Formáty dat

Veškerou počítačovou grafiku je možno zařadit do dvou hlavních formátů, rastrové nebo vektorové grafiky. Program CARAT Vám dává pro export k dispozici více formátů souborů, které všechny mají své přednosti a nevýhody. V následujícím textu bychom Vám chtěli jednotlivé formáty blíže popsat, abyste si mohli určit optimální oblasti použití pro jednotlivé grafické formáty.

Exportní formáty pro rastrovou grafiku

Rastrová grafika Rastrová grafika, také pixelová grafika (anglicky Bitmap), je druh popisu obrázku ve tvaru strojově (počítačově) čitelných dat. Rastrová grafika se skládá z rastrového uspořádání tzv. pixelů (obrazových bodů), jimž je vždy přiřazena barva. Hlavními parametry rastrové grafiky proto jsou šířka a výška v pixelech, což je také nazýváno rozlišením, jakož i hloubka barev., také pixelová grafika (Bitmap), je druh popisu obrázku ve tvaru strojově (počítačově) čitelných dat. Rastrová grafika se skládá z rastrového uspořádání tzv. pixelů Pixel, obrazový bod nebo obrazový prvek - označuje, jak nejmenší jednotku digitální rastrové grafiky, tak i její zobrazení na monitoru s rastrovým zobrazením. (obrazových bodů), jimž je vždy přiřazena barva. Hlavními parametry rastrové grafiky proto jsou šířka a výška v pixelech, což je také nazýváno rozlišením, jakož i hloubka barev Hloubka barev se udává v bitech a podává informaci o tom, kolik rozdílných barevných tónů (odstínů) je možno přiřadit jednotlivému obrazovému bodu (pixelu). Hloubka barev tedy udává "jemnost" odstupňování barev.. Rastrová grafika je vhodná pro zobrazování komplexních obrázků, jako jsou fotografie, které není možno popsat vektorovou grafikou (viz níže).

Minimalistické rastrové grafiky se mezitím staly jednou z populárních uměleckých forem. Spektrum takzvaného Pixelartu přitom sahá od ručně kreslených log přes webovské stránky až k TV-spotům a reklamním plakátům. Svou podstatou se rastrové grafiky podobají tradičním technikám jako jsou mozaiky a křížkové výšivky. Nejvhodnější exportní formáty pro rastrovou grafiku jsou: BMP Bitmapa systému Windows ("BMP") je dvoudimenzionální rastrový grafický formát, který byl vyvinut pro operační systémy Microsoft Windows a OS/2 a byl zaveden ve Windows 3.0. Přípona souborů je *.bmp., TIFF TIFF nebo zkráceně též TIF (anglicky Tagged Image File Format) je formát dat pro ukládání obrazových dat. TIFF formát byl původně vyvinut firmami Aldus (v roce 1994 převzato firmou Adobe) a Microsoft pro naskenované rastrové grafiky pro separaci barev., PNG Portable Network Graphics (PNG, anglicky přenosná síťová grafika) je grafický formát určený pro bezztrátovou kompresi rastrové grafiky. PNG nabízí podporu 24 bitové barevné hloubky, více barev a lepší kompresi (algoritmus Deflate + filtry). Obsahuje navíc osmibitovou průhlednost (tzv. alfa kanál). Je to univerzální formát, uznávaný konsorciem World Wide Web Consortium (W3C) a je podporován všemi moderními internetovými prohlížeči., JPEG JPEG (zkráceně JPG) = (Joint Photographic Experts Group, anglicky Klub fotografických expertů) je grémium založené v roce 1986 Mezinárodní telekomunikační unie (ITU). Toto grémium vyvinulo v září 1992 standardizovaný postup pro ztrátovou kompresi digitálních (přirozených) obrázků, který byl nazván podle jména grémia. JPEG je na interetu (webu) nejrozšířenější formát obrázků pro fotografie. a PDF Adobe Portable Document Format (PDF) byl vyvinut a zdokonalen v 80-tých letech firmou Adobe Systems. Adobe PDF soubory obsahují data z libovolných aplikací, která pak lze zobrazit na libovolném počítači a jsou proto vhodné pro výměnu dat mezi uživateli z celého světa..

