Rastrová grafika

• Obraz tvořen barevnými body uspořádanými do mřížky - rastru
• O každém bodu je v paměti uložena informace o jeho poloze a barvě --> velká velikost souboru ->  komprimace
• Velikost souboru <-> velikost obrázku, barevná hloubka (počet barev), účinnost kompresního algoritmu, kvalita uloženého obrázku
• zdroje: digitální fotografie, skenování, výstup bitmapového editoru
• Parametry: 
• rozlišení (DPI - dot per inches)
• barevná hloubka - počet bitů použitých k zakódování informace o barvě obrazového bodu (bity)
• Nevýhody:
• velké nároky na paměť
• změna velikosti - zhoršení kvality obrazu, pixelizace
• 
  
• Formáty bitmapové grafiky: BMP, JPEG, GIF, PNG, TIFF, RAW
• JPEG nebo RAW   2   3    4    5
• H: porovnání jpg tif raw

Rozšiřující:

Jaký použít pro ukládání pořízených snímků souborový formát?  

v případě fotoaparátů všech kategorií dochází k převodu barevné vizuální reality do řeči jedniček a nul, tedy čísel (digitální aparáty  "numeric", tedy číslicový aparát - Francie). Původní obrazová informace, viděná objektivem, je prostřednictvím snímače a dalších obvodů (A/D převodníků) transformována do jakési kolekce číselných údajů uložených do datového souboru, jež určitým způsobem reprezentují původní snímanou scénu a zodpovídají za její zobrazení. 
Právě tato surová informace je již od počátku samotným fotoaparátem, přesněji jeho výpočetní jednotkou, určitým způsobem organizována, neboť bez jasně definovaného uspořádání bychom těžko mohli pořízená data v budoucnu
interpretovat opět v podobě obrazu. A právě v této fázi, kterou dnes již často můžete na svém fotoaparátu ovlivnit, se zásadně rozhoduje, jak budete moci dále se získanou obrazovou informací naložit a co z ní bude možné vytěžit. Samotný způsob uložení prvotních snímačem pořízených dat a jejich další interpretace totiž výrazně předurčuje výsledek, jímž může nakonec být výtisk z inkoustové tiskárny či fotografie z fotolabu.
Naprostá většina současných dostupných digitálních aparátů pracuje se třemi typy běžně rozšířených souborových formátů (RAW, TIFF, JPEG - různý způsob ukládání obrazové informace).

RAW

vznikl formát RAW (přesněji skupina formátů označovaná běžně jako RAW) s nástupem digitálních fotoaparátů. RAW (z
anglického surový, syrový nebo též neopracovaný) totiž žádným obrazovým souborem není.  Digitální aparát používá při záznamu snímač a následně tzv. analogově-digitální (dále A/D) převodník. Na vstupu - přes objektiv a otevřenou závěrku - dopadá na snímač světlo s obrazovou informací v "analogové" podobě, výsledkem práce snímače je pak série signálů s určitými úrovněmi napětí, jež reprezentují intenzitu dopadající světelné energie. Tyto výstupní signály projdou A/D převodníkem, kde se určitým úrovním přiřadí exaktní číselné hodnoty - digitalizace obrazu. V tuto chvíli tedy fotoaparát vlastně získal soubor číselných údajů, jež vypovídají o zachyceném světle, a to ve formě číselné interpretace, s níž se dále bude pracovat. V této fázi "výroby" ještě neexistuje nic jako portrét s jemnými pleťovými odstíny nebo horská krajinka s nepřekonatelnou oblohou. Jen hromada čísel, a těm musíme v následujících fázích zpracování přiřadit významovou informaci. 

Jakou? Především o barvách, ale nejen o nich. Prakticky žádný běžně dostupný digitální fotoaparát nenechá svého uživatele "na holičkách" a samozřejmě tuto prvotní, matečnou "horninu" nadále zpracovává svými interními postupy tak, aby zajistil co nejlíbivější barevné zobrazení, zohlednil a kompenzoval barevné posuny způsobené typem osvětlení původní scény (tzv. vyvážení bílé) a také co možná nejvíce šetřil kapacitu paměťových karet. To je sice většinou užitečné, ale vždy nevratné a následně v podstatě nenapravitelné. A zde se dostáváme k podstatě souborů,  označovaných jako RAW: jde o nejsurovější, nejryzejší způsob záznamu a přenosu původně obrazové informace v takové podobě, jak ji snímač aparátu zachytil a A/D převodník v první fázi převedl do číslicové formy. Soubory typu RAW tedy nenesou žádnou interpretaci barev ani třeba "vyvážení bílé", ale jsou vlastně jen obrovskou tabulkou měření z jednotlivých buněk snímače. Co bylo změřeno, je zde zapsáno, položka za položkou. Takto zapsaná struktura je navíc vybavena poměrně obsáhlým záhlavím, díky němuž je následně některý z vhodných programů schopen rozpoznat,
jak jsou data uspořádána, z jakého aparátu pocházejí, jak proběhla expozice atd. Když toto vše uloží aparát na paměťovou kartu, vzniká soubor, označovaný běžně jako RAW.

