Un formato de archivo de imagen es un formato de archivo para una imagen digital. Hay muchos formatos que se pueden utilizar, como JPEG , PNG y GIF . La mayoría de los formatos hasta 2022 eran para almacenar imágenes 2D, no 3D. Los datos almacenados en un formato de archivo de imagen pueden estar comprimidos o descomprimidos. Si los datos están comprimidos, puede hacerse mediante compresión con pérdida o compresión sin pérdida . Para aplicaciones de diseño gráfico, a menudo se utilizan formatos vectoriales . Algunos formatos de archivos de imagen admiten transparencia .
Los formatos rasterizados son para imágenes 2D . Una imagen 3D se puede representar dentro de un formato 2D, como en un estereograma o autoestereograma , pero esta imagen 3D no será un verdadero campo de luz y, por lo tanto, puede causar un conflicto de vergencia-acomodación .
Los archivos de imagen están compuestos de datos digitales en uno de estos formatos, de modo que los datos se puedan visualizar en una pantalla digital (de computadora) o imprimir mediante una impresora. Un método común para visualizar información de imágenes digitales ha sido históricamente la rasterización .
El tamaño de los archivos de imágenes rasterizadas está correlacionado positivamente con el número de píxeles de la imagen y la profundidad de color (bits por píxel). Sin embargo, las imágenes se pueden comprimir de varias formas. Un algoritmo de compresión almacena una representación exacta o una aproximación de la imagen original en un número menor de bytes que se puede expandir de nuevo a su forma sin comprimir con un algoritmo de descompresión correspondiente. Las imágenes con el mismo número de píxeles y profundidad de color pueden tener un tamaño de archivo comprimido muy diferente. Considerando exactamente la misma compresión, número de píxeles y profundidad de color para dos imágenes, la diferente complejidad gráfica de las imágenes originales también puede dar como resultado tamaños de archivo muy diferentes después de la compresión debido a la naturaleza de los algoritmos de compresión. Con algunos formatos de compresión, las imágenes que son menos complejas pueden dar como resultado tamaños de archivo comprimidos más pequeños. Esta característica a veces da como resultado un tamaño de archivo más pequeño para algunos formatos sin pérdida que para los formatos con pérdida. Por ejemplo, las imágenes gráficamente simples (es decir, imágenes con grandes regiones continuas como arte lineal o secuencias de animación) se pueden comprimir sin pérdida en un formato GIF o PNG y dar como resultado un tamaño de archivo más pequeño que un formato JPEG con pérdida.
Por ejemplo, una imagen de 640 × 480 píxeles con color de 24 bits ocuparía casi un megabyte de espacio:
Con imágenes vectoriales, el tamaño del archivo aumenta solo con la adición de más vectores.
Hay dos tipos de algoritmos de compresión de archivos de imagen : sin pérdida y con pérdida .
Los algoritmos de compresión sin pérdida reducen el tamaño del archivo y conservan una copia perfecta de la imagen original sin comprimir. La compresión sin pérdida generalmente, pero no siempre, da como resultado archivos más grandes que la compresión con pérdida. La compresión sin pérdida debe utilizarse para evitar la acumulación de etapas de recompresión al editar imágenes.
Los algoritmos de compresión con pérdida conservan una representación de la imagen original sin comprimir que puede parecer una copia perfecta, pero no lo es. A menudo, la compresión con pérdida permite obtener archivos de menor tamaño que la compresión sin pérdida. La mayoría de los algoritmos de compresión con pérdida permiten una compresión variable que sacrifica la calidad de la imagen por el tamaño del archivo.
Incluidos los tipos propietarios, existen cientos de tipos de archivos de imagen. Los formatos PNG, JPEG y GIF son los más utilizados para mostrar imágenes en Internet. A continuación, se enumeran y describen brevemente algunos de estos formatos gráficos, separados en las dos familias principales de gráficos: raster y vectoriales. Las imágenes raster se dividen a su vez en formatos destinados principalmente a la distribución (web) (es decir, que admiten una compresión relativamente fuerte) frente a formatos destinados principalmente a la creación o el intercambio (sin comprimir o con una compresión relativamente débil).