Příklad rastrové grafiky

BMP (Bitmapa systému Windows) je dvoudimenzionální rastrový grafický formát, který byl vyvinut pro operační systémy Microsoft Windows a OS/2 a byl zaveden ve Windows 3.0. Přípona souborů je *.bmp. Pomocí formátu BMP lze vytvářet jednotlivé rastrové obrázky s libovolnou hloubkou barev od černobílého obrázku až do hloubky barev 24 bitů. Bitmapový formát souboru je kompatibilní s jinými programy systému Windows® a je velmi rozšířený. BMP však nepodporuje žádnou komprimaci dat, což má za následek tvorbu velikých souborů. Proto nejsou BMP soubory zpravidla vhodné pro použití na webových stránkách a jako přílohy e-mailů. Celkově lze říct, že nevýhody formátu BMP převažují nad jeho výhodami.

TIFF (Tagged Image File Format) je formát souboru, ve kterém lze ukládat obrázky s libovolnou hloubkou barev. TIFF je asi nejčastěji podporovaným grafickým formátem v tiskařské branži. Podporuje volitelný stupeň komprimace, ale není vhodný pro zobrazování v internetových prohlížečích. TIFF je vedle PDF, důležitým formátem pro výměnu dat v přípravě tisku v nakladatelstvích a tiskárnách. Na internetu se formát TIFF používá k tomu, aby se uživatelům, jako jsou např. vydavatelství, daly k dispozici obrázky ve vysokém rozlišení Pojmem rozlišení obrázku se obyčejně označuje počet pixelů (obrazových bodů), ze kterých se skládá rastrová grafika. Zpravidla je rozlišení zadáváno jako šířka x výška., bezztrátové, v kvalitě pro tisk. Přitom se akceptuje skutečnost, že tyto soubory mají několikanásobnou velikost oproti komprimovaným obrázkům ve ztrátovém formátu - JPEG.

  • Výhody
    • TIFF je z důvodu své dobré kvality vhodný především pro tiskové výstupy (tiskoviny).
    • TIFF je široce podporovaný formát, obzvláště na počítačích Macintosh a Windows.
    • Je podporován volitelný stupeň komprimace.
    • Rozšiřitelný formát podporuje početné volitelné funkce.
  • Nevýhody
    • TIFF není podporován internetovými prohlížeči.
    • Rozšiřitelnost formátu vede k příliš mnoha rozdílným typům TIFF souborů.
    • Ne všechny TIFF soubory jsou kompatibilní se všemi programy, které podporují základní TIFF-standard.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) je formát nezávislý na platformě, který podporuje maximální komprimaci. Komprimace je však velmi ztrátová. JPEG komprese byla vytvořena pro přirozené obrázky (rastrová grafika). To jsou obrázky, se kterými se shledáváme ve fotografiích nebo u počítačové grafiky. Nevhodný je JPEG formát pro digitální perokresby (čárové obrázky) - například pro screenshoty nebo vektorové grafiky, ve kterých se nachází mnoho sousedních bodů se shodnou hodnotou barvy, málo barev a ostré hrany (přechody). Pro tyto typy obrázků jsou mnohem vhodnější formáty jako BMP, TIFF nebo PDF.

Stupeň komprimace JPEG souborů lze snížit nebo zvýšit, přičemž však při snižování velikosti souboru se snižuje i kvalita obrazu. JPEG komprimace vede u fotorealistických obrázků k dobrým výsledkům. U jednoduchých obrázků s málo barvami, ostrými kontrasty, pevnými rámy nebo velkými, jednobarevnými plochami však nevede JPEG komprimace k žádným skvělým výsledkům.

