات وب بپردازيم .
اميد است ، اين قدم كوچك مورد قبول و استفاده خوانندگان گرامي قرار گيرد.

چكيده
اولين ومهمترين نكته كه د رساخت تصاوير جهت استفاده در WEB بايد مورد توجه قرار گيرد فرمت و قالب بندي آنهاست دو فرمت فايل استاندارد تصوير كه در WEB استفاده مي شوند :
فرمت GIF ( GRAPHICS . INTERCHANGE FORMAT) و فرمت JPEG
( JOINT PHOTOGRAPHIC EXPERTS GROUP ) مي باشد علاوه بر اين دو قالب قالب سو مي نيز به نام PNG ( PORTABLE NETWORK GRAPHICS ) وجود دارد.

فرمت JPEG
استانداردي از ISO/IIU كه با استفاده از تبديل گسسته كسينوسي به صورت فشرده براي ذخيره تصاوير بكار مي رود اين فرمت جهت ارسال تصاوير تمام رنگي استفاده ميشود چرا كه در اين فرمت مي توانيد ۱۶ ميليون رنگ مختلف را نمايش دهيد .
فرمت GIF
تعدادرنگهاي موجود در اين فرمت ۲۵۶ رنگ مي باشد از اين فرمت شما مي توانيد جهت ساخت تصاوير متحرك استفاده كنيد
فرمت PNG : در دو حالت PNG-8 و PNG-24 بكار گرفته مي شود .

PNG-8 بيشتر براي تصاويري كه داراي نواحي يكدست رنگ مي باشند استفاده مي شوند اين فرمت خيلي خوب جزئياتي مانند نقشهاي ترسيم شده ، آرمها يا طرح هايي كه حاوي متن مي باشند را حفظ مي نمايند .
PNG-24 از ۲۴ بيت رنگ استفاده مي كند و بيشتر براي تصاويري كه تغييرات شدت رنگ در آنها تدريجي است استفاده مي گردد شفافيت چند سطحي توسط اين فرمت پشتيباني مي گردد .

اصلاحات كليدي
از لحاظ كلي فشرده سازي داده ها به عمليات كوچك كردن اندازه اطلاعات گفته
مي شود طوري كه داده ها فضاي كمتري رااشغال كنند و نقل وانتقال آنها در زمان كمتري انجام گيرد.
دونوع فشرده سازي تصوير داريم : بي اتلاف (LOSSLESS) و با اتلاف ( LOSSY)
در فشرده سازي بي اتلاف اندازه فايل كوچك مي شود اما هيچ داده اي در اين عمليات از دست نمي رود وقتي شما فايل فشرده را باز مي كنيد تصوير همان كيفيت قبل از فشردگي را دارد .

فشرده سازي با اتلاف اندازه فايل بسيار كوچكتري را بدست مي دهد زيرا اطلاعات زائد را دور مي ريزد و وقتي تصوير فشرده شده را باز مي كنيد اطلاعات دور ريخته شده از نو بازسازي مي شود.

فرمت GIF :
مهمترين فرمت گرافيكي GIF مي باشد كه انعطاف پذيرترين فرمت براي صفحات وب است قابليت فشرده سازي عالي ، كيفيت مطلوب در شرايط مناسب ، پشتيباني از انيميشن ومتحرك سازي از ويژگيهاي اين فرمت تلقي مي شود دراين فرمت از دو روش براي فشرده سازي استفاده شده ۱ . تكنيك CLUT (C OLOR LOOK UP TABLE) 2 . الگوريتم LZU

تكنيك CLUT :
د رهنگام SCAN شدن تصاوير و تبديل انها به زبانO و ۱ ماشين به هر PIXEL ، ۲۴ بيت از اطلاعات رنگي كه ۸ بيت آن براي رنگ قرمز ۸ بيت براي رنگ سبز و ۸ بيت براي آبي است ، ذخيره مي شود بنابراين براي عكسي كه ابعاد آن ۱۰۰×۱۰۰ PIXEL است به ۲۴۰۰۰۰ بيت حجم اطلاعات نگ نياز پيدا مي كنيم از آن جايي كه تصاوير از نقطه نظر بصري در بهترين كيفيت خود به طيف رنگ بسيار كمتر از ۱۶ ميليون رنگ نياز دارند ايده حذف عمق اضافي رنگ تصاوير مطرح شده است لذا پيشنهاد محدود كردن تعداد رنگها به ۲۵۶ رنگ با عمق ۸ بيت و ذخيره كردن رنگهاي ديگر كه در عمق ۲۴ بيت قابل دسترسي اند در يك جدول بسيار جالب به نظر مي رسد .

