JPG、PNG、GIF压缩原理和成像方式.doc

Word文档...范文范例...内容齐全 专业资料...供学习...参考...下载 JPG、PNG、GIF图片格式压缩原理与成像方式 一、基本概念 要了解图片格式的特性，先要学习一些基本概念。这部分比较枯燥，但如果你耐心学完，一定获益匪浅。 1、矢量图与位图 （1）矢量图-完美的几何图形 矢量图是通过一些基本图形元素，如点、线、面，边框，填充色等通过计算方式来显示的图形。例如，描述一个圆通过其圆心位置和半径，通过边框粗细、颜色及填充色等描述其样式。电脑在显示时通过这些数据绘制出定义的图像。 矢量图的特点是：文件容量较小，且缩放不失真。缺点是无法表现自然界真实场景。 web页中的图像都是位图，即便有些矢量图形，也是用矢量工具绘制后转成的位图格式。 （2）位图-神奇的拼图 又叫像素图或栅格图，是通过记录图像中每个点的颜色、深度、透明度等信息来存储和显示图像的。 一张位图好比一幅拼图，其中的每个小拼块就是一个像素点，把这些不同颜色的像素点按一定规律拼接在一起，就形成了图像。放大一幅像素图时，能看出这些像素点（下图）。 位图的特点是：可以显示出色彩丰富的真实图像。缺点是文件较大，缩放会出现失真。 尽管web页中常用的JPG、PNG、GIF格式都是位图，但他们的编码方式不同，这就是有损和无损压缩的区别。 2、有损压缩与无损压缩 （1）有损压缩——你看到的不一定是真的 有损压缩就是在存储图像时不完全记录图像的每个像素点信息，它根据人眼观察现实的特性（人眼对光线敏感度比对颜色的敏感度高。生物实验证明，当颜色缺失时，人脑会利用附近的最接近颜色自动填补缺失颜色）处理图像数据，去除被人眼忽略的细节，用邻近色以渐变或其他方式重新填充。这样既大大降低图像的数据量，又不会影响图像的还原效果。 JPG是最常见的用有损压缩方式处理图像信息的格式。在存储图像时，JPG把图像分解成8*8像素的栅格（如上图），然后对每个栅格信息进行压缩，放大一幅图像时，就会发现这些8*8像素栅格中的很多细节信息被去除，而通过一些特殊算法用附近颜色进行填充（为看得更清楚，这里将图像压缩比调得很低）。这也是为什么看JPG图像时又是产生块状模糊的原因。 （2）无损压缩-最精确的拼图 无损压缩真实地记录了图像上每个像素点的数据信息，但为了压缩图像文件的大小，常采取一些特殊的算法。无损压缩的压缩原理是先判断图像上哪些区域的颜色是相同的，哪些是不同的，然后把这些相同的数据信息进行压缩记录，（例如一片蓝色的天空之需要记录起点和终点的位置就可以了），而把不同的数据另外保存（例如天空上的白云和渐变等数据）。 PNG是最常见的无损压缩图片格式。在存储图像前，无损压缩将自动判断图像中哪些相同和不同的部分，因此要对图像颜色进行索引（如上图），这些颜色称为索引色。索引色好比绘制该图像的“调色版”，在显示图像时将自动用“调色版”上颜色填充相应的位置。 既然PNG用无损压缩，为什么PNG图片还会失真？这是因为无损压缩只是说明其压缩方式可以尽可能地还原图像，但因其压缩是通过索引图像上相同区域颜色进行的压缩和还原，所以只有图像上的颜色数量小于可以保存的颜色数量时，才能记录和还原图像，否则就会丢失一些信息（PNG8只能索引256种颜色，所以对颜色多于256色图就不能真实还原；PNG24可以保存1600多万种颜色，可以真实还原人眼可以分辨的所有颜色）。PNG格式最多可以保存48位颜色。而有损压缩，则是无论原图颜色多少种，都将损失掉图像信息。 3、JPG和PNG 这里不再讨论GIF，因为PNG取代了GIF，而且PNG的压缩算法优于GIF，所以如果不需要动画。建议都采用PNG格式。 这里我们不妨把JPG和PNG的一些特性进行一个简单对比： 格式 压缩模式 交错支持 透明支持 动画支持 JPG 有损压缩 支持 不支持 不支持 PNG 无损压缩 支持 支持 不支持 （1）JPG特性 支持摄影或写实图像的压缩，并且可利用压缩比来控制文件大小。 有损压缩会降低图像数据质量，并且在编辑和再保存JPG格式时，累积这种损失。 JPG不适合颜色很少、且具有大块颜色相近或亮度差异明显的简单图片。 （2）PNG特性 能在保真效果下，尽可能地压缩图像文件的大小。 储灰度图时，深度可达16位，存储彩图时，深度达48位，并且还可存储16位的alpha通道数据。 对需要保真的复杂图像，PNG能无损压缩，但文件较大，不适合用于网页上。 （3）PNG8与PNG24 PNG8和PNG24的叫法并非官方定义，但已经被大家广泛接受。PNG8和PNG24后的数字表示对应PNG可以索引和存储的颜色值。“8”为2的8次方即256色，“24”则表示2的24次方约1600多万色。 此外，PNG8还支持1位布尔透明通道，即或者透明或者不透明；PNG24则支持8位（2