PNG (Portable Network Graphics, anglicky přenosná síťová grafika) je grafický formát určený pro bezztrátovou kompresi rastrové grafiky. Byl vyvinut jako zdokonalení a náhrada formátu GIF, který byl do roku 2004 patentově chráněný, a je méně komplexní než formát TIFF. PNG nabízí podporu 24 bitové barevné hloubky, více barev a lepší kompresi (algoritmus Deflate + filtry). Obsahuje navíc osmibitovou průhlednost (tzv. alfa kanál). PNG formát nikdy neměl patentová omezení, jako tomu bylo do roku 2004 u formátu GIF z důvodu použití LZW84 algoritmu. Je to univerzální formát, uznávaný konsorciem World Wide Web Consortium (W3C) a je podporován všemi moderními internetovými prohlížeči.

  • Výhody
    • Nevznikají žádné licenční poplatky.
    • Komprese je bezztrátová a přitom většinou kompaktnější než srovnatelné formáty.
    • Podpora true color (pravé/skutečné barvy) (hloubka barev 24 bitů) s maximem 48 bitové hloubky barev.
    • Podpora Alfa kanálu (částečná průhlednost) až do 16 bitů, tedy 65.536 stupňů; využitelných je 8 bitů.
    • Podpora mechanizmů pro korekci barev a jasu, aby bylo zajištěno, že obrázek bude vypadat na různých systémech přibližně stejně.
  • Nevýhody
    • Větší komplexnost formátu dat ve srovnání s GIF.
    • Jako neúplná alternativa k formátu GIF nenabízí žádnou možnost pro animaci.
    • Nepodporuje barevný model CMYK a proto není vhodný jako plnohodnotná náhrada formátu TIFF.
    • Formát přirozeně nedosahuje pro určité druhy obrázků (například fotografie) stupně komprese ztrátových algoritmů, jako např. JPEG.

Exportní formáty pro vektorové grafiky

Vektorová grafika Vektorová grafika je počítačový obrázek, který se skládá ze základních grafických tvarů jako jsou čáry, kružnice a polygony. Například pro uložení obrázku kružnice potřebuje vektorová grafika minimálně dvě hodnoty: polohu středu kružnice a průměr kruhu. je počítačový obrázek, který se skládá ze základních grafických tvarů jako jsou čáry, kružnice a polygony. Například pro uložení obrázku kružnice potřebuje vektorová grafika minimálně dvě hodnoty: polohu středu kružnice a průměr kruhu. Kromě tvaru a pozice základních tvarů se případně zadává také barva, tloušťka čáry, různé vzory výplně a další údaje určující vzhled tvaru.

Vektorovou grafiku je možno, na rozdíl od rastrové grafiky, bez ztráty kvality plynule měnit (zvětšovat / zmenšovat). Kromě toho u vektorové grafiky zůstávají vlastnosti jednotlivých čar, křivek nebo ploch zachovány a lze je změnit také následně. Nejvhodnější exportní formáty pro vektorovou grafiku jsou: EMF EMF – Enhanced Metafile, rozšířený metasoubor je 32-bitový formát, který může obsahovat jak vektorové, tak i bitmapové informace. Představuje zlepšení oproti formátu Windows Metasouboru., DXF Formát Drawing Interchange File (DXF) je formát dat firmy Autodesk, který byl specifikován pro výměny CAD dat a byl integrován do CAD-programu AutoCAD. Formát DXF je firmou Autodesk popsán a jeho dokumentace je volně k dispozici. a HPGL Hewlett Packard Graphic Language (HP-GL) je programovací jazyk vyvinutý firmou Hewlett-Packard pro řízení plotrů. Ostatní výrobci plotrů převzali tento HP-GL jazyk pro řízení svých vlastních plotrů..

V půdorysu programu CARAT je Vám, stejně tak jako ve všech ostatních 2D pohledech, zobrazována vektorová grafika. Jak můžete vidět na následujícím obrázku, je ve vektorové grafice možno libovolně měnit velikost objektu, aniž by došlo ke ztrátě kvality. Právě naopak - čím větší zvětšení, tím jsou detaily zřetelnější.

Příklad vektorové grafiky

Pro srovnání k ní rastrová grafika, která byla rovněž zvětšena. Jak můžete vidět z obrázku, kvalita obrazu se při změně velikosti výrazně snižuje, protože stávající pixely je možno pouze zvětšit.

