Estoy trabajando con la biblioteca de Indigo para un proyecto de química basado en la web. Larga historia corta, que escribió una bonita interfaz de Python para que, que estoy usando a través de CGI. Hay varios formatos de salida, incluyendo SVG y PNG. Im no un favorable de Python, así que Im que consigue un poco stumped en la idea de los autores de un amortiguador. Los siguientes trabajos: Es decir, el código anterior escupe formato SVG XML correctamente formateado sin ningún carácter no deseado. Firefox reconoció el tipo de contenido y lo hizo muy bien. Sin embargo, estoy teniendo un tiempo difícil entender lo que se supone que debo hacer para PNG: Cambiar el código a: y me sale esto (que no es lo que yo estaba esperando para un PNG): Si intento el método toString (), lo hago Una bonita mancha de binario (no pasé ningún esfuerzo intentando interpretarlo), pero su todavía aparentemente roto. Tengo la sensación de que esto debe ser decodificado antes de ser objeto de dumping para el cliente (que solía hacer con PHP) - que es probablemente bastante simple, pero no pude encontrar mucha ayuda de la documentación (o tal vez encontré lo que estaba buscando Para y estaba más allá de mi comprensión). Im apenas no seguro qué está pasando, y apreciaría un cierto consejo. Pedí disculpas, pero estoy un poco confundido. Mi objetivo no es guardar el archivo, sino volcarlo al navegador con el tipo de contenido correcto. It39s todo el parte de una aplicación muy grande de la tela I39m que trabaja encendido. No tengo experiencia con Python más allá de la automatización básica. La salida está siendo generada por un DLL que fue originalmente programado en C. La API de Python que los autores hicieron es simplemente un contenedor para esto. La documentación es un poco débil en esta área, pero parece que la información que tengo es suficiente para descifrar lo que está pasando si sabía más sobre Python. Ndash Jacob Schaer Apr 17 12 at 6:49 Si entiendo correctamente, python sólo se utiliza en parte de su flujo global. ¿Sabes cómo mostrar un PNG utilizando cualquiera de las otras herramientas a su disposición ndash User850498 Apr 17 12 at 6:53 Envoltura de esta parte en PHP era una consideración, pero no podía llegar a una buena manera de hacerlo y lo No era necesario. El script en sí es independiente y debe ser llamado por el navegador del cliente al solicitar la imagen. Originalmente pensé en hacer lo que estabas sugiriendo con la matriz, pero no funciona. Intenté su primera opción, y mientras que genera quotsomeFileName. pngquot, el archivo contiene simplemente el carácter 39P39. Esto es donde me estaba poniendo bastante confundido, porque Python isn39t manejarlo como un array I39m utilizado para. Ndash Jacob Schaer abr 17 12 at 7:43 (disculpas por poner esto en los comentarios, así como aquí). Resolver el problema - Windows seguro hizo esto un dolor, pero por ahora tendrá que hacer. Lamentablemente el código tendrá que cambiar cuando empiece a finalizarlo para mi Linux VPS, pero heres lo que hice. La salida es una matriz de caracteres, y tostring () funciona como se esperaba, simplemente descartando el contenido en bruto. Todo lo que necesito hacer es forzar la salida a escribir como binario para prevenir la corrupción. Escribir en un archivo en binario es trivial, pero escribir en stdout es binario específico de la plataforma. Ver: link Gracias por la ayuda. He encontrado la guía aquí: Capítulo 8. PNG Basics El bloque fundamental de las imágenes PNG es el pedazo. Con la excepción de los primeros 8 bytes en el archivo (y bien regresar a los que en breve), una imagen PNG consiste en nada más que trozos. 8.1. Chunks Los trozos fueron diseñados para ser fácilmente probados y manipulados por programas informáticos, fácilmente detectados por los ojos humanos, y razonablemente autónomos. Cada trozo tiene la misma estructura: una longitud de 4 bytes (en formato big-endian, como con todos los valores enteros en los flujos PNG), un tipo de fragmento de 4 bytes, entre 0 y 2,147,483,647 bytes de datos de bloque, y un byte de 4 bytes Valor de comprobación de redundancia cíclica (CRC). Esto se diagrama en la Figura 8-1. Figura 8-1: Estructura de trozos PNG. El campo de datos es sencillo, es decir, donde los bits interesantes (si los hay) ir a contenido específico se discutirá más adelante, a medida que cada trozo se describe. El campo length se refiere a la longitud del campo de datos solo, no al tipo de fragmento o CRC. El CRC, por otra parte, cubre tanto el campo de tipo chunk y los datos de chunk y está siempre presente, incluso cuando no hay datos de trozos. Observe que la combinación de campos de longitud y valores CRC ya es suficiente para comprobar la integridad básica de un archivo PNG. La única información que falta - sin incluir el contenido de los primeros 8 bytes en el archivo - es el algoritmo exacto (o polinomio) Utilizado para el CRC. Esto resulta ser idéntico al CRC utilizado por gzip y muchos programas de archivo populares que se describen en detalle en la Sección 3.4 de la Especificación PNG, Versión 1.1. Disponible en libpng. org/pub/png/pngdocs. html. El tipo de trozo es posiblemente la característica más inusual. Se especifica como una secuencia de