Výhody použití formátu RAW

maximální kontrola nad zpracováním snímku. Fotoaparát neprovede se získanými surovými daty žádnou nevratnou operaci. Fotoaparát nevloží do zapsaných měření žádnou "obrazotvornou invenci". Fotograf či grafik se může (po provedení zálohy souborů RAW) k původním záznamům opakovaně vracet a interpretovat znovu a znovu ona měření podle vlastní úvahy.

• absence barevné interpretace. Surová data neříkají nic o definitivním přiřazení barev, jež vytváříme až následně, v prostředí odpovídajícího softwaru .Máme-li jako zdroj RAW, můžeme ručně libovolně přiřadit číselným záznamům jejich výsledný barevný význam. V praxi to znamená, že fotograf následně ovlivňuje celkové barevné podání a je schopen ovlivnit, zda bude interpretace "jásavější a zářivější", či zda budou barvy spíše tlumené a decentní. Stejně tak je možné dodatečně a opakovaně snímek "posouvat" v rozmezí různých barevných podání díky konfiguraci tzv. "vyvážení bílé" - tato volba, jež patří mezi klíčové výhody digitální fotografie, je většinou nastavována přímo na aparátu, kde jinými slovy přístroji říkáme, jaký posun má při interpretaci surových dat provést právě při interních propočtech a přiřazení interpretace barev. Nevýhodou je, že pokud to provede samotný aparát, máme málo prostoru výsledek následně korigovat: díky RAWu můžeme právě posun této charakteristiky, též označované jako "teplota barev", provést a doladit ručně. A když už jsme u konverzí a úprav, za upozornění jistě stojí, že v této fázi "výroby" snímku je možné výrazně ovlivnit případnou chybu v expozici (málo či příliš mnoho zachyceného světla) a také obraz doostřit apod.
• využití množství informace získané ze snímacích buněk. Základním prvkem konverze signálu na čísla je A/D převodník, s jehož výsledkem dále pracujeme. U řady přístrojů produkuje toto zařízení více informací, než je schopen ve výsledku uchovat některý z formátů jako jsou TIFF či JPEG. Abychom byli konkrétnější, soubory JPEG typicky pracují s 8 bity dat na jeden barevný kanál známého třísložkového modelu RGB, takže výsledný obrázek má barevnost každého bodu určenu pomocí 3 osmibitových údajů proto je též tento záznam označován jako 8bitová či 24bitová grafika. Jenže převodník by ze sebe dokázal vydat více a RAW to umí využít: pokud je na výstupu ve skutečnosti 12 bitů, příslušný software následně tuto výhodu dokáže využít a nemusí ihned dojít k nevratné degradaci v podobě 8bitových kanálů. Čím déle "udržíte" při procesu zpracování více bitů na jeden kanál, tím lepších výsledků lze při zpracování dosáhnout. Rozdíly však samozřejmě oceníte především při kvalitním výsledném podání při tisku či vyvolání na fotopapíry.
• velikost souborů RAW. Samozřejmě v porovnání s formátem JPEG tomu tak není, jenže toto není rovný souboj: soubory JPEG prošly procesem ztrátové komprese (viz dále), zatímco RAW nic z původních dat neztratil. Smysl má srovnávat pouze mezi formáty jako TIFF a RAW: oba zahrnují plnou informaci beze ztrát, a zde je vítěz jasný, neboť soubory TIFF jsou zhruba trojnásobné. Pro porovnání uveďme, že výstupem amatérské digitální zrcadlovky Canon EOS 300D s čipem o velikosti cca 6,3 milionů pixelů je RAW o velikosti cca 6-8 MB, odpovídající TIFF mívá kolem 19 MB a JPEG o nejvyšší kvalitě zhruba 2-3 MB.