Además de los formatos de imagen simples, los formatos de metarchivo son formatos portátiles que pueden incluir información tanto rasterizada como vectorial. Algunos ejemplos son los formatos independientes de la aplicación, como WMF y EMF . El formato de metarchivo es un formato intermedio. La mayoría de las aplicaciones abren metarchivos y luego los guardan en su propio formato nativo. El lenguaje de descripción de página se refiere a los formatos utilizados para describir el diseño de una página impresa que contiene texto, objetos e imágenes. Algunos ejemplos son PostScript , PDF y PCL .
JPEG (Joint Photographic Experts Group) es un método de compresión con pérdida ; las imágenes comprimidas en JPEG se almacenan normalmente en el formato de archivo JFIF (JPEG File Interchange Format) o Exif (Exchangeable image file format). La extensión del nombre de archivo JPEG es JPG o JPEG . Casi todas las cámaras digitales pueden guardar imágenes en el formato JPEG, que admite imágenes en escala de grises de ocho bits e imágenes en color de 24 bits (ocho bits cada uno para rojo, verde y azul). JPEG aplica compresión con pérdida a las imágenes, lo que puede dar como resultado una reducción significativa del tamaño del archivo. Las aplicaciones pueden determinar el grado de compresión que se debe aplicar, y la cantidad de compresión afecta la calidad visual del resultado. Cuando no es demasiado grande, la compresión no afecta ni resta valor de forma notable a la calidad de la imagen, pero los archivos JPEG sufren una degradación generacional cuando se editan y guardan repetidamente. (JPEG también proporciona almacenamiento de imágenes sin pérdida, pero la versión sin pérdida no es ampliamente compatible).
El formato GIF ( Graphics Interchange Format ) se limita en uso normal a una paleta de 8 bits, o 256 colores (mientras que la profundidad de color de 24 bits es técnicamente posible). [1] [2] GIF es más adecuado para almacenar gráficos con pocos colores, como diagramas simples, formas, logotipos e imágenes de estilo de dibujos animados, ya que utiliza compresión sin pérdida LZW , que es más efectiva cuando áreas grandes tienen un solo color y menos efectiva para imágenes fotográficas o tramadas . Debido a la simplicidad y antigüedad de GIF, logró un soporte de software casi universal. Debido a sus capacidades de animación, todavía se usa ampliamente para proporcionar efectos de animación de imágenes, a pesar de su baja relación de compresión en comparación con los formatos de video modernos.
El formato de archivo PNG ( Portable Network Graphics ) se creó como una alternativa libre y de código abierto al formato GIF. El formato de archivo PNG admite imágenes con paleta de 8 bits (256 colores) (con transparencia opcional para todos los colores de la paleta) y colores verdaderos de 24 bits (16 millones de colores) o de 48 bits con y sin canal alfa, mientras que GIF solo admite paletas de 8 bits con un solo color transparente.
En comparación con JPEG, PNG es mejor cuando la imagen tiene áreas grandes y de colores uniformes. Incluso en el caso de las fotografías (en las que JPEG suele ser la opción para la distribución final, ya que su compresión con pérdida suele dar como resultado archivos de menor tamaño), PNG sigue siendo adecuado para almacenar imágenes durante el proceso de edición gracias a su compresión sin pérdida.
PNG proporciona un reemplazo libre de patentes para GIF (aunque GIF en sí mismo ahora está libre de patentes) y también puede reemplazar muchos usos comunes de TIFF. Se admiten imágenes de color indexado, escala de grises y color verdadero, además de un canal alfa opcional. El entrelazado Adam7 permite una vista previa temprana, incluso cuando solo se ha transmitido un pequeño porcentaje de los datos de la imagen, lo que resulta útil en aplicaciones de visualización en línea como navegadores web . PNG puede almacenar datos de gamma y cromaticidad, así como perfiles ICC , para una coincidencia precisa de colores en plataformas heterogéneas.
Los formatos animados derivados de PNG son MNG y APNG , que son compatibles con versiones anteriores de PNG y son compatibles con la mayoría de los navegadores.