پس به جاي ذخيره كردن اطلاعات پر حجم رنگ د رعمق ۲۴ بيتي براي هر PIXEL تنها به يك رفرنس يا آدرس ارجاع به جدول نياز پيدا مي كنيم . بنابراين ۸ بيت براي آدرس دهي ۲۵۶ رنگ در جدول كافي به نظر مي رسد پس براي تصويري كه ۱۰۰×۱۰۰ PIXEL است در عمق ۸ بيت رنگ ، تنها نياز به ۸۶۱۴۴ بيت از اطلاعات نياز پيدا خواهد كرد .

با توجه به اين عدد ملاحظه مي كنيد كه نتيجه عمليات ۱۰۰×۱۰۰×۸ بايد مساوي ۸۰۰۰۰ باشد پس اين سئوال مطرح شده كه اين ۶۱۴۴ بيت اضافي از كجا آمده ؟ در حقيقت اين مقدار اضافي از حجم داده ها به خود جدول اختصاص يافته است زيرا در ۸ بيت جدول مي توان ۲۵۶ رنگ را آدرس دهي كرد كه در ازاي آن ۶۱۴۴ بيت از اطلاعات ذخيره

مي شود ( BIT 6144 = 256×۲۴) به اين تكنيك آدرس دهي اطلاعات رنگ د رجدول روش معروف INDEXING اتلاق شده و به همين خاطر اگر بخواهيم در برنامه PHOTOSHOP تصويري را فرمت GIF ذخيره كنيم لازم است سيستم رنگ را از RGB به INDEXCOLOR تغيير دهيم البته در فتوشاپ ۵٫۵ و ۶ د رهنگام استفاده از فرمان SAVE- FOR-WEB نيازي به انجام اين كار نيست .

الگوريتم LZW ( LEMPEL , ZIV , WELCH) :
اصولا در اين روش PIXEL هاي تصوير به صورت رديف به رديف از بالا به پائين و از چپ به راست براي شناسايي PIXEL هاي مجاور كه رنگ مشابهي دارند جستجو مي شود .
مثلا برا ي دو PIXEL با رنگ سياه در الگوريتم LZW به جاي دوبار تكرار كردن كد رنگ سياه (K) اطلاعات رنگي اين دو PIXEL به صورت ۲K خلاصه و ثبت مي شود .

همين طور كه آشكار است اين روش باعث كاهش حجم كدهاي ثبت كننده اطلاعات تصوير مي شود و در نهايت حجم تصوير كاهش مي يابد.
چون در اين روش براي جستجو PIXEL هاي مشابه دريف PIXEL هاي تصوير به صورت افقي از چپ به راست و از بالا به پايين SCAN مي شود مي توان نتيجه گرفت تصاويري كه از خطوط رنگي افقي تشكيل مي شوند نسبت به تصاويري كه از خطوط عمودي با همان حجم و از همان رنگ تشكيل شده باشند بايد حجم كمتري داشته باشند .

مثلا براي تصويري كه از خطوط رنگي افقي تشكيل شده است وابعاد آن ۱۰۰×۱۰۰ PIXEL است هنگام ذخيره شدن با فرمان SAVE FOR WEB تنها ۲۱۷ بايت حجم پيدا مي كند اما تصويري ديگر با همان ابعاد و رنگ كه از خطوط رنگي عمودي تشكيل شده هنگام ذخيره شدن ۶۵۴ بايت حجم پيدا كرده بنابراين تصاويري كه از رنگهاي يكنواخت و كنتراست زياد وبدون تدرج رنگ تشكيل مي شوند در فرمت GIF با كيفيت بسيار عالي و حجم كم ذخيره مي شوند.

