Rastrowe i wektorowe formaty plików graficznych – które wybrać?

Czym jest grafika rastrowa?

Grafika rastrowa to sposób opisywania pliku graficznego polegający na definiowaniu punkt po punkcie jego zawartości. Inaczej rzecz ujmując, każdy z pikseli grafiki jest opisany. Grafika rastrowa jest grafiką dwuwymiarową, a inną nazwą grafiki rastrowej jest grafika bitmapowa. Raster i bitmapa to określenie siatki punktów opisujących daną grafikę rastrową.

Zapisany w tym formacie plik graficzny ma określone wymiary, na przykład 1600 x 800 pikseli oraz zawiera wiadomości, w jakim konkretnym kolorze jest każdy z pikseli. Dzięki temu program do przeglądania plików graficznych wie dokładnie jak zaprezentować nam daną grafikę i niezależnie od systemu operacyjnego i samego programu wynik zawsze będzie ten sam. Jest on ściśle zdefiniowany i zapisany w samym pliku. To jednak nie koniec. Zapis danych pliku musi być oczywiście odpowiednio zakodowany. Jakby tego było mało, to możemy również sięgnąć po formaty plików zawierające w sobie kompresję, która w sposób znaczący może zmniejszyć wielkość danego pliku. W przypadku grafik może mieć to ogromne znaczenie. Zwłaszcza grafiki na potrzeby stron internetowych powinny być jak najmniejsze, gdyż ma to ogromny wpływ na prędkość ładowania stron, a użytkownicy i Google lubią, by było szybko.

Jakie są zalety i wady plików w formatach rastrowych?

Jak ze wszystkim w życiu tak i z formatami plików jest tak, iż mają swoja zalety, ale i niestety wady. Zacznijmy od tych drugich, a zaletami posłodzimy wady. jeżeli mówimy o grafice rastrowej, to największą jej wadą jest duży rozmiar. Trzeba uczciwie przyznać, iż problem ten dla zwykłego użytkownika staje się coraz mniej istotny. Dzieje się tak z racji skokowego wzrostu możliwości całej infrastruktury teleinformatycznej. przez cały czas ma jednak ogromne znaczenie dla przedsiębiorców w walce o milisekundy ładownia stron i optymalizację zużycia zasobów komputerowych w serwerowniach.

Dziś przesłanie pliku zajmującego 50 megabajtów nie jest już problemem tak, jak było to kiedyś. Bez kłopotu poradzi sobie z tym sporo usługodawców pocztowych, a na sytuacje awaryjne mamy też masę serwisów ułatwiających przesyłanie plików. jeżeli jednak patrzymy na cały problem od strony dostarczyciela usług, to zdecydowanie lepiej wysyłać pliki 5 megabajtowe niż 50 megabajtowe. Dzięki temu spadnie zużycie miejsca na dysku oraz ilość przesyłanych danych, a to jedne z dwóch kluczowych wyznaczników przy obliczaniu kosztów obsługi projektu.

To samo tyczy się komputerów i telefonów. Przy pamięci wewnętrznej rzędu setek gigabajtów i kartach pamięci o pojemności choćby terabajta i więcej, zdjęcie 50 megabajtowe nie jest nam straszne. Nasza serwerownia będzie patrzyła na to przez cały czas niechętnie, gdyż przemnożywszy to przez miliony użytkowników i dni użytkowania koszty robią się gigantyczne.

Największą jednak wadą grafiki rastrowej jest jej rozmiar wyrażony w pikselach. Na ekranie komputera możemy ją bezstratnie powiększać tylko do pewnego momentu. Gdy osiągniemy maksymalną rozdzielczość i dalej będziemy powiększać grafikę rastrową, to zacznie ona być rozmyta. Oczywiście, jeżeli sobie tego zażyczymy, to program dalej będzie nam powiększał plik, ale my będziemy obserwować tylko coraz większe piksele, z których mało będzie już wynikało. Najgorsze jest jednak to, iż nic nie da się z tym zrobić. Na szczęście przy działaniu w drugą stronę, czyli przy pomniejszaniu grafika rastrowa nie stwarza nam już problemów takich jak przy powiększaniu. Obrazek możemy zmniejszać dowolnie.

Było trochę wad, to przejdźmy do zalet. W grafice rastrowej możemy perfekcyjnie odwzorować kolory oraz skorzystać z ogromnego zróżnicowania barw. Jakby tego było mało, to mamy też w swoim arsenale cieniowanie i swobodne manipulowanie nasyceniem, kontrastem i jasnością. Wszystkie te elementy pozwalają nam podciągnąć to i owo w programach do obróbki grafiki i wydobyć z pliku więcej, niż widać na pierwszy rzut oka. Dzięki tym zaletom grafika rastrowa ma szerokie zastosowanie w retuszu i montażu. Magicy od programów graficznych potrafią przy jej pomocy wyczarować naprawdę wiele.

Jakie są formaty grafik rastrowych?