• nekompatibilita formátu. Soubory RAW jsou specifické nejen podle toho, který výrobce přístroj vyrobil, ale mohou se citelně lišit i podle značky fotoaparátu téhož výrobce! V praxi to znamená, že již při prvotním načítání souborů z fotoaparátu či paměťové karty jsme nuceni využít specifický software, jenž umožní další zpracování. 
• nutnost dodatečného softwarového zpracování. Soubor RAW prostě ještě není hotový obrázek a my musíme surovým datům vdechnout život, a to opět nejlépe pomocí vhodného programu. Časově náročnější. Pokud si spolu se soubory RAW nepořídíte zálohu programu, jenž je umí interpretovat a zpracovat, mohli byste po čase narazit na obtíže s jejich použitím.
• velikost - oproti dobře a hlavně rychle použitelným formátům, jako je JPEG, jde přece jen o trestuhodné plýtvání prostorem paměťové karty.
  Zdroj: https://pcworld.cz/archiv/raw-vs-tiff-vs-jpeg-12481   - formát Tiff a JPEG
  

Pro úspornější ukládání obrázků různé firmy vyvinuly různé formáty ukládání, které využívají bezeztrátovou nebo ztrátovou kompresi. 

Bezeztrátová komprese

• posloupnost bajtů souboru zakóduje do jiné, kratší posloupnosti, která má ale totožnou informační hodnotu - po dekódování získáme původní soubor. 
• V celém kódovaném souboru vyskytují některé kombinace bitů opakovaně. Vytvoří se tedy vzorek dat (slovník) a každé další použití vzorku dat se uloží jen jako odkaz. 
• Existuje mnoho kompresních algoritmů, univerzální i specializované na texty, obrázky, zvuk, video. Příklady formátů: zip, rar, tiff, png, gif 

• ze souboru jsou odstraněny nedůležité detaily, jejichž ztrátu lidské smysly nevnímají (zrak a sluch). 
• Po dekódování již nezískáme originální soubor, některé informace jsou ztraceny. 
• Množství ztracených informací lze obvykle nastavit stupněm (kvalitou) komprese. 
• Příklady formátů: MP3, MPEG, DivX, JPEG

JPEG (Joint Photographic Experts Group)

ukládání obrázků pro běžné uživatele. Využívá ztrátové komprese. Redukují se některé informace o barvách pixelů. Obraz se rozdělí do čtverců 8x8 pixelů a v nich je pomocí tzv. diskrétní cosinové transformace (DCT) hledán opakující se vzorek. Podle nastaveného stupně komprese je potom místo 8x8=64 čísel tvořících obrazový čtverec uloženo jen několik čísel charakterizujících vzorek v tomto čtverci. 

Nevýhody JPEG formátu: 

• Používá pouze 24 bitovou barevnou hloubku. 
• Nepodporuje průhlednost. 
• Nehodí se pro ukládání jednoduché grafiky (ostré čáry, texty). 
• Nepodporuje ukládání ve vrstvách. 
• Nepodporuje vektorovou grafiku, hodí se jen na fotografie. 
• Opakované ukládání do JPEG formátu degraduje fotografie.  

Zejména pro užití na internetu. Používá se pro ukládání jednoduché grafiky. Popis komprese: 1. Ke každému obrázku je navržena paleta barev (min. 2, max. 256) a k uložení obrázku se použijí pouze barvy z této palety. 2. Aplikuje se bezeztrátová (LZW) komprese.

Výhody GIF formátu: 

• Uložení pomocí palety barev je výhodné - zejména pro jednoduchou grafiku, loga, ikony atp. 
• Umožňuje bezeztrátovou kompresi. 
• Umožňuje uložit a zachovat průhlednost. 
• Umožňuje animaci. 
• Je široce podporován, zobrazí ho všechny prohlížeče 

Nevýhody GIF formátu: 

• Nevhodný pro fotografie 
• Nepodporuje vektorovou grafiku.

TIFF (Tagged Image File Format) 

Použitá komprese: bezeztrátová 

Výhody TIFF: 

• Variabilní barevná hloubka (1 bit, 8 bitů, 24 bitů, 48 bitů a další) a variabilní barevný režim. 
• Možnost uložení zcela bez komprese, s bezeztrátovou kompresí i se ztrátovou kompresí typu JPEG. 
• Široce podporovaná průhlednost včetně plynulé průhlednosti pomocí alfa kanálu. 
• Možnost uložení více stránek a/nebo více vrstev dokumentu. 

Nevýhody TIFF formátu: 

• Značné problémy s kompatibilitou. 
• Bez komprese generuje TIFF obrovské soubory. 
• TIFF neumožňuje animaci.  

PNG (Portable Network Graphics) 

Náhrada a rozšíření GIF formátu. Použitá komprese: bezeztrátová 

Výhody PNG: 

• Variabilní možnosti ukládání (pomocí palety) nebo s 24, 32, 48 bitovou barevnou hloubkou
• Podporuje průhlednost 

Nevýhody PNG: 

• Neumožňuje změnu barevného modelu (pouze RGB) 
• Bezeztrátová komprese neumožňuje velké zmenšení datové velikosti obrázků.