Formaty plików multimedialnych
Cyfrowe obrazy, dźwięki oraz filmy mogą być zapisane w bardzo wielu różnych formatach. Poniżej zostaną przedstawione najczęściej wykorzystywane w praktyce formaty zapisu w/w danych w plikach.
1. Formaty plików graficznych
Formatów zapisu plików graficznych jest co najmniej kilkadziesiąt, stare formaty ustępują miejsca nowym. Poniżej zostaną zaprezentowane te najczęściej używane, akceptowane przez większość programów graficznych.
1.1. Format BMP
Bitmapa (BMP) jest najprostszym formatem systemu Windows i standardem dla systemu DOS. Format ten obsługuje tryb RGB, kolory indeksowane i skale szarości. Służy on głównie do tymczasowego przechowywania obrazów, gdyż pliki zapisane w tym formacie szybko są zapisywane i odczytywane szybkiemu dysku.. Ze względu na duże rozmiary plików nie nadaje się do Internetu, ale można BMP stosować na przykład do prezentacji dużej ilości materiału zdjęciowego.
1.2. Format PCX
Format graficzny PCX stworzony w roku 1981 przez firmę ZSoft od razu stał się podstawowym formatem używanym przez program PC PaintBrush do zapisywania rysunków. Od tego czasu PCX uległ wielu modyfikacjom. Na samym początku format obsługiwał tylko monochromatyczne obrazy. W 1981 r. kolorowe karty graficzne były rzadkością, a PC PaintBrush i tak nie zapewniał koloru. Gdy ukazały się karty EGA, VGA, SVGA rozszerzono standard o obsługę obrazów na początku 4 i 8 bitowych, później wprowadzono także możliwość zapisu obrazów o 24 bitowej palecie kolorów. W chwili obecnej, trudno jest spotkać program graficzny nie wykorzystujący tego standardu. Jego główne cechy to bezstratna kompresja metodą kodowania długości ciągów i szybka dekompresja. Zastosowana metoda kodowania jest bardzo prosta, przez co ujemnie wpływa na rozmiary pliku. Zdarza się, że w obrazach bardzo mocno zróżnicowanych (szczególnie w fotografiach) rozmiar pliku jest prawie identyczny z rozmiarem pliku opisującym ten sam obraz w formacie BMP.
1.3. Format TIFF
TIFF (Tagged Image File Format) jest formatem dość uniwersalnym i może być używany równie dobrze na platformach Macintosha i Windows. Obsługuje modele CMYK, RGB, skale szarości, kolor indeksowany i bitmapy. Jest to format stosunkowo wydajny i obraz zachowany jako TIFF nie zajmuje na dysku twardym wiele miejsca. Jedną z wad zapisanych danych w tym formacie jest trudny algorytm ich odczytu, dlatego podczas pracy powinno się zrezygnować z kompresji i zastosować ją dopiero przy ostatecznym zachowaniu obrazka. Zmniejszenie rozmiaru zachodzi kosztem wydłużenia czasu otwierania i zapisywania pliku. TIFF jest bardzo dobry do zapisywania grafiki monochromatycznej i czarno-białej. Niezłe wyniki uzyskuje się podczas kompresji obrazów pełnokolorowych, choć wydaje się, że lepszy do tego celu jest JPEG.
1.4.Format JPEG
Skrót JPEG oznacza Joint Photographic Expert Group — jest to firma, która ten format stworzyła. Właściwie JPEG jest raczej pewnym systemem kompresji obrazu, który może być wykorzystywany przez rozmaite formaty plików. Jednak również ten format, dla którego omawiany system opracowano i wprowadzono w życie po raz pierwszy, znany jest powszechnie jako JPEG. JPEG został zaprojektowany dla potrzeb przechowywania obrazów fotograficznych. Obraz JPEG może mieć dowolną liczbę kolorów. Kompresja wykorzystywana przez format JPEG sprawdza się szczególnie dobrze dla cyfrowych fotografii, pozwalając uzyskać pliki o niewielkich rozmiarach . Format ten wykorzystuje algorytm kompresji stratnej, o której będzie mowa w rozdziale następnym. Kompresja tego typu doskonale nadaje się do zapisu obrazów fotograficznych, lecz jednocześnie sprawia, że format JPEG nie jest odpowiedni do zapisu obrazów zawierających elementy o ostrych krawędziach, takich jak logo firm, grafika liniowa oraz tekst.
3.1.5. Format GIF
Format GIF, a dokładniej — CompuServeGIF, to obecnie najpopularniejszy format graficzny używany w sieci. Format GIF (skrót od: Graphic Interchange Format) został opracowany przez CompuServe jako środek komunikacji między różnymi systemami komputerowymi. GIF-y doskonale nadają się do przechowywania znaków firmowych, ikon i prostych grafik. Gorzej radzą sobie z bardziej skomplikowanymi, bogatszymi w szczegóły obrazami, gdyż format GIF pozwala zapisać jedynie 256 barw. Fotografie wyeksportowane w formacie GIF wydają się zwykle ziarniste i poplamione.
Ponieważ zmniejszenie liczby kolorów z punktu widzenia wielkości pliku jest korzystne, należy spróbować maksymalnego ograniczenia ilości barw w obrazie. Gdy dokonuje się redukcji barw w Photoshopie, program prosi o wybór palety barw i metody roztrząsania (ditheringu). Roztrząsanie polega na mieszaniu ze sobą pikseli o kilku aktualnie dostępnych barwach, tak by w danym obszarze obrazu piksele te utworzyły odpowiedni „wzorek”. Oglądany z pewnej odległości, daje złudzenie występowania w tym
miejscu gładkiego koloru, jednego z tych, których w obrazie brakuje, na przykład, ułożenie czarnych i białych pikseli w szachownicę daje wrażenie szarości. Zazwyczaj korzysta się z roztrząsania typu Diffusion, gdyż pozwala ono uzyskać największą gładkość obrazu. Przy wyborze palety barw przeważnie korzysta się z opcji Adaptive Palette. Po wybraniu tej opcji, program automatycznie oblicza ograniczoną paletę barw dla naszego obrazu, bazując na kolorach najczęściej w nim występujących.
1.6. Format PNG
Format PNG (Portable Network Graphics) został zaprojektowany pod kątem obrazów przesyłanych w sieci, jako następca formatu GIF. Posiada nieopatentowany algorytm kompresji bezstratnej (w przeciwieństwie do GIF), ma niezależność sprzętową i platformową, potrafi obsługiwać głębokość kolorów do 48-bitów, obsługuje przeplot (interlace), przezroczystość (transparency), oraz 8-bitowy kanał alfa. Cóż to takiego? Kanał alfa to nic innego jak umiejętność tworzenia kolorów półprzezroczystych w celu odpowiedniego dostosowania krawędzi edytowanego pliku graficznego w odniesieniu do danego tła. Potrafi ponadto zapisywać obrazy z ograniczoną paletą barw, tak samo jak format GIF, potrafi zapisywać wraz z plikiem komentarze i dodatkowe informacje (GIF także ma taką możliwość), pozwala na przeprowadzenie korekcji gamma, co pomaga skompensować różnice w jasności i nasyceniu barw pomiędzy różnymi monitorami. Działa on na identycznej zasadzie jak wzajemne dostosowywanie się warstw np. w programie Photoshop.
Pojawia się coraz więcej programów potrafiących zapisywać i odczytywać format PNG, choć z pewnością nie ma ich jeszcze tak wiele, jak potrafiących odczytywać format GIF. Jednak nowe wersje wielu ważnych programów uwzględniają format PNG, by wymienić tylko Netscape Navigator , Internet Explorer firmy Microsoft, CorelDRAW , Paint Shop Pro i Adobe Photoshop. Szczegóły dotyczące nowego formatu można znaleźć pod adresem: http://www.libpng.org/pub/png/ lub na stronie W3C http://www.w3.org/Graphics/PNG/.
Mimo tych wszystkich, oczywistych zalet nie znalazł on jak dotąd zbyt powszechnego zastosowania w procesie tworzenia dokumentów HTML, głównie ze względu na dość oporne interpretowanie go zarówno przez przeglądarki jak i programy graficzne (problemy pojawiają się przede wszystkim w wypadku stosowania przezroczystości).
2. Formaty plików dźwiękowych
Aktualnie wykorzystywanych jest kilkanaście formatów plików dźwiękowych, z których każdy ma swoje unikalne zalety i wady.
Audio Interchange File Format (AIFF). Pliki dźwiękowe tego typu nie są kompresowane, a najczęściej korzystają z nich użytkownicy komputerów Macintosh. Pliki zapisywane w tym formacie mogą być bardzo duże.
Musical Instrument Digital Interface (MIDI). Pliki tego typu zawierają raczej syntezowane niż nagrywane dźwięki. Pliki MIDI są bardzo małe. Jednak ze względu na fakt, iż nie można cofać odtwarzanego dźwięku, pliki MIDI mają ograniczone zastosowanie.
µ-low ( nazywane także „dźwiękiem podstawowym”), to najstarszy format zapisu dźwięku na Internecie. Jednak jego niska jakość sprawia, iż aktualnie nie jest on szczególnie atrakcyjny. Jego zaletą jest natomiast niewielki rozmiar plików.
Motion Picture Experts Group (MPEG) Audio oferuje trzy typy (lub poziomy) plików dźwiękowych i jest bardzo popularne ze względu na szeroką akceptację i obsługę tego formatu zapisu dźwięku i obrazu. Aktualnie najbardziej popularnym formatem plików dźwiękowych jest MP3, oferujący dźwięk o jakości porównywalnej z jakością muzyki z płyt kompaktowych a jednocześnie bardzo mały rozmiar plików.
Waveform (WAVE), ten format plików został początkowo stworzony przez firmy Microsoft oraz IBM i jest głównie używany na komputerach działających w systemach Windows.
Nazwa |
Rozszerzenia |
Typ |
AIFF |
AIFF, AIF, AIFC |
audio/aiff |
µ-low |
AU, SND |
audio/basic |
MIDI |
MID, RMI |
audio/mid |
Waveform (WAVE) |
WAV |
audio/wav |
MPEG Audio |
MP2, MP3 |
audio/x-mpeg |
Tabela 2.1. Najczęściej stosowane formaty plików dźwiękowych.
Należy również wspomnieć o formacie RMF, czyli Rich Music Format. Jest to zaawansowana technika, pozwalająca uzyskać bardzo bogate brzmienie, przy niewielkiej objętości pliku. Jest to ciągle jednak mało popularna technika ale z którą wiąże się wielkie nadzieje na przyszłość.
3. Formaty plików filmowych
W obecnej chwili mamy pięć liczących się formatów w tej branży. Są to: Video for Windows (AVI), MPEG, Windows Media, QuickTime, oraz RealVideo. Należy niewątpliwie opisać również formaty animacji Flash, które coraz częściej wykorzystywane są do prezentacji multimedialnych w sieci.
3.1. Format Video for Windows (AVI)
Format Video for Windows (AVI) został opracowany przez Microsoft i stanowi standard w edycji wideo na PC. Pliki tego formatu zwane są też często plikami AVI, z powodu swego rozszerzenia: .avi (co oznacza Audio/Video Interleave). Format Video for Windows stał się bardzo popularny wśród użytkowników PC, istnieje też mnóstwo animacji zapisanych w tym właśnie formacie. Jednak poza granicami świata PC trudno znaleźć odtwarzacz, który by ten format przyjmował.
3.2. Format MPEG Video
MPEG jest zarówno formatem pliku, jak i algorytmem kompresji. Format MPEG występuje w trzech odmianach. Mamy MPEG wideo, który pozwala zapisywać tylko obrazy, MPEG audio oraz system MPEG, który pozwala łączyć obraz ze ścieżką dźwiękową. Pliki MPEG zapewniają doskonałą jakość obrazu, lecz proces ich dekompresji jest dość powolny. Z tego powodu wiele dekoderów plików MPEG jest wspomaganych sprzętowo. Kiedyś oznaczało to, że do dekompresji tych plików była potrzebna dodatkowa karta, aby odtwarzać je prawidłowo, bez opuszczania wielu ujęć. Aktualnie moc obliczeniowa procesorów, w jakie są wyposażane nowe komputery PC, umożliwia dekodowanie obrazu zapisanego w formacie MPEG bez konieczności zastosowania specjalnych urządzeń sprzętowych. W rzeczywistości, filmy DVD są kodowane przy wykorzystaniu formatu MPEG i można je odtwarzać na komputerach osobistych bez żadnych dodatkowych urządzeń sprzętowych.
3.3. Format Windows Media
Opracowany przez firmę Microsoft format Windows Media Advanced Streaming Format umożliwia obsługę zarówno plików audio, jak i audio-wideo. W efekcie, program Media Player pozwala użytkownikom nie tylko słuchać strumieniowego dźwięku, lecz także oglądać strumieniowany obraz. Więcej informacji na temat tego formatu można znależć na stronie: http://www.microsoft.com/windows/windowsmedia/pl/default.asp.
3.4. Format RealVideo
RealVideo stara się wywrzeć taki sam wpływ na rynek obrazu, jaki na rynek audio wywarło RealAudio. Firma RealNetworks zintegrowała klienta RealVideo z programem RealPlayer, dzięki czemu jego użytkownicy mogą oglądać strumieniowy obraz, podobnie
jak wcześniej mogli słuchać strumieniowego dźwięku. RealVideo wykorzystuje niezwykle efektywną metodą kompresji oraz niewielkie ramki. Więcej informacji na temat RealVideo można znaleźć na witrynie firmy RealNetworks pod adresem http://www.real.com.