Formaty grafiki rastrowej możemy podzielić na trzy zasadnicze grupy. Pierwszą z nich są formaty używające kompresji stratnej, do drugiej należą formaty również stosujące kompresję, ale bezstratnie, a trzecią są formaty bez kompresji. Przyjrzymy się zatem najpopularniejszym formatom wszystkich trzech grupach i dostępnym dla nich rozszerzeniom.

Formaty grafiki rastrowej używające kompresji stratnej

• JPEG/JFIF – Joint Photographic Experts Group, skompresowane obrazy JPEG są zwykle przechowywane w formacie JFIF (JPEG File Interchange Format). Rozszerzenia plików to JPG lub JPEG. Jest to jeden z najpowszechniejszych formatów, aplikacje mogą ustalać stopień kompresji, a tym samy stopień strat. W przypadku formatu JPEG, jeżeli jeden plik będzie kilkukrotnie edytowany i zapisywany, dojdzie do sukcesywnej degradacji samego pliku
• JPEG 2000 – cechuje się lepszą jakością i stopniem kompresji od JPEG, ale wymaga większej mocy obliczeniowej. Jest wykorzystywany w przemyśle filmowy.
• EXIF – Exchangeable image file format, podobny do JFIF z rozszerzeniem TIFF, pliki te ułatwiają wymianę metadanych pomiędzy aparatami, a programami do obróbki cyfrowej
• DjVu – wykorzystywany głównie do zapisywania zeskanowanych dokumentów, cechują się znacznie mniejszym rozmiarem w porównaniu do innych formatów plików stosowanych do takich celów, łączą dane rastrowe, wektorowe, jak i inne, jak na przykład interaktywne formaki w plikach PDF
• TIFF – może być wykorzystywany do zapisywania grafik z kompresją stratną, jak i bezstratną, bardziej popularny w przypadku tej drugiej grupy
• JPS – format wykorzystywany do tworzenia efektów 3D z obrazów 2D, dane dla lewego i prawego oka są zapisywane w jednym pliku

Formaty grafiki rastrowej używające kompresji bezstratnej

• TIFF – Tagged Image File Format, pliki wykorzystują rozszerzenia TIFF lub TIF, poza kompresją bezstratną TIFF może być również używany do kompresji stratnej. Format TIFF jest najbardziej popularny w fotografii cyfrowej i w sektorze drukarskim
• PNG – Portable Network Graphics, popularny w sieci Internet, obsługuje kanał alfa, czyli kanał definiujący przezroczystość wyświetlanych informacji graficznych
• GIF – Graphics Interchange Format, obsługiwany przez niemal wszystkie przeglądarki internetowe, pozwala na przechowywanie wielu obrazów w jednym pliku, co przekłada się na animacje wyświetlane na naszych ekranach, GIF nie charakteryzuje się dużą paleta kolorów i wykorzystywany jest raczej do prostych grafik
• BMP – mapa bitowa, standard plików systemu operacyjnego Windows, zwykle pliki tego typu nie są skompresowane i zajmują sporo miejsca. Cechują się prostą strukturą i pełną kompatybilnością z systemem Windows i produktami Microsoft
• JPEG XL – będący w opracowaniu, ma zastąpić starsze formaty i oferować lepsze możliwości
• WebP – format opracowany przez firmę Google w celu zmniejszenia wielkości plików graficznych używanych w Internecie, może być również wykorzystywany do kompresji stratnej, WebP powoli wypiera pliki JPEG z użycia w Internecie i zyskuje coraz szerszą kompatybilność z przeglądarkami
• AVIF – AV1 Image File Format, przeznaczony do przechowywana obrazów skompresowanych przy pomocy AV1

Formaty grafiki rastrowej bez kompresji

• XCF – eXperimental Computing Facility, rozszerzenie stosowane w otwarto źródłowym programie do obróbki grafiki rastrowej GIMP. Mapa bitowa XCF może przechowywać wiele warstw.
• XPM – X PixMap, bitmapy wykorzystywane w systemach X Windows System
• PSD – mapa bitowa znana z programu Adobe Photoshop, może przechowywać wiele warstw

Czym jest grafika wektorowa?

Grafika wektorowa to sposób opisywania obrazów przy pomocy figur geometrycznych. Zwana jest również grafiką obiektową. Bierze się to stąd, iż obrazy opisane są dzięki obiektów, które z kolei składają się z podstawowych elementów, czyli tzw. prymitywów. Prymitywy są prostymi figurami geometrycznymi takimi jak odcinki, krzywe, okręgi czy też wielokąty.

Każdy taki prymityw ma swoje określone parametry, które wszyscy dobrze znamy z czasów zakuwania matematyki. Do opisania grafiki wektorowej przydaje się jednak również geografia, gdyż każdy punkt ma swoje ustalone położenie w pliku wektorowym. Zatem okrąg w grafice wektorowej ma współrzędne środka oraz promień okręgu. Wszystko to jest zapisane w samym pliku i pozwala odtworzyć go w programie graficznym i edytować. Środek okręgu można łatwo przestawić w inne miejsce, a powiększając promień, błyskawicznie zwiększamy wielkość samego okręgu. To jednak nie wszystko. W grafice wektorowej opisane jest znacznie więcej zmiennych takich jak na przykład grubość i kolor linii, czy też kolor lub sposób wypełnienia.