JPEG 2000 es un estándar de compresión que permite el almacenamiento con y sin pérdida de calidad. Los métodos de compresión utilizados son diferentes a los del estándar JFIF/JPEG; mejoran la calidad y las relaciones de compresión, pero también requieren más potencia computacional para procesarlos. JPEG 2000 también agrega características que faltan en JPEG. No es tan común como JPEG, pero se usa actualmente en la edición y distribución de películas profesionales (algunos cines digitales, por ejemplo, usan JPEG 2000 para fotogramas de películas individuales).
WebP es un formato de imagen abierto lanzado en 2010 que utiliza tanto compresión con pérdida como sin pérdida. Fue diseñado por Google para reducir el tamaño de los archivos de imagen y acelerar la carga de las páginas web: su principal objetivo es reemplazar a JPEG como el formato principal para fotografías en la web. WebP se basa en la codificación intra-frame de VP8 y utiliza un contenedor basado en RIFF .
En 2011, [3] Google agregó un "Formato de archivo extendido" que permite la compatibilidad de WebP con animación , perfil ICC , metadatos XMP y Exif y mosaico.
El soporte para animación permitió convertir GIF animados más antiguos a WebP animados.
El contenedor WebP (es decir, el contenedor RIFF para WebP) permite la compatibilidad con funciones que van más allá del caso de uso básico de WebP (es decir, un archivo que contiene una sola imagen codificada como un fotograma clave VP8). El contenedor WebP proporciona compatibilidad adicional para:
La mayoría de los formatos raster más habituales no pueden almacenar datos HDR (valores de punto flotante de 32 bits por componente de píxel), por lo que algunos formatos relativamente antiguos o complejos siguen predominando aquí y vale la pena mencionarlos por separado. Sin embargo, están apareciendo alternativas más nuevas. RGBE es el formato para imágenes HDR que se originó en Radiance y también es compatible con Adobe Photoshop. JPEG-HDR es un formato de archivo de Dolby Labs similar a la codificación RGBE, estandarizado como JPEG XT Part 2.
JPEG XT Parte 7 incluye soporte para codificar imágenes HDR de punto flotante en el archivo JPEG base de 8 bits utilizando capas de mejora codificadas con cuatro perfiles (AD); el perfil A se basa en el formato RGBE y el perfil B en el formato XDepth de Trellis Management.
El formato de archivo de imagen de alta eficiencia (HEIF) es un formato contenedor de imágenes que fue estandarizado por MPEG sobre la base del formato de archivo multimedia básico ISO . Si bien HEIF se puede utilizar con cualquier formato de compresión de imágenes, el estándar HEIF especifica el almacenamiento de imágenes intracodificadas HEVC y secuencias de imágenes codificadas HEVC aprovechando la predicción entre imágenes.
Formato de archivo de imagen AV1 (AVIF) estandarizado por el consorcio de vídeo Alliance for open media (AOMedia) creador del formato de vídeo Av1 , para aprovechar los algoritmos de compresión modernos y un formato de imagen completamente libre de regalías. Utiliza el formato de imagen con codificación AVIF y recomienda utilizar el contenedor HEIF , ver AV1 en HEIF .
JPEG XL es un formato de archivo de gráficos rasterizados libre de regalías que admite tanto la compresión con pérdida como la compresión sin pérdida. Admite la recompresión reversible de archivos JPEG existentes, así como HDR de alta precisión (valores de punto flotante de hasta 32 bits por componente de píxel). Está diseñado para usarse tanto en casos de entrega como de creación.