3.5. Format QuickTime
Jest on najpopularniejszym formatem obok MPEG dla cyfrowego obrazu wideo. Z tych dwu, na czoło wysuwa się QuickTime ze względu na swój uniwersalny, międzyplatformowy charakter i wyłącznie programowe odtwarzanie. Dla plików w formacie QuickTime możemy stosować algorytm kompresji CinePak lub IndeoVideo; opisane w dalszej części. Chociaż format ten został utworzony przez firmę Apple na użytek komputerów Macintosh, to ze wszystkich plików wideo spotykanych w sieci, te w formacie QuickTime najlepiej spełniają funkcję łącznika pomiędzy różnymi systemami i platformami sprzętowymi. Oprogramowanie firmy Apple obejmuje format QuickTime oraz prosty odtwarzacz, zwany MoviePlayer lub SimplePlayer. Pliki QuickTime mogą być odtwarzane za pośrednictwem pakietu QuickTime for Windows (QTfW) lub bezpłatnego programu Xanim, który pozwala odtwarzać je w systemie Unix oraz X Window. Pliki w formacie QuickTime mają rozszerzenie *.qt lub *.mov. Więcej informacji można uzyskać pod adresem: http://www.apple.com/quicktime/.
4. Animacje Flash
Spośród dostępnych na rynku programów do animacji flash liderem jest produkt firmy Macromedia, jest nie tylko doskonałym narzędziem do tworzenia interaktywnych animacji umieszczanych na stronach WWW. Może również służyć do przygotowania ciekawych gier lub nawet całych złożonych aplikacji internetowych.
Aby animacja pojawiła się na obrazie, zaangażowanych jest wiele elementów: warstwy(layers), poziomy(levels), listwy czasowe(timelines), ujęcia(frames) i symbole (symbols). Związki między nimi są dość skomplikowane: warstwy i poziomy określają sposób, w jaki elementy pojawiają się w stosunku do innych elementów, ujęcia narzucają położenie symboli i kodu w języku ActionScript, symbole zaś- a przynajmniej niektóre z
nich - zawierają listwy czasowe, które składają się z warstw i ujęć. Symbole we Flashu to elementy graficzne mogące zawierać grafikę(bitmapową i wektrową), animacje (tworzone we Flashu) oraz przyciski- kluczowe elementy interaktywne w filmach Flasha. Symbole graficzne (Graphic) we Flashu są na ogół stosowane jako pojedyncze obrazki w animacji. Symbole przycisku (Button) są kluczowymi elementami interaktywnymi reagującymi na myszkę lub klawiaturę. Istnieje możliwość dołączenia do nich kodu w języku ActionScript, dzięki czemu animacja może być kontrolowana przez użytkownika.
Flash pozwala na animowanie techniką Tweening, która polega na stosowaniu uzupełnienia. Tworzymy animację, rysując tylko te klatki, które zawierają ujęcia kluczowe, natomiast komputer automatycznie generuje klatki uzupełniające. Animacja typu Tweening dzieli się na animację ruchu, która polega na zmianie położenia obiektu, jego skali, kąta obrotu, jasności, barwy czy przezroczystości, oraz animację kształtu, która ma zastosowanie wtedy, kiedy chcemy zmienić kształt animowanego obiektu. Tym sposobem mamy możliwość tworzenia skomplikowanej animacji. Właśnie dzięki technice Tweening Flash jest tak potężnym narzędziem. Zaletą wynikającą z tej techniki jest mały rozmiar tworzonych animacji.
Do odtwarzania animacji Flash służy moduł Flash Plater, który można zainstalować bezpośrednio w systemie operacyjnym podczas instalacji Macromedia Flash MX. Wtedy można odtwarzać animacje Flasha bezpośrednio w Windows- otworzy się okno Flash Playera. Aby odtwarzać animacje Flasha w Internecie, należy zainstalować moduł w przeglądarce internetowej. Wystarczy skorzystać z instalatora Macromedia Shockwave. Nowoczesne wersje popularnych przeglądarek internetowych, takich jak Internet Explorer, Netscape, Mozilla czy Opera mają już zainstalowany odpowiedni moduł Flash Playera.
Macromedia Flash 4, 5 i MX zawierają fantastyczne narzędzia do tworzenia i modyfikacji obrazów wektorowych, układania ich w sekwencje i dodawania dźwięku oraz importowania i eksportowania dokumentów do formatów * .avi, *.gif czy *.mov, a nawet sekwencji obrazów JPG i innych. Program wyposażony został w zaawansowany język Actionscript. W programie można tworzyć filmy i interaktywne animacje do WWW.
Interfejs programu Macromedia Flash 5 lub MX nie odbiega od standardu innych aplikacji graficznych. Gotowe do publikacji w Internecie filmy zapisywane są w formacie .swf (Shockwave Flash) odczytywanym przez Flash Player. Program automatycznie generuje ten format podczas sprawdzania animacji poleceniem Test Movie. Flash umożliwia importowanie dokumentów z innych programów graficznych. Mogą to być zarówno grafiki wektorowe(np. z Illustratora), jak i obrazy rastrowe (*.jpg, *.gif, *.tiff i wiele innych).
Formaty plików multimedialnych
1