Tipi di bitmap

Articolo
07/13/2023

Una bitmap è una matrice di bit che specificano il colore di ogni pixel in una matrice rettangolare di pixel. Il numero di bit dedicati a un singolo pixel determina il numero di colori che possono essere assegnati a tale pixel. Ad esempio, se ogni pixel è rappresentato da 4 bit, a un determinato pixel può essere assegnato uno dei 16 colori diversi (2^4 = 16). La tabella seguente mostra alcuni esempi del numero di colori che possono essere assegnati a un pixel rappresentato da un determinato numero di bit.

Bit per pixel	Numero di colori che possono essere assegnati a un pixel
1	2^1 = 2
2	2^2 = 4
4	2^4 = 16
8	2^8 = 256
16	2^16 = 65,536
24	2^24 = 16,777,216

I file del disco che archivia le bitmap in genere contengono uno o più blocchi di informazioni che archiviano informazioni, ad esempio il numero di bit per pixel, il numero di pixel in ogni riga e il numero di righe nella matrice. Un file di questo tipo può anche contenere una tabella colori (talvolta detta tavolozza colori). Una tabella colori esegue il mapping dei numeri nella bitmap a colori specifici. La figura seguente mostra un'immagine ingrandita insieme alla relativa bitmap e alla tabella dei colori. Ogni pixel è rappresentato da un numero a 4 bit, quindi nella tabella colori sono presenti 2^4 = 16 colori. Ogni colore della tabella è rappresentato da un numero a 24 bit: 8 bit per rosso, 8 bit per il verde e 8 bit per il blu. I numeri vengono visualizzati in formato esadecimale (base 16): A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.

Screenshot of an enlarged image with its bitmap and color table.

Esaminare il pixel nella riga 3, colonna 5 dell'immagine. Il numero corrispondente nella bitmap è 1. La tabella dei colori indica che 1 rappresenta il colore rosso in modo che il pixel sia rosso. Tutte le voci nella riga superiore della bitmap sono 3. La tabella dei colori indica che 3 rappresenta il blu, quindi tutti i pixel nella riga superiore dell'immagine sono blu.

Nota

Alcune bitmap vengono archiviate in formato inferiore; i numeri nella prima riga della bitmap corrispondono ai pixel nella riga inferiore dell'immagine.

Una bitmap che archivia gli indici in una tabella colori è detta bitmap indicizzata dalla tavolozza. Alcune bitmap non hanno bisogno di una tabella colori. Ad esempio, se una bitmap usa 24 bit per pixel, tale bitmap può archiviare i colori stessi anziché indici in una tabella colori. La figura seguente mostra una bitmap che archivia i colori direttamente (24 bit per pixel) anziché usare una tabella colori. La figura mostra anche una visualizzazione ingrandita dell'immagine corrispondente. Nella bitmap FFFFFF rappresenta il bianco, FF0000 rappresenta il rosso, 00FF00 rappresenta il verde e 0000FF rappresenta il blu.

Screenshot of a bitmap that stores colors directly with an enlarged view of the corresponding image.

Formati di file grafici

Esistono molti formati standard per salvare le bitmap nei file del disco. GDI+ supporta i formati di file grafici descritti nei paragrafi seguenti.

BMP

BMP è un formato standard usato da Windows per archiviare immagini indipendenti dal dispositivo e indipendenti dall'applicazione. Il numero di bit per pixel (1, 4, 8, 15, 24, 32 o 64) per un determinato file BMP viene specificato in un'intestazione di file. I file BMP con 24 bit per pixel sono comuni. I file BMP in genere non sono compressi e, pertanto, non sono adatti per il trasferimento in Internet.

Graphics Interchange Format (GIF)

GIF è un formato comune per le immagini visualizzate nelle pagine Web. Le GIF funzionano bene per disegni a linee, immagini con blocchi di colore a tinta unita e immagini con limiti nitidi tra i colori. Le GIF vengono compresse, ma non vengono perse informazioni nel processo di compressione; un'immagine decompressa è esattamente la stessa dell'originale. Un colore in una GIF può essere designato come trasparente, in modo che l'immagine abbia il colore di sfondo di qualsiasi pagina Web che la visualizza. Una sequenza di immagini GIF può essere archiviata in un singolo file per formare una GIF animata. Le GIF archiviano al massimo 8 bit per pixel, quindi sono limitate a 256 colori.

Joint Photographic Experts Group (JPEG)

JPEG è uno schema di compressione che funziona bene per scene naturali, ad esempio fotografie digitalizzate. Alcune informazioni vengono perse nel processo di compressione, ma spesso la perdita è impercettibile per l'occhio umano. I JPEG archiviano 24 bit per pixel, quindi sono in grado di visualizzare più di 16 milioni di colori. I JPEG non supportano la trasparenza o l'animazione.

Il livello di compressione nelle immagini JPEG è configurabile, ma i livelli di compressione più elevati (file più piccoli) comportano una maggiore perdita di informazioni. Un rapporto di compressione 20:1 produce spesso un'immagine che l'occhio umano trova difficile da distinguere dall'originale. La figura seguente mostra un'immagine BMP e due immagini JPEG compresse da tale immagine BMP. Il primo JPEG ha un rapporto di compressione di 4:1 e il secondo JPEG ha un rapporto di compressione di circa 8:1.

Filetype samples

La compressione JPEG non funziona bene per disegni a linee, blocchi di colore a tinta unita e limiti taglienti. La figura seguente mostra un BMP insieme a due JPEG e a una GIF. I JPEG e la GIF sono stati compressi dal BMP. Il rapporto di compressione è 4:1 per gif, 4:1 per jpeg più piccolo e 8:3 per jpeg più grande. Si noti che la GIF mantiene i limiti taglienti lungo le linee, ma i JPEG tendono a sfocatura dei confini.

Filetypes

JPEG è uno schema di compressione, non un formato di file. JPEG File Interchange Format (JFIF) è un formato di file comunemente usato per l'archiviazione e il trasferimento di immagini compresse in base allo schema JPEG. I file JFIF visualizzati dai Web browser usano l'estensione jpg.

File di immagine scambiabile (EXIF)

EXIF è un formato di file utilizzato per le fotografie acquisite dalle fotocamere digitali. Un file EXIF contiene un'immagine compressa in base alla specifica JPEG. Un file EXIF contiene anche informazioni sulla fotografia (data scattata, velocità dell'otturatore, tempo di esposizione e così via) e informazioni sulla fotocamera (produttore, modello e così via).

Portable Network Graphics (PNG)

Il formato PNG mantiene molti dei vantaggi del formato GIF, ma offre anche funzionalità oltre a quelle di GIF. Come i file GIF, i file PNG vengono compressi senza perdita di informazioni. I file PNG possono archiviare colori con 8, 24 o 48 bit per pixel e gradazioni di grigio con 1, 2, 4, 8 o 16 bit per pixel. Al contrario, i file GIF possono usare solo 1, 2, 4 o 8 bit per pixel. Un file PNG può anche archiviare un valore alfa per ogni pixel, che specifica il grado di fusione del colore del pixel con il colore di sfondo.

PNG migliora la sua capacità di visualizzare progressivamente un'immagine (ovvero, per visualizzare approssimazioni migliori e migliori dell'immagine quando arriva tramite una connessione di rete). I file PNG possono contenere informazioni sulla correzione gamma e sulla correzione dei colori in modo che il rendering delle immagini possa essere eseguito in modo accurato su un'ampia gamma di dispositivi di visualizzazione.

Formato file immagine tag (TIFF)

TIFF è un formato flessibile ed estendibile supportato da un'ampia gamma di piattaforme e applicazioni di elaborazione delle immagini. I file TIFF possono archiviare immagini con un numero arbitrario di bit per pixel e possono usare un'ampia gamma di algoritmi di compressione. Diverse immagini possono essere archiviate in un singolo file TIFF a più pagine. Le informazioni correlate all'immagine (immagine dello scanner, computer host, tipo di compressione, orientamento, campioni per pixel e così via) possono essere archiviate nel file e disposte tramite l'uso dei tag. Il formato TIFF può essere esteso in base alle esigenze dall'approvazione e dall'aggiunta di nuovi tag.