valores binarios, que coinciden con las mayúsculas y minúsculas letras ASCII utilizadas en prácticamente todas las computadoras en el mundo occidental no perteneciente al mainframe. Dado que es mucho más conveniente (y legible) hablar en términos de caracteres de texto que de secuencias numéricas, el resto de este libro adoptará la convención de referirse a trozos por sus nombres ASCII. Los programadores de las computadoras basadas en EBCDIC deben tomar nota de esto y recordar utilizar sólo los valores numéricos correspondientes a los caracteres ASCII. Los tipos de fragmentos (o nombres) suelen ser mnemotécnicos, como en el caso de la IHDR o del fragmento de encabezado de la imagen. Además, cada carácter en el nombre codifica un solo bit de información que aparece en la capitalización del carácter.56 Así, IHDR e iHDR son dos tipos de trozos completamente diferentes, y un decodificador que encuentra un fragmento no reconocido puede, sin embargo, deducir útil Cosas sobre él. De izquierda a derecha, los cuatro bits adicionales se interpretan de la siguiente manera: 56 El conjunto de caracteres ASCII fue diseñado convenientemente para que el caso de una letra siempre se determina por el bit 5. Para decirlo de otra manera, añadir 32 a un código de carácter en mayúsculas da Usted el código para su versión en minúsculas. El primer bit de caso de caracteres indica si el fragmento es crítico (mayúscula) o secundario un decodificador que no reconoce el tipo de bloque puede ignorarlo si es auxiliar, pero debe advertir al usuario que no puede mostrar correctamente la imagen si encuentra un desconocido Trozo crítico. El fragmento tEXt, cubierto en el Capítulo 11, Opciones y Extensiones de PNG. Es un ejemplo de un fragmento auxiliar. El segundo carácter indica si el trozo es público (mayúscula) o privado. Los trozos públicos son los definidos en la especificación o registrados como tipos oficiales de uso especial. Pero una empresa puede codificar su propia información específica de la aplicación en un archivo PNG, y los fragmentos privados son una forma de hacerlo. El bit de caso del tercer carácter está reservado para su uso en futuras versiones de la especificación PNG. Debe ser mayúscula para los archivos PNG 1.0 y 1.1, pero un decodificador que encuentre un fragmento desconocido con un tercer carácter en minúscula debería tratarlo como con cualquier otro fragmento desconocido. El bit de caso de último carácter está destinado a editores de imágenes en lugar de simples espectadores u otros decodificadores. Indica si un programa de edición que encuentra un chunk57 auxiliar desconocido puede copiarlo de forma segura en el nuevo archivo (en minúsculas) o no (en mayúsculas). Si un fragmento desconocido se marca como inseguro para copiar, entonces depende de los datos de la imagen de alguna manera. Debe omitirse en la nueva imagen si se han modificado de alguna manera trozos críticos, incluyendo la adición de nuevos o la reordenación o supresión de los ya existentes. Tenga en cuenta que si el programa reconoce el fragmento, puede optar por modificarlo apropiadamente y luego copiarlo al nuevo archivo. También tenga en cuenta que los fragmentos inseguros para copiar pueden copiarse en el nuevo archivo si sólo se han modificado trozos auxiliares - incluyendo supresión, supresión y reordenación - lo que implica que los fragmentos auxiliares no pueden depender de otros fragmentos auxiliares. Como cualquier decodificador que encuentra un fragmento crítico desconocido no tiene idea de cómo el fragmento modifica la imagen, sólo que lo hace de manera crítica, un editor no puede copiar o omitir el fragmento en la nueva imagen. 8.2. Firma PNG Así, los nombres de fragmentos codifican información adicional que es de utilidad principalmente si el fragmento no se reconoce. El resto de este libro se ocupará de trozos conocidos, pero antes de que nos volvamos a ellos, hay un componente más de los archivos PNG que tiene que ver con lo desconocido: la firma del archivo PNG. Como se mencionó anteriormente, los primeros 8 bytes del archivo no son, estrictamente hablando, un chunk.58 Sin embargo, son un componente crítico de un archivo PNG, ya que permiten identificarlo como tal, independientemente del nombre de archivo. Pero los bytes de firma PNG son más que un simple código identificador: fueron diseñados inteligentemente para permitir que se detecten los tipos más comunes de corrupción de transferencia de archivos. Los protocolos web de estos días normalmente garantizan la transferencia correcta de archivos binarios, como las imágenes PNG, pero los programas de transferencia más antiguos, como el venerable FTP de línea de comandos (File Transfer Protocol), suelen ser transferencias en modo texto o ASCII. El usuario desprevenido que transfiere una imagen PNG u otro archivo binario como texto prácticamente garantiza su destrucción. Lo mismo ocurre con el usuario que extrae un archivo PNG de un archivo comprimido en modo texto o que lo envía por correo electrónico sin alguna forma de armadura ASCII (como la codificación MIME Base64 o Unix uuencoding). Sin embargo, como su longitud se conoce (8 bytes), se conoce su posición y propósito (comienzo de la firma del archivo), y su CRC