JPEG
در حال حاضر تنها فرمتي كه از حالت بيش از ۲۵۶ رنگ در زمينه WEB پشتيباني
مي كند فرمت JPEG است ولي پيش بيني مي شود در آينده ميدان را به نفع فرمت PNG خالي خواهد كرد و اين به خاطر دو ويژگي خيلي مهم فرمت PNG است :
۱ . حفظ اصل اطلاعات گرافيكي فايل پس از فشرده سازي
۲ . پشتيباني از ويژگي كانال در ارائه خاصيت شفافيت يا TRANS PARENCY
اما فرمت JPEG تا چندين سال آينده اهميت خود را حفظ خواهد كرد .
در اين فرمت از الگوريتم DCT براي فشرده سازي تصاوير استفاده مي شود
اين الگوريتم براين واقعيت استوار است كه چشم انسان به تغييرات رنگ حساسيت كمتري نسبت به تغييراتي كه در تباين روشنايي تصاوير و كنتراس اتفاق مي افتد نشان

مي دهد و اين در حالي است كه اكثر فشرده سازهاي گرافيكي مقادير رنگهاي RGB را براي هر PIXEL ذخيره مي كنند فرمت JPEG رنگ را از BRIHTNESS يا درجات و مقادير روشنايي آن تفكيك كرده و سپس به فشرده سازي اطلاعات رنگي مي پردازد .
با توجه به اينكه فرمت JPEG يك تكنيك فشرده ساز كاهشي است به همين خاطر در هر بار كه اقدام به ذخيره سازي فايل مي كنيم تصوير تغيير پيدا كرده و تعدادي از رنگهاي آن شيفت مي شوند يا از دست مي روند پس در حقيقت هنگاميكه يك تصوير JPEG را باز مي كنيم با فرض اينكه هيچ گونه تغييري در آن ايجاد نكيند و بار ديگر آنرا SAVE كنيد مقداري از اطلاعات گرافيكي آن از دست مي رود . مي توان اين تاثير را با ذخيره كردن تصوير با همان تنظيم هاي قبلي تا حدودي كاهش داد .

اما اين كار چندان هم موثر نيست براي رفع اين مشكل فرمت JPEG-LS را ارائه كردند اما اين فرمت به دليل پايين بودن ضريب فشرده سازي تا حدود ۵۰% چندان مورد توجه قرار نگرفت د رحال حاضر فرمت PNG يك راه حل ترجيحي و پيشنهادي در شرايط خاص براي حل اين مشكل است .
تغييرات صورت گرفته روي فرمت JPEG
در طول سالهاي گذشته فرمت JPEG فقط يك تغيير به خود ديده است و آن افزودن گزينه PRAGRESSIVE به آن است كه بابكارگيري آن درهنگام DOWN LOAD شدن تصاوير در اينترنت آشكار شدن تصوير به صورت تدريجي مي باشد.

فشرده سازي تصاوير سياه وسفيد در JPEG
كيفيت فشرده سازي تصاوير رنگي در فرمت JPEG تا كنون بالا منازع است اما فشرده سازي تصاوير سياه وسفيد يا خاكستري نكات فني خاص خود رادارد فرمت GIF در فشرده سازي تصاوير خاكستري به بهتر عمل مي كند چرا كه فرمت JPEG عمده ترين عمليات فشرده سازي خود را روي اطلاعات مربوط به رنگ انجام مي دهد نه درجات خاكستري يا روشنايي تصاوير و به همين علت فرمت JPEG د رذخيره سازي تصاوير سياه و سفيد ياخاكستري به خوبي فرمت GIF عمل نمي كند .