Jakie są zalety i wady grafiki wektorowej?

Największą zaletą grafiki wektorowej jest jej skalowalność. Plik przygotowany w grafice wektorowej może być dowolnie powiększany bez straty jakości, co umożliwia przygotowanie wielkopowierzchniowych projektów, zachowujących bardzo wysoką jakość. Dodatkowo pliki wektorowe przydatne są w przypadku używania bardzo precyzyjnych maszyn tnących, drukujących lub choćby wypalających. Konwersja do grafiki wektorowej umożliwia również pozbycie się zbędnych detali niepotrzebnych na przykład przy rysunkach technicznych. Grafika wektorowa sprawdzi się również przy mapach i planach, schematach naukowych i technicznych, logach, znakach i czasem w grafice artystycznej na przykład podczas tworzenia komiksów.

Wadą grafiki wektorowej jest bardzo duża trudność w odtworzeniu rzeczywistości. jeżeli zależy nam na maksymalnym foto realizmie, to lepiej sięgnąć po grafikę rastrową. To samo tyczy się bardzo dużej liczby szczegółów. W takich przypadkach grafika wektorowa się nie sprawdzi, gdyż wielkość pliku będzie się nam drastycznie zwiększała, a wraz z nią czas jego renderowania.

Na szczęście grafikę wektorową da się przy pomocy systemu do obróbki grafiki przekształcić w grafikę rastrową. W drugą stronę sprawa nie jest już niestety tak łatwa i wierne przerobienie grafiki rastrowej na wektorową jest trudne i efekty zwykle nie są idealne.

Jakie są formaty plików grafiki wektorowej?

• SVG – Scalable Vector Graphics (SVG) to otwarty standard grafiki wektorowej promowany przez World Wide Web Consortium (W3C). Na potrzeby urządzeń mobilnych opracowano standard SVG Tiny i SVG Basic. Standard SVG jest stale rozwijany. w tej chwili realizowane są prace nad SVG 2.
• WMF – Windows Metafile (WMF) to standard opracowany przez firmę Microsoft jeszcze w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. Podobny w swych założeniach do SVG
• EPS – Encapsulated PostScript, rozszerzenia plików to .eps, .epsf, .epsi, powstał pod koniec lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, a jego twórcami byli m.in. założyciele Adobe. Bazuje na języku PostScript. Format uznawany za niebezpieczny w związku z możliwością osadzania skryptów. Microsoft usunął wsparcie dla plików EPS z programu Office w maju 2018 roku.
• PDF – Portable Document Format (PDF), ustandaryzowany jako norma ISO 32000, opracowany przez Adobe, również bazuje na języku PostSript. Rozszerzenie pliku .pdf
• CDR – format używany we własnościowym programie do obróbki graficznej CorelDRAW opracowanym przez Corel Corporation
• AI – Adobe Illustrator Artwork (AI) to kolejny własnościowy format plików opracowany przez firmę Adobe. Rozszerzenie plików to .ai. Pliki o takim rozszerzeniu edytuje się w programie Adobe Ilustrator.

Podsumowując, grafika grafice nierówna

Praca z plikami graficznymi wymaga od nas przemyślanych działań już na starcie, czyli przy wyborze formatu pliku graficznego. Dzięki temu unikniemy niespodziewanych problemów na dalszych etapach tworzenia projektu lub choćby rozpoczynania go od nowa w najgorszym z możliwych przypadków. Wybór formatu powinien być dostosowany pod oczekiwanych efektów i ewentualnych przyszłych działań, które zamierzamy przeprowadzać na pliku. Przy wyborze rodzaju pliku warto również kierować się dostępnymi do jego edycji programami. Zwłaszcza w przypadku grafiki wektorowej większość z nich to drogie systemy własnościowe, które nie każdy będzie mógł otworzyć i edytować. Na szczęście w przypadku grafiki rastrowej sytuacja jest o wiele lepsza.

Jaki zatem format grafiki wybrać? Prosta odpowiedź na tak skonstruowane pytanie brzmi: odpowiedni do zadania. Zarówno grafika rastrowa, jak i wektorowa ma swoje mocne strony i warto z nich korzystać. Dodatkowo z pomocą przychodzi nam rozwój technologii, a w szczególności rozdzielczość współczesnych aparatów. Przy 100, a choćby 200 megapikselach bolączki grafiki rastrowej przestają już być tak odczuwalne. Z drugiej strony konwersja bardzo szczegółowej grafiki rastrowej do wektorowej może okazać się droga przez mękę niewartą zachodu, gdyż ostatecznie otrzymamy plik o bardzo dużych rozmiarach. Reasumując: to zależy, a wybór należy do Was!

• https://home.agh.edu.pl/~tarasiuk/dydaktyka/doc/GFK/S/01%20Podstawowe%20pojecia%20i%20definicje.pdf
• https://zpe.gov.pl/a/zalety-i-wady-grafiki-rastrowej/D5GuuRLnW
• https://www.erainformatyki.pl/grafika-rastrowa.html
• https://www.erainformatyki.pl/grafika-wektorowa.html