está implícito (los 8 bytes son constantes, por lo que efectivamente Son sus propias CRC). La firma de archivo PNG de 8 bytes puede detectar este tipo de problema porque simula un archivo de texto en algunos aspectos. Los 8 bytes se dan en la Tabla 8-1. Tabla 8-1. El primer byte se utiliza para detectar la transmisión a través de un canal de 7 bits; por ejemplo, los programas de transferencia de correo electrónico a menudo quitan el octavo bit, cambiando así la firma PNG . Los bytes 2, 3 y 4 simplemente deletrean PNG (en ASCII, es decir). Los bytes 5 y 6 son caracteres de fin de línea para Macintosh y Unix, respectivamente, y la combinación de ambos es el final de línea estándar para DOS, Windows y OS / 2. El byte 7 (CTRL-Z) es el carácter de fin de archivo para los archivos de texto DOS, que permite TIPAR el archivo PNG bajo sistemas operativos tipo DOS y ver sólo el acrónimo PNG precedido por un carácter extraño, en lugar de página después Página de gobbledygook. El byte 8 es otro carácter Unix de fin de línea. La transferencia en modo texto de un archivo PNG desde un sistema tipo DOS a Unix eliminará el retorno de carro (byte 5), la transferencia inversa reemplazará al byte 8 con un par CR / LF. La transferencia hacia o desde un Macintosh eliminará los alimentadores de línea o reemplazará el retorno de carro con un avance de línea, respectivamente. De cualquier manera, la firma se altera, y con toda probabilidad el resto del archivo está irreversiblemente dañado. Tenga en cuenta que el 9º, 10º y 11º bytes están garantizados para ser 0 (es decir, el carácter ASCII NUL) por el hecho de que el primer trozo se requiere para ser IHDR, cuyos primeros 4 bytes son su longitud - un valor que es Actualmente 13 y, según la especificación, nunca cambiará. El hecho de que los 0 bytes en la longitud vienen primero es otro beneficio del formato entero big-endian, que almacena los bytes de orden alto en primer lugar. Dado que los bytes NUL también son a menudo eliminados por los protocolos de transferencia de texto, la detección de archivos dañados PNG es aún más robusto de lo que la sola firma sugeriría. 8.3. Una palabra sobre la representación del color Antes de comenzar a juntar trozos, sin embargo, es útil un breve interludio sobre la representación y la terminología del color. El color se refiere fundamentalmente a una propiedad de la luz, es decir, su longitud de onda. Cada color en el arco iris, de rojo a púrpura, es una cepa relativamente pura de longitudes de onda de luz, y ninguno de estos colores puede ser generado por la suma de cualquiera de los otros.59 Además, a pesar de lo que nuestros ojos nos quieren pensar, El espectro no termina en púrpura profundo más allá de los dominios ultravioleta, de rayos X y de rayos gamma. Tampoco termina en el rojo opaco - el humo del agua brilla en el infrarrojo, si sólo pudiéramos verlo, y aún más abajo el espectro son ondas de radio.60 Cada una de estas regiones de longitud de onda, desde la radio hasta la gama, es un color. Matemáticamente, esto se conoce como ortogonalidad y es la base para la descomposición de Fourier, entre otras cosas. Probablemente no es coincidencia que el rango de luz visible para nuestros orbes llenos de agua sea justamente el rango preciso de longitudes de onda que no es absorbido fuertemente por el agua. Así que cuando alguien se refiere a una imagen RGB - es decir, que contiene sólo los valores de rojo, verde y azul - como truecolor, lo torcido de la lógica se encuentra detrás de tal afirmación La respuesta no radica en la física sino en la fisiología. Los ojos humanos contienen sólo tres clases de sensores de color, que desencadenan sensaciones de color en el cerebro de formas que aún no se entienden completamente. Uno podría adivinar que estos sensores (los conos) están sintonizados a la luz roja, verde y azul, pero que resulta que no es el caso, al menos no directamente. En su lugar, las señales de los tres tipos de conos se suman y restan de varias maneras, aparentemente en más de una etapa. Los detalles no son especialmente importantes lo que importa es que el resultado final es un conjunto de sólo tres señales que entran en el cerebro, que corresponde a la luminosidad (o brillo), un nivel de intensidad rojo contra verde y un nivel amarillo contra azul . Además, los conos no son sensores de banda estrecha, sino que cada uno responde a una amplia gama de longitudes de onda. El resultado es que el sistema visual humano es relativamente pobre en el análisis de los colores, por lo que la alimentación de diferentes combinaciones de luz roja, verde y azul es suficiente para engañar a pensar que está viendo un espectro completo. Tenga en cuenta, sin embargo, que si bien el amarillo verdadero y una combinación de rojo y verde pueden parecer idénticos a nosotros, a los espectrómetros (o ojos no humanos) son muy diferentes. De hecho, incluso las impresoras ver el color de manera diferente. Ya que emplean pigmentos, que absorben la luz en lugar de emitirla, el espacio de color RGB que funciona tan bien para los monitores de computadora es inapropiado. En cambio, utilice un espacio de doble color basado en cian, magenta y amarillo, o CMYK para abreviar.61 Y en el procesamiento de video, la televisión y el formato de imagen JPEG, otro conjunto de espacios de color es popular: YUV, YIQ y YC B C r. Todos los cuales representan la luz como un valor de intensidad (Y) y un par de vectores de color ortogonales (U y V, o I y Q, o Cb y C r). Todos estos espacios de color están más allá del alcance de este libro, pero tenga en cuenta que cada uno de ellos tiene su base en la fisiología humana. De hecho, si YUV y sus hermanos suenan bastante al conjunto de tres señales que entran en el cerebro que acabo de discutir, tenga la seguridad de que no es coincidencia. Ningún espacio de color en uso común hoy en día representa verdaderamente el continuo completo del color físico. 