ذخيره سازي تصاوير در فرمت JPEG
در اين قسمت قصد داريم بازدهي فرمت JPEG را در فشرده سازي تصاوير به وسيله دو فرمان SAVE AS و SAVE FOR WEB مورد بررسي قرا ردهيم .
تجربه نشان داده است كه تصاوير JPEG را بهتر است با استفاده از فرمان
SAVE FOR WEB ذخيره كنيد چرا كه در كادر محاوره اي اين فرمان مي توانيد از قابليت BLUR يا تار كردن كه در افزايش كيفيت و كاهش حجم تصوير تاثير مثبتي دارد استفاده كنيم در پايان با توجه به اهميت برقرار كردن تعامل بين ۲ عامل كيفيت و حجم بهترين حالت باتنظيم كيفيت روي ۴۰% در فرمان SAVE FOR WEB و ۵ در فرمان SAWE AS بدست مي آيد در اين عمق كيفيت تصاوير مطلوب و حجم فايل در حد كافي كوچك و مناسب براي صفحات WEB توليد مي شود و اين همان هدفي است كه طراحان WEB در زمينه گرافيك دنبال مي كنند .

فرمت PNG
اين فرمت قرار بود به عنوان فرمت گرافيكي نسل جديد در زمينه WEB مطرح شود اين فرمت به گونه اي طراحي شده است كه بتواند مزاياي دو فرمت JPEG و GIF را با هم داشته باشد يكي از مهمترين شاخصهاي اين فرمت سود بردن از قابليت COMPRESSION LOSSLESS در عمق رنگ ۲۴ بيتي است پس از ذخيره فايل گرافيكي اگر بخواهيم مجددا فايل مورد نظر را به حالت اوليه خود برگردانيم يا اصطلاحا DE COMPRESS كنيم قابليت COMPRESSION SLOSSELS تمام اطلاعات اوليه فايل را بدون هيچ كم وكاستي به حالت اوليه خود برمي گرداند .

كلا فرمت PNG در دو حالت مورد استفاده قرار مي گيرد اين فرمت در حالت عمق رنگ ۲۴ بيت از پشتيباي بيش از ۱۶ ميليون رنگ برخوردار است و براي ذخيره سازي عكسها و تصاوير با تنوع رنگي بالا مناسب است كه در اين مورد براي جانشيني فرمت JPEG طراحي شده و همچنين از قابليت شفافيت يا TRANSPARENCY در ۲۵۶ سطح از طريق كانال نيز پشتيباني مي كند اين ويژگي امكان ايجاد سايه هاي بسيار ظريف در تدرج رنگي بسيار نرم روي زمينه تصاوير را فراهم مي كند اين فرمت در حالت ۸ بيت از پشتيباني ۲۵۶ رنگ برخوردار است و برا ي جانشيني فرمت GIF به وجود آمده است .
فرمت PNG-8 درست مانند GIF از قابليت شفافيت در يك سطح پشتيباني مي كند اما اين قابليت در فرمت PNG-8 بر خلاف GIF قادر به پشتيباني از تصاوير متحرك نيست

فرمت PNG مانند JPEG از قابليت INTERLASSING پشتيباني مي كند اما بر خلاف GIF از LOSSY پشتيباني نمي كند .
اين فرمت هنگام ذخيره سازي تصاوير منحني ها و تنظيمهاي مربوط به گاما يا شدت روشنايي و درجات خاكستري تصوير را نيز به همراه فايل ذخيره مي كند .

فرمت PNG بنا به دلايلي نتوانستند در بالاي فرمت هاي ديگر بالاخص در زمينه طراحي صفحات WEB قرار بگيرد .
يكي از معايب مهمي كه كاربرد اين فرمت را محدود كرده است افزايش حجم فايلهاست
از ديگر معايب آن اين است كه بعضي BROWSER هاي WEB به خوبي از PNG پشتيباني نمي كنند.

نتيجه گيري
كلا بايد گفت كه عملكرد بسيار مثبت فرمت JPEG در برابر فرمت PNG-24 در عمق رنگ ۲۴ بيت قابل مقايسه نيست لذا علارغم ويژگيهاي فرمت PNG در پشتيباني از خاصيت شفافيت و برخورداي از ويژگي LOSSLESS يا نگهدراي اصل اطلاعات گرافيكي پس از فشرده سازي دست كم تا چند سال آينده قادر به رقابت با فرمت JPEG در زمينه WEB نخواهد بود .