计算机图形图像格式初探

中图分类号：P315.69

【导读】图像以文件方式存储，图像文件格式中信息的存放形式也各不相同。针对不同的应用目标，各类公司先后开发了多达数十种位图图像文件格式。其中在计算机中常用的格式有BMP、GIF、JPEG、TIFF、PNG等。

1BMP

BMP格式是Windows操作系统定义的标准图像格式，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP格式。最典型的就是Windows的画图工具。BMP格式支持RGB、索引、灰度以及位图等颜色模式，但不支持含Alpha通道的图像信息。BMP文件的图像深度，即一个像素用多少位表示，常见有1、4、8、16、24和32，因此，BMP图像文件支持单色、16色、256色和真彩色4种颜色的图像。BMP图象数据有压缩和不压缩两种处理方式。如果选择了压缩数据，那么根据颜色的不同，BMP使用不同的RLE压缩方式。RLE是一种无损压缩方法，使用RLE压缩的数据能完整还原。

优点：由于该图像格式采用的是无损压缩，所以图像完全不失真；可以表示2至4G种图像的颜色数。因此，该格式的图像可以具有极其丰富的色彩。缺点：图像尺寸过大，网络上一般不使用该格式的图象。

2JPEG格式

JPEG扩展名为.JPG，其压缩率是目前各种图像格式中最高的，并且可以调整；它是有损压缩，源文件中的数据在以JPEG方式处理后，部分重复或不重要的资料（如颜色）会被丢掉。在获取极高的压缩率的同时还能表现丰富生动的图像。JPEG格式压缩对色彩的信息保留较好，适合应用于互联网，支持24位真彩色。但是，JPEG在压缩时存在一定程度的失真，在制作印刷品时最好不要选择此格式。由于JPEG图像格式支持多达16M颜色，所以它既广泛应用于互联网，也是数码相机首选的存储格式。

优点：对图像的压缩率很高；在对图象的压缩过程中，可以自由选择压缩比，获取不同质量和大小的文件；该格式的文件尺寸相对较小，下载速度快，有利于网络传输。缺点：并非所有的浏览器都支持该格式；有损压缩会使原始图片数据质量下降；JPEG格式支持RGB、CMYK和灰度颜色模式，但不支持Alpha通道。

3GIF文件格式

GW是针对当时网络传输带宽的限制开发设计的。由于许多浏览器都支持这―格式，因此该格式被广泛用于通信领域和互联网当中。

GIF文件的数据，是一种基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式。压缩比为1/3～1/2。GIF的图像深度从lbit到8bit，并且该格式采用的是索引颜色模式，所以GIF最多支持256种色彩的图像。但因为GIF图像文件小、下载速度快，所以这种格式仍在网络上被广泛应用。

除了有静态的GIF图像外，还有GIF动态图像，即在一个GIF文件中可以存多幅图像，通过把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上的方式，生成简单的二维动画。

优点：GIF图像文件小，是网页上使用最普遍的图形文件格式之一；很多软件都支持GIF动画；该格式支持背景透明。缺点：GIF最多支持256色，因此，不适合存储真彩色的图像文件；GIF只支持全透明度，没有半透明效果或褪色效果。

4TIFF格式

TIFF为标记图象文件格式，几乎所有的扫描仪和图像软件都支持这一格式。TIFF格式灵活易变，它有四种类型：TIFF―B，二色；TIFF-G，黑白灰度；TIFF-P，带调色板的彩色图形；TIFF-R，适合RGB色彩的图形。该格式支持256色、24位真彩色、32位色、48位色等多种色彩位，同时支持RGB、CMYK、Lab、位图、灰度模式和索引颜色等多种色彩模式；支持多平台，PC机和苹果MAC机上都支持该格式。

另外，该格式是现存图像文件格式中最复杂的一种，并且存储信息量大，3DSMAX中的大量贴图就是TIFF格式的。

TIFF文件，支持非压缩和支持LZW，ZIP，JPEG等多种压缩方法，可以选择压缩质量的JPEG压缩模式的选择。的图像格式是一种无损压缩文件格式，不损坏任何图像数据，更不会恶化图像质量，但压缩比非常小，只有2：1，一些更高档的数码相机存储的图像文件，通常使用的格式。在制版和印刷领域常用的TIFF格式，是印刷业中使用的图像格式。TIFF格式是可扩展的格式。可以修改原代码和增加新的功能。但修订后的规范可能会导致不同类型的TIFF之间的不兼容。

优点：TIFF被系统、软件广泛支持；支持可选压缩；可扩展格式支持许多可选功能。缺点：TIFF不被web浏览器支持；可扩展性会导致许多不同类型的TIFF图片，可能导致不兼容。

5PNG格式

PNG是一种新兴的网络图形格式，提供了一个图形文件的大小压缩到极限的网络传输，而且还可以保留所有相关的图像质量信息存储形式的解决方案，具有丰富的特点。不是所有的程序软件以支持它，但Photoshop可以处理PNG图像文件，也可以是其他的图像格式的文件格式为PNG。

PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法，压缩比要高于GIF，并且支持图像透明，可以通过调节Alpha通道改变图像的透明度，是Fireworks文件的源文件。

优点：PNG格式文件只在RGB模式和灰度模式支持Alpha通道，并使用alpha通道的透明度的影响可以产生256个步骤；PNG支持伽玛校正，可以提高图像的对比度，PNG支持交错，这样可以加快下载速度。缺点：较旧的浏览器和程序可能不支持PNG格式文件；PNG提供小于压缩的JPEG量；PNG格式不支持动画。

参考文献

[1]王健。等.常用多媒体文件格式与压缩标准解析[H].北京：电子工业出版社，2005.

[2]黄筱燕.几种常见数字图像格式的比较分析[J].华南热带农业大学学报，2001.12.