Tipos de bitmaps

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Um bitmap é uma matriz de bits que especifica a cor de cada pixel em uma matriz retangular de pixels. O número de bits dedicados a um pixel individual determina o número de cores que podem ser atribuídos a esse pixel. Por exemplo, se cada pixel é representado por 4 bits, em seguida, um determinado pixel pode ser atribuído um dos 16 cores diferentes (2^4 = 16). A tabela a seguir mostra alguns exemplos do número de cores que podem ser atribuídos a um pixel representado por um determinado número de bits.

Bits por Pixel Número de cores que podem ser atribuídos a um 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

Arquivos de disco que armazenam os bitmaps geralmente contêm um ou mais blocos de informações que armazenam informações como o número de bits por pixel, o número de pixels em cada linha e o número de linhas na matriz. Esse arquivo também pode conter uma tabela de cores (às vezes chamada de uma paleta de cores). Uma tabela de cores mapeia os números no bitmap para cores específicas. A ilustração a seguir mostra uma imagem ampliada juntamente com sua tabela de cores e bitmap. Cada pixel é representado por um número de 4 bits, portanto, existem 2^4 = 16 cores na tabela de cores. Cada cor na tabela é representada por um número de 24 bits: 8 bits para vermelho, 8 bits para verde e 8 bits para azul. Os números são exibidos em formato hexadecimal (base 16): um = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.

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

Examinar o pixel na linha 3, coluna 5 da imagem. O número correspondente no bitmap é 1. A tabela de cores nos informa que 1 representa a cor vermelha, portanto o pixel é vermelho. Todas as entradas na linha superior do bitmap são 3. A tabela de cores nos informa que 3 representa azul, portanto, todos os pixels na linha superior da imagem são azuis.

Observação

Alguns bitmaps são armazenados no formato de baixo para cima; os números na primeira linha do bitmap correspondem aos pixels na linha inferior da imagem.

Um bitmap que armazena os índices em uma tabela de cores é chamado um bitmap indexado por paleta. Alguns bitmaps não tiveram necessidade de uma tabela de cores. Por exemplo, se um bitmap usa 24 bits por pixel, esse bitmap pode armazenar as cores ao invés de indexar em uma tabela de cores. A ilustração a seguir mostra um bitmap que armazena as cores diretamente (24 bits por pixel) em vez de usar uma tabela de cores. A ilustração também mostra uma exibição ampliada da imagem correspondente. No bitmap, FFFFFF representa branco, FF0000 representa vermelho, 00FF00 representa verde e 0000FF representa azul.

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

Formatos de arquivos gráficos

Há muitos formatos padrão para salvar os bitmaps nos arquivos do disco. GDI+ suporta os formatos de arquivo gráfico descritos nos parágrafos a seguir.

BMP

BMP é um formato padrão usado pelo Windows para armazenar imagens independente de dispositivo e aplicativo. O número de bits por pixel (1, 4, 8, 15, 24, 32 ou 64) para um determinado arquivo BMP é especificado no cabeçalho do arquivo. Arquivos BMP com 24 bits por pixel são comuns. Arquivos BMP geralmente não são compactados e, portanto, não são adequados para a transferência pela Internet.

GIF

GIF é um formato comum para imagens que aparecem nas páginas da Web. GIFs funcionam bem para desenhos de linha, figuras com blocos de cor sólida e imagens com limites nítidas entre as cores. GIFs são compactados, mas nenhuma informação é perdida no processo de compactação; uma imagem descompactada é exatamente a mesma que a original. Uma cor em uma imagem GIF pode ser designada como transparente, para que tenha a cor da tela de fundo de qualquer página da Web que exibe a imagem. Uma sequência de imagens GIF pode ser armazenada em um único arquivo para formar um GIF animado. GIFs armazenam no máximo 8 bits por pixel, portanto, estão limitados a 256 cores.

JPEG

JPEG é um esquema de compactação que funciona bem para cenários naturais, como fotografias digitalizadas. Algumas informações são perdidas no processo de compactação, mas geralmente a perda é imperceptível ao olho humano. JPEGs armazenam 24 bits por pixel, para que sejam capazes de exibir mais de 16 milhões de cores. JPEGs não dão suporte a transparências ou animações.

O nível de compactação de imagens JPEG é configurável, mas níveis mais altos de compactação (arquivos menores) resultam em mais perda de informações. Uma taxa de compactação de 20:1 geralmente produz uma imagem que o olho humano tem dificuldade de distinguir do original. A ilustração a seguir mostra uma imagem BMP e duas imagens JPEG compactadas dessa imagem BMP. O primeiro JPEG tem uma taxa de compactação de 4:1 e o segundo JPEG tem uma taxa de compactação de 8:1.

Filetype samples

Compactação de JPEG não funcionam bem para desenhos de linha, blocos de cor sólida e limites nítidos. A ilustração a seguir mostra um BMP junto com dois JPEGs e GIF. Os JPEGs e GIF foram compactados do BMP. A taxa de compactação é 4:1 para o GIF, 4:1 para o JPEG menor e 8:3 para o JPEG maior. Observe que o GIF mantém os limites nítidos ao longo das linhas, mas os JPEGs tendem a desfocar os limites.

Filetypes

JPEG é um esquema de compactação, não é um formato de arquivo. JPEG File Interchange Format (JFIF) é um formato de arquivo normalmente usado para armazenar e transferir imagens que foram compactadas de acordo com o esquema JPEG. Arquivos JFIF exibidos por navegadores da Web usam a extensão .jpg.

Exchangeable Image File (EXIF)

EXIF é um formato de arquivo usado para fotografias capturadas por câmeras digitais. Um arquivo EXIF contém uma imagem que é compactada de acordo com a especificação de JPEG. Um arquivo EXIF também contém informações sobre a fotografia (tirada, obturador velocidade, tempo de exposição e assim por diante) e informações sobre a câmera (fabricante, modelo e assim por diante).

PNG

O formato PNG mantém muitas das vantagens do formato GIF, mas também fornece recursos além dos do GIF. Como arquivos GIF, PNG são compactados sem perda de informações. Arquivos PNG podem armazenar cores com 8, 24, 48 bits por pixel e escalas de cinza com 1, 2, 4, 8 ou 16 bits por pixel. Por outro lado, arquivos GIF podem usar apenas 1, 2, 4 ou 8 bits por pixel. Um arquivo PNG também pode armazenar um valor alfa para cada pixel, que especifica o grau ao qual a cor desse pixel é combinada com a cor da tela de fundo.

PNG aprimora o GIF em sua capacidade de exibir progressivamente uma imagem (ou seja exibir melhores e melhor aproximações da imagem como ela chega em uma conexão de rede). Arquivos PNG podem conter informações de correção de cor e de gama para que as imagens podem ser processadas com precisão em uma variedade de dispositivos de vídeo.

Formato Tag Image File (TIFF)

TIFF é um formato flexível e extensível que tem suporte em uma ampla variedade de plataformas e aplicativos de processamento de imagem. Arquivos TIFF podem armazenar imagens com um número arbitrário de bits por pixel e podem empregar uma variedade de algoritmos de compactação. Várias imagens podem ser armazenadas em um único arquivo TIFF de várias páginas. Informações relacionadas à imagem (marca de scanner, computador host, tipo de compactação, orientação, amostras por pixel e assim por diante) podem ser armazenadas no arquivo e organizadas com o uso de marcas. O formato TIFF pode ser estendido conforme necessário para a aprovação e a adição de novas marcas.

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