61 El K es para el negro. Puesto que el negro es el color preferido para una clase enorme de material impreso, incluyendo texto, es más eficiente y considerablemente más barato usar un solo pigmento para él que siempre estar mezclando los otros tres. Algunos sistemas de impresión utilizan realmente cinco, seis o incluso siete pigmentos distintos. Por último, tenga en cuenta que los archivos de imagen pueden representar la apariencia de una escena no sólo como un elemento autónomo, sino también en referencia a un fondo oa otras imágenes o texto. En particular, la información de transparencia suele ser deseable. El enfoque más sencillo para la transparencia en gráficos de computadora es marcar un color particular como transparente, pero las aplicaciones más complejas generalmente requerirán un canal de información completamente separado. Esto se conoce como un canal alfa (oa veces una máscara alfa) y permite el uso de transparencia parcial, tal como se usa a menudo en las superposiciones de televisión. En el texto que sigue, me referiré a una imagen RGB con un canal alfa como una imagen RGBA. PNG se adhiere a la convención habitual de que alfa representa opacidad, es decir, un valor alfa de 0 es totalmente transparente y el valor máximo para la profundidad del píxel es completamente opaco. PNG también utiliza sólo alpha no asociado, en el que los valores reales de gris o de color se almacenan sin cambios y sólo se ven afectados por el canal alfa en el momento de visualización. La alternativa es alfa asociada o premultiplicada, en la que los valores de píxeles se precomponen efectivamente contra un fondo negro, aunque esto permite una composición de software ligeramente más rápida, equivale a una transformación con pérdida de los datos de imagen y por lo tanto se rechazó en el diseño de PNG. 8.4. El PNG más simple Hemos visto los detalles finos de un archivo PNG - la estructura subatómica, si se quiere - pasemos ahora a algunos de los átomos básicos (trozos) que nos permitirán crear una molécula completa, o Archivo de gráficos de red portátil válido. El archivo PNG más simple posible, diagrama de la figura 8-2. Se compone de la firma PNG y sólo tres tipos de trozos: el trozo del encabezado de la imagen, el IHDR el fragmento de datos de la imagen, el IDAT y el trozo de fin de la imagen, IEND. IHDR debe ser el primer fragmento en una imagen PNG, e incluye todos los detalles sobre el tipo de la imagen: su altura y ancho, profundidad de píxeles, métodos de compresión y filtrado, método de entrelazado, si tiene un canal alfa (transparencia) , Y si es una imagen truecolor, en escala de grises o con colores (paleta). No todas las combinaciones de tipos de imágenes son válidas, sin embargo, y gran parte del resto de este capítulo se dedicará a una discusión de lo que se permite. Figura 8-2: Diseño del PNG más simple. IDAT contiene todas las imágenes comprimidas de datos de píxeles. Aunque los IDAT únicos son perfectamente válidos siempre y cuando no contengan más de 2 gigabytes de datos comprimidos, en la mayoría de las imágenes los datos comprimidos se dividen en varios trozos IDAT para una mayor robustez. Puesto que el CRC de los trozos está al final, una aplicación de streaming que encuentra un IDAT grande puede obligar al usuario a esperar hasta que el fragmento completo llegue antes de mostrar cualquier cosa, o puede comenzar a mostrar la imagen sin saber si es válida. En este último caso, si el IDAT resulta dañado, el usuario verá basura en la pantalla. (Puesto que las dimensiones de la imagen ya se habían leído en un fragmento anteriormente controlado por CRC, en teoría la basura se restringirá a la región que pertenece a la imagen). Afortunadamente, los trozos IDAT pequeños son con mucho los más comunes, particularmente en tamaños de 8 o 32 kilobytes. IEND es la parte más simple de todo lo que no contiene datos, sólo indica que no hay más trozos en la imagen. IEND es principalmente útil cuando la imagen PNG se está transfiriendo a través de la red como un flujo, especialmente cuando es parte de un flujo MNG más grande (Capítulo 12, Gráficos de Red de Imágenes Múltiples). Y sirve como una comprobación más de que el archivo PNG es completo e internamente autoconsistente. Estos tres tipos de trozos son suficientes para crear archivos PNG truecolor y en escala de grises, con o sin un canal alfa, pero las imágenes basadas en paleta requieren una más: PLTE, el trozo de paleta. PLTE contiene simplemente una secuencia de valores de rojo, verde y azul, donde un valor de 0 es negro y 255 es de intensidad total de 1 a 256 trillizos RGB permitidos, dependiendo de la profundidad de píxeles de la imagen. (Es decir, para una imagen de 4 bits, no se admiten más de 16 entradas de paleta). El trozo PLTE debe aparecer antes del primer fragmento IDAT, la estructura de un PNG con correlación de colores se muestra en la Figura 8-3. Figura 8-3: Diseño del segundo PNG más simple. 