EMF (Enhanced Metafile) Enhanced Metafile formát je 32-bitový formát, který může obsahovat informace jak z vektorové grafiky, tak také z rastrové grafiky. Formát Windows Enhanced Metafile (EMF) je další zdokonalením formátu Microsoft Windows Metafile (WMF). Kombinuje libovolně měnitelnou vektorovou grafiku s možností použít rastrové grafiky jako výplně. Zatímco WMF je 16-bitový formát (maximálně 65536 barev), je EMF 32-bitový formát (maximálně 16777216 barev).

  • Výhody
    • Rozšiřitelný formát souborů
    • Zlepšené funkce ve srovnání s WMF
  • Nevýhody
    • Rozšiřitelnost formátu vede k snad až příliš mnoha rozdílným typům EMF souborů.
    • Ne všechny EMF soubory jsou kompatibilní se všemi programy, které podporují základní EMF-standard.

PDF (Portable Document Format) je na platformě nezávislý formát souborů pro dokumenty, který byl vyvinut firmou Adobe Systems a v roce 1993 zveřejněn jako Acrobat 1.. Z textů, obrázků a grafiky, dohromady nebo jednotlivě, lze pomocí příslušného programu vytvořit PDF dokumenty/soubory a tyto pomocí příslušného programu pro čtení zobrazit (nejznámější je Adobe Acrobat Reader DC). PDF soubor je schopen velmi precizně reprodukovat dokumenty původního programu včetně všech barev, ale také rastrovou grafiku nebo vektorovou grafiku. Totéž platí rovněž i pro písma.

  • Jednou ze silných stránek PDF je, že pro všechny běžné platformy existují prohlížeče, takže je možné zobrazit obsah nezávisle na platformě. To znamená, že s příslušným prohlížečem bude obsah PDF souboru zobrazen bez grafických rozdílů na každé hardwarové a softwarové platformě. PDF je proto také formát pro publikování obsahů. Zatímco přípravné práce často probíhají v jiných aplikacích, jako například v programu CARAT, je pak výsledek zveřejněn jako PDF.

DXF (Drawing Interchange File) je formát dat firmy Autodesk, který byl specifikován pro výměny CAD Pojemem CAD, anglicky Computer Aided Design, se rozumí počítačem podporované konstruování. Všechny pracné artikly jednotlivých výrobců, ale i neutrální katalogy programu CARAT byly vytvořeny pomocí CAD. dat a byl integrován do CAD-programu AutoCAD. DXF formát byl zaveden souběžně s formátem DWG proto, aby bylo možno zajistit externě interpretovatelnou výměnu dat mezi jednotlivými AutoCAD systémy.

Formát DXF je firmou AutoDesk popsán a jeho dokumentace je volně k dispozici. Z důvodů jeho dobré dokumentace a jednoduché datové struktury je pro výměnu dat DXF formát používán skoro výhradně, a to nezávisle na programu a také na operačním systému. Každý dnešní CAD- a CNC-program je schopen importu a exportu z/do DXF, přičemž se DXF, jako průmyslový standard, stává nejmenším společným jmenovatelem všech CAD-systémů. DXF formát podporuje všechny prvky, které jsou pro technické výkresy smysluplné a je možno je do nich vkládat.

  • Účel použití
    • Tento formát exportu je vhodný pro všechny 2D-výkresy programu CARAT. Tento grafický formát byl do programu CARAT přidán speciálně pro export půdorysu a čelních pohledů. Půdorys, který byl z programu exportován jako DXF-soubor, je v případě potřeby možno načíst do jiné CAD-aplikace. Touto může být například kreslící program pro architekty.

HPGL (Hewlett Packard Graphic Language) je programovací jazyk vyvinutý firmou Hewlett-Packard pro řízení plotrů. Ostatní výrobci plotrů převzali tento HPGL jazyk pro řízení svých vlastních plotrů. Přestože nebyl vytvořen pro tento záměr, vyvinul se HPGL, z důvodu své jednoduchosti, ve formát výměny dat pro vektorová data. Většina CAD programů podporuje export ve HPGL formátu. Další běžnou možností, jak vytvořit HPGL data, je "tisk do souboru" s příslušným ovladačem tiskárny.