El formato TIFF ( Tag Image File Format ) es un formato flexible que normalmente utiliza la extensión de nombre de archivo TIFF o TIF . La estructura de la etiqueta fue diseñada para ser fácilmente extensible, y muchos proveedores han introducido etiquetas patentadas para propósitos especiales, con el resultado de que ningún lector maneja todos los sabores de archivo TIFF. Los TIFF pueden ser con pérdida o sin pérdida, dependiendo de la técnica elegida para almacenar los datos de píxeles. Algunos ofrecen una compresión sin pérdida relativamente buena para imágenes de dos niveles (blanco y negro) . Algunas cámaras digitales pueden guardar imágenes en formato TIFF, utilizando el algoritmo de compresión LZW para almacenamiento sin pérdida. El formato de imagen TIFF no es ampliamente compatible con los navegadores web, pero sigue siendo ampliamente aceptado como un estándar de archivo de fotografía en el negocio de la impresión. TIFF puede manejar espacios de color específicos del dispositivo, como el CMYK definido por un conjunto particular de tintas de imprenta. Los paquetes de software OCR (reconocimiento óptico de caracteres) comúnmente generan algún tipo de imagen TIFF (a menudo monocromática ) para páginas de texto escaneadas.
El formato de archivo BMP (mapa de bits de Windows) es un tipo de archivo independiente del dispositivo basado en tramas, diseñado en los primeros tiempos de los gráficos por ordenador. Maneja archivos gráficos dentro del sistema operativo Microsoft Windows. Normalmente, los archivos BMP no están comprimidos y, por tanto, son grandes y no tienen pérdidas; su ventaja es su estructura sencilla y su amplia aceptación en los programas de Windows.
El formato Netpbm es una familia que incluye el formato de archivo de mapa de bits portátil (PPM), el formato de archivo de mapa de grises portátil (PGM) y el formato de archivo de mapa de bits portátil (PBM). Estos son archivos ASCII puros o archivos binarios sin formato con un encabezado ASCII que proporcionan una funcionalidad muy básica y sirven como mínimo común denominador para convertir archivos de mapa de bits, mapa de grises o mapa de píxeles entre diferentes plataformas. Varias aplicaciones se refieren a ellos colectivamente como PNM (" P ortable a N y Map ").
Estos formatos de imagen contienen varias imágenes, capas y objetos, a partir de los cuales se compondrá la imagen final.
A diferencia de los formatos de imágenes rasterizadas anteriores (donde los datos describen las características de cada píxel individual), los formatos de imágenes vectoriales contienen una descripción geométrica que se puede representar sin problemas en cualquier tamaño de visualización deseado.
En algún momento, todos los gráficos vectoriales deben rasterizarse para poder visualizarse en monitores digitales. Las imágenes vectoriales también pueden visualizarse con tecnología CRT analógica , como la que se utiliza en algunos equipos de prueba electrónicos , monitores médicos , pantallas de radar , espectáculos de láser y los primeros videojuegos . Los trazadores son impresoras que utilizan datos vectoriales en lugar de datos de píxeles para dibujar gráficos.
CGM ( Computer Graphics Metafile ) es un formato de archivo para gráficos vectoriales 2D , gráficos rasterizados y texto , y está definido por la norma ISO / IEC 8632. Todos los elementos gráficos se pueden especificar en un archivo fuente textual que se puede compilar en un archivo binario o en una de dos representaciones de texto. CGM proporciona un medio de intercambio de datos gráficos para la representación informática de información gráfica 2D independientemente de cualquier aplicación, sistema, plataforma o dispositivo en particular. Se ha adoptado hasta cierto punto en las áreas de ilustración técnica y diseño profesional , pero ha sido reemplazado en gran medida por formatos como SVG y DXF .
El formato Gerber (también conocido como Gerber extendido, RS-274X) es un formato de descripción de imágenes de dos niveles en 2D desarrollado por Ucamco. Es el formato estándar de facto para el software de placas de circuito impreso o PCB. [5]
SVG ( Scalable Vector Graphics ) es un estándar abierto creado y desarrollado por el World Wide Web Consortium para abordar la necesidad (y los intentos de varias corporaciones) de un formato vectorial versátil, programable y de uso general para la web y otros entornos. El formato SVG no tiene un esquema de compresión propio, pero debido a la naturaleza textual de XML , un gráfico SVG se puede comprimir utilizando un programa como gzip . Debido a su potencial de programación, SVG es un componente clave en las aplicaciones web : páginas web interactivas que se ven y actúan como aplicaciones.
Se trata de formatos que contienen datos tanto de píxeles como de vectores y, posiblemente, otros datos, como por ejemplo las funciones interactivas de PDF.
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