8.5. Tipos de imagen PNG Anoté anteriormente que no todas las combinaciones posibles de tipos de imagen PNG y características están permitidas por la especificación. Echemos un vistazo más de cerca a los tipos básicos y sus características. 8.5.1. Las imágenes basadas en paleta basadas en paleta, también conocidas como imágenes en color o en color de índice, utilizan el trozo PLTE y se soportan en cuatro píxeles: 1, 2, 4 y 8 bits, lo que corresponde a un máximo de 2, 4, 16 , O 256 entradas de paleta. Sin embargo, a diferencia de las imágenes GIF, puede haber menos del número máximo de entradas. Por otro lado, GIF soporta las profundidades de píxeles de 3, 5, 6 y 7 bits de 6 bits (64 colores), las imágenes, en particular, son comunes en la World Wide Web. TIFF también admite imágenes de paleta, pero TIFF de línea de base sólo permite las profundidades de píxeles de 4 y 8 bits. Tal vez una comparación más útil es con el superconjunto de línea de base TIFF que es apoyado por Sam librería libre de Lefflers, que se ha convertido en el estándar no oficial de industrys de software para la decodificación TIFF. Libtiff soporta profundidades de bit de paleta de 1, 2, 4, 8 y 16 bits. A diferencia de PNG y GIF, sin embargo, la paleta TIFF siempre utiliza números enteros de 16 bits para cada valor rojo, verde y azul, y como con GIF, todas las entradas de profundidad de 2 bits deben estar presentes en el archivo. Tampoco hay ninguna disposición para la compresión de los datos de la paleta, por lo que una paleta TIFF de 16 bits requeriría 384 KB por sí sola. 8.5.2. Paleta basada en la transparencia La especificación PNG prohíbe el uso de un canal alfa completo con imágenes basadas en paleta, pero permite alfa barato a través del trozo de transparencia, tRNS. Como su nombre implica - la primera letra es en minúsculas - tRNS es un fragmento auxiliar, lo que significa que la imagen sigue siendo visible incluso si el decodificador de alguna manera no logra reconocer el fragmento.62 La estructura de tRNS depende del tipo de imagen, pero para Basadas en paletas, es exactamente análoga a la del trozo PLTE. Puede contener tantas entradas de transparencia como entradas de paleta (más que eso no tendría sentido) o tan pocos como uno, y debe venir después de PLTE y antes del primer IDAT. En efecto, transforma la paleta de una tabla de búsqueda RGB en una tabla RGBA, lo que implica un factor de ahorro de cuatro en el tamaño de archivo sobre una imagen RGBA de 32 bits completa. La imagen de carátula utilizada como base para la figura C-1 en la inserción de color es una imagen de paleta RGBA, es sólo 3.85 veces menor que la original de 32 bits debido a la difuminación (lo que perjudica la compresión). 62 Una vez más, la distinción entre trozos críticos y auxiliares es en gran medida irrelevante para los trozos definidos en la especificación, ya que presumiblemente son conocidos por todos los decodificadores. Pero incluso los nombres de trozos estándar se eligieron de acuerdo con las reglas, como si pudieran ser encontrados por un decodificador PNG especialmente simple-minded. De hecho, esto se hizo con el fin de probar las reglas de nomenclatura de trozos: un decodificador que dependía sólo de ellos se comportan con sensatez La respuesta fue sí. En comparación, GIF admite sólo transparencia binaria, en la que un único color de la paleta está marcado como completamente transparente, mientras que todos los demás son completamente opacos. GIF tiene una pequeña ventaja en que la entrada transparente puede vivir en cualquier lugar de la paleta, mientras que una sola entrada de transparencia PNG debe ser la primera - todas las entradas tRNS antes de que el transparente debe existir y debe tener el valor 255 (completamente opaco), que sería Ser redundante y por lo tanto una pérdida de espacio. Pero el código necesario para reorganizar la paleta de modo que todas las entradas no opacos vienen antes de cualquier opaco es fácil de escribir, y los beneficios de PNGs esquema de transparencia más flexible superan este pequeño inconveniente. El formato TIFF soporta al menos tres tipos de información de transparencia, dos involucrando un canal alfa entrelazado (muestras extra) y el tercero una subimagen (o subarchivo) completamente separado que se utiliza como una máscara de transparencia de dos niveles. Basilea TIFF no requiere soporte para ninguno de ellos, pero libtiff soporta los dos sabores entrelazados directamente, y probablemente podría ser manejado en algún nivel de apoyo para el subfile enfoque, aunque la máscara de transparencia es, por lo general, a una mayor resolución que la imagen principal si La imagen principal es escala de grises o color, de acuerdo con la especificación TIFF 6.0. Por otra parte, con la posible excepción de las etiquetas TIFF diseñadas por el usuario, no hay ningún soporte en absoluto para alfa barata, es decir, marcando una o más entradas de paleta como parcialmente o completamente transparentes. 8.5.3. Las imágenes en escala de grises en escala de grises en escala de grises admiten la más amplia gama de píxeles de cualquier tipo de imagen. Se soportan profundidades de 1, 2, 4, 8 y 16 bits, que abarcan todo, desde simples escaneos en blanco y negro hasta imágenes astronómicas médicas y crudas en profundidad.63 63 Los datos de imágenes astronómicas calibradas suelen almacenarse como archivos de 32 bits o Los valores de punto flotante de 64 bits y algunos datos sin procesar se representan como enteros de 32 bits. Ninguno de los formatos es directamente compatible con PNG, aunque en principio se podría diseñar un fragmento auxiliar para mantener la información de conversión adecuada. La conversión de datos con más de 16 bits de rango dinámico sería una transformación con pérdidas, sin embargo - por lo menos, salvo el abuso de las capacidades PNGs canal alfa o RGB. No hay comparación directa con imágenes GIF, aunque es ciertamente posible almacenar datos en escala de grises en una imagen de paleta para GIF y PNG. El único lugar que una paleta gris se distingue comúnmente de un color regular uno, sin embargo, está en mapas de la textura de VRML97. Las imágenes TIFF de línea de base, por otro lado, soportan niveles binarios de 1 bit y profundidad de escala de grises de 4 y 8 bits. Nonbaseline TIFF permite profundidades de bits arbitrarias, pero libtiff acepta sólo imágenes de 1, 2, 4, 8 y 16 bits. TIFF también admite una escala de grises invertida, donde 0 representa blanco y el valor máximo de píxel representa negro. La forma más común de JPEG (la que utiliza la compresión con pérdidas, en la que se desecha alguna información de la imagen) también admite imágenes en escala de grises a profundidades de 8 y 12 bits. Además, hay dos variantes que utilizan compresión verdaderamente sin pérdidas y soportan cualquier profundidad de 2 a 16 bits: la versión tradicional, conocida simplemente como JPEG sin pérdidas, y un sabor de segunda generación próximo llamado JPEG-LS.64 Pero la primera es extremadamente Rara, y es apoyada por casi nadie, a pesar de haber sido estandarizada años atrás, y la segunda es también actualmente sin apoyo (aunque eso es de esperar para un nuevo formato). JPEG Lossy está muy bien soportado, gracias en gran parte a los independientes JPEG Groups libjpeg libre (que, al igual que libtiff, se ha convertido en el estándar de facto para la codificación y decodificación JPEG) - pero, por supuesto, su pérdida. Tenga en cuenta que libjpeg se puede compilar para admitir imágenes JPEG de 8 bits o de 12 bits, pero no ambas al mismo tiempo. Por lo tanto, desde un punto de vista práctico, sólo 8 bits, con pérdida de escala de grises es compatible. 64 Tenga en cuenta que incluso con los ajustes de calidad más alta, la forma común de JPEG nunca es sin pérdidas, independientemente de si el ajuste alega 100 o algo similar. 8.5.4. Escala de grises con transparencia El PNG admite dos tipos de transparencia con imágenes en escala de grises y RGB. El primero es una transparencia barata de estilo paleta, en la que un solo color o valor de gris se marca como totalmente transparente. Anoté anteriormente que la estructura de tRNS depende del tipo de imagen para las imágenes en escala de grises de cualquier profundidad de píxel, el fragmento contiene un valor de gris de 2 bytes, sin escala - es decir, el valor máximo permitido sigue siendo 2 bits de profundidad -1, incluso Aunque se almacena como un entero de 16 bits. Este enfoque es muy similar a la transparencia de estilo GIF en las imágenes de paleta y supone sólo 14 bytes de sobrecarga en el tamaño del archivo. No hay ningún tipo de imagen TIFF correspondiente, y JPEG estándar no admite transparencia. 8.5.5. Escala de grises con canal alfa El segundo tipo de transparencia soportado por imágenes en escala de grises es un canal alfa. Este es un enfoque más costoso en términos de tamaño de archivo - en escala de grises, dobla el número de bytes de imagen - pero permite al usuario mucha mayor libertad al establecer píxeles individuales a niveles particulares de transparencia parcial. Sólo las imágenes de escala de grises de 8 bits y 16 bits pueden tener un canal alfa, que debe coincidir con la profundidad de bits del canal gris. La especificación TIFF completa soporta dos tipos de muestras adicionales intercaladas para la transparencia: alfa asociado y no asociado (aunque no al mismo tiempo). A diferencia de PNG, TIFFs alfa canal puede ser de una profundidad de bits diferente de la imagen principal de datos - de hecho, cada canal en una imagen TIFF puede tener una profundidad arbitraria. TIFF también ofrece la posibilidad explícita de tratar un subarchivo, o una imagen secundaria dentro del archivo, como una máscara de transparencia, aunque tales máscaras tienen sólo 1 bit de profundidad y, por lo tanto, sólo admiten píxeles completamente opacos o completamente transparentes. TIFF de línea de base no requiere apoyo para nada de esto, sin embargo. Las versiones actuales de libtiff pueden leer un canal alfa intercalado como muestras extra genéricas, pero corresponde a la aplicación interpretar las muestras correctamente. La biblioteca no admite imágenes con canales de diferentes profundidades, y aunque podría ser manipulada para leer un subfile secundario de escala de grises (que la aplicación podría interpretar como un canal alfa completo), que sería una extensión definida por el usuario, es decir. Específicos de la aplicación y no soportados por ningún otro software. Como acabo de notar, JPEG estándar (con lo que me refiero al formato común de intercambio de archivos JPEG, o archivos JFIF) no tiene ninguna disposición para la transparencia. El estándar JPEG sí permite canales adicionales, uno de los cuales podría ser tratado como un canal alfa, pero esto sería bastante inútil. No sólo requeriría que se usara un formato de archivo no estándar, no soportado para el almacenamiento, también tendría que ser artefactos visuales, ya que el JPEG con pérdida no es muy adecuado para los tipos de máscaras alfa que normalmente se encuentra (a menos que el ajuste de calidad de las máscaras Se incrementaron considerablemente, a un costo en tamaño de archivo). Sin embargo, consulte el Capítulo 12, Gráficos de red de imágenes múltiples para obtener detalles sobre un subformato MNG llamado JNG que combina una imagen JPEG con pérdida en formato JFIF con un canal alfa sin pérdida de estilo PNG. 8.5.6. RGB RGB (truecolor) Los PNG, como la escala de grises con alfa, se soportan en sólo dos profundidades: 8 y 16 bits por muestra, correspondientes a 24 y 48 bits por píxel. Este es el tipo de imagen más utilizado por las aplicaciones de edición de imágenes como Adobe Photoshop. Tenga en cuenta que los píxeles se almacenan en orden RGB. (BGR es el otro formato popular, especialmente en los sistemas basados en Windows). Las imágenes Truecolor PNG también pueden incluir un fragmento de paleta (PLTE), aunque el fragmento de paleta sugerida especializada (sPLT) descrito en el Capítulo 11, Opciones y extensiones PNG suele ser más apropiado. Pero si está presente, la paleta codifica un conjunto sugerido de colores a los cuales se puede cuantificar la imagen si el decodificador no puede mostrar en truecolor, se supone que la sugerencia es buena, por lo que se anima a los decodificadores a usarla si pueden. Por supuesto, los visores de múltiples imágenes, como los navegadores web a menudo recurren a una paleta fija para la simplicidad y la velocidad de renderizado. TIFF de línea de base requiere soporte sólo para RGB de 24 bits, pero libtiff admite 1, 2, 4, 8 y 16 bits por muestra. El formato JPEG normal sólo almacena RGB de 24 bits, aunque RGB de 36 bits es posible con la extensión de 12 bits que se admite raramente. El sabor sin pérdidas de JPEG, también raramente soportado, puede, en teoría, almacenar cualquier profundidad de muestra de 2 a 16 bits, por lo tanto 6 a 48 bits por píxel RGB. 65 Técnicamente, los JPEG en color casi siempre se codifican internamente en el espacio de color YC b C r y se convierten a o desde RGB mediante el decodificador o el software del codificador. 8.5.7. RGB con transparencia Como se mencionó anteriormente, PNG soporta transparencia barata en imágenes RGB a través del fragmento tRNS. The format is similar to that for grayscale images, except now the chunk contains three unscaled, 16-bit values (red, green, and blue), and the corresponding RGB pixel is treated as fully transparent. This option adds only 18 bytes to the image, and there are no corresponding TIFF or JPEG image types. 8.5.8. RGB with Alpha Channel Finally, we have truecolor images with an alpha channel, also known as the RGBA image type. As with RGB and grayalpha, PNG supports 8 and 16 bits per sample for RGBA or 32 and 64 bits per pixel, respectively. Pixels are always stored in RGBA order, and the alpha channel is not premultiplied. The use of PLTE for a suggested quantization palette is allowed here as well, but note that since the tRNS chunk is prohibited in RGBA images, the suggested palette can only encode a recommended quantization for the RGB data or for the RGBA data composited against the images background color (see the discussion of bKGD in Chapter 11, PNG Options and Extensions ), not for the raw RGBA data. Disallowing tRNS is arguably an unnecessary restriction in the PNG specification while a suggested RGBA palette would not necessarily be useful when compositing the image against a varied background (the different background pixel values would likely mix with the foreground pixels to form more than 256 colors), it would be helpful for cases where the background is a solid color. In fact, this restriction was recognized and addressed by an extension to the specification approved late in 1996: the suggested-palette chunk, sPLT, which is discussed in Chapter 11, PNG Options and Extensions . Although baseline TIFF does not require support for an alpha channel, libtiff supports RGBA images with 1, 2, 4, 8, or 16 bits per sample both associated and unassociated alpha channels are supported. JPEG has no direct support for alpha transparency, but MNG offers a way around that (see Chapter 12, Multiple-Image Network Graphics ). 8.6. Interlacing and Progressive Display Well wrap up our look at the basic elements of Portable Network Graphics images with a quick consideration of progressive rendering and interlacing. Most computer users these days are familiar with the World Wide Web and the method by which modern browsers present pages. As a rule, the textual part of a web page is displayed first, since it is transmitted as part of the page then images are displayed, with each one rendered as it comes across the network. Ordinary images are simply painted from the top down, a few lines at a time this is the most basic form of progressive display. Some images, however, are in a format that allows them to be rendered as an overall, low-resolution image first, followed by one or more passes that refine it until the complete, full-resolution image is displayed. For GIF and PNG images this is known as interlacing . GIFs approach has four passes and is based on complete rows of the image, making it a one-dimensional method. First every eighth row is displayed then every eighth row is displayed again, only this time offset by four rows from the initial pass. The third pass consists of every fourth row, and the final pass includes every other row (half of the image). PNGs interlacing method, on the other hand, is a two-dimensional scheme with seven passes, known as the Adam7 method (after its inventor, Adam Costello). If one imagines the image being broken up into 8 times 8-pixel tiles, then the first pass consists of the upper left pixel in each tile--that is, every eighth pixel, both vertically and horizontally. The second pass also consists of every eighth pixel, but offset four pixels to the right. Figure 8-4: Schematic of an 8 times 8 tile (a) after the third pass and (b) after the fifth pass. The third pass consists of two pixels per tile, offset by four rows from the first two pixels (see Figure 8-4 a). The fourth pass contains four pixels in each tile, offset two columns to the right of each of the first four pixels, and the fifth pass contains eight pixels, offset two rows downward (see Figure 8-4 b). The sixth pass fills in the remaining pixels on the odd rows (if the image is numbered starting with row one), and the seventh pass contains all of the pixels for the even rows. Note that, although Ive described the method in terms of 8 times 8 tiles, pixels for any given pass are stored as complete rows, not as tiled groups. For example, the fifth pass consists of every other pixel in the entire third row of the image, followed by every other pixel in the seventh row, and so on. The primary benefit of PNGs two-dimensional interlacing over GIFs one-dimensional scheme is that one can view a crude approximation of the entire image roughly eight times as fast.66 That is, PNGs first pass consists of one sixty-fourth of the image pixels, whereas GIFs first pass consists of one-eighth of the data. Suppose one were to save a palette image as both an interlaced GIF and an interlaced PNG. Assuming the compression ratio and download speeds were identical for the two files, the PNG image would have completed its fourth pass as the GIF image completed its first. But most browsers that support progressive display do so by replicating pixels to fill in the areas that havent arrived yet. For the PNG image, that means each pixel at this stage represents a 2 times 4 block, whereas each GIF pixel represents a 1 times 8 strip. In other words, GIF pixels have an 8-to-1 aspect ratio, whereas PNG pixels are 2-to-1. At the end of the next pass for each format (GIFs second pass, PNGs fifth one-quarter of the image in both cases), the PNG pixels are square 2 times 2 blocks, while the GIF pixels are still stretched, now as 1 times 4 strips. In practical terms, features in the PNG image--particularly embedded text--are much more recognizable than in the GIF image. In fact, readability testing suggests that text of any given size is legible roughly twice as fast with PNGs interlacing method. 66 As I (foot)noted in Chapter 1, An Introduction to PNG. this implicitly assumes that one-eighth of the compressed data corresponds to one-eighth of the uncompressed (image) data, which is not quite accurate. The difference is likely to be small in most cases, however. Ill discuss this further in Chapter 9, Compression and Filtering . JPEG also supports a form of progressive display, but it is not interlacing in the usual sense of reordering the pixels spatially. Rather, it involves reordering the frequency components that make up a JPEG image, first displaying the low-frequency ones and working up to the highest frequency band this is known as spectral selection . In addition, progressive JPEG can transmit the most significant bits of each frequency component earlier than the less significant ones, a feature known as successive approximation that is very nearly the same as turning up the JPEG quality setting with each scan. The two approaches can be used separately, but in practice they are almost always used in combination. Because JPEG operates on 8 times 8 blocks of pixels, progressive JPEG bears a strong resemblance to interlaced PNG during the early stages of display, though it tends to have a softer, fuzzier look due to the initial lack of high-frequency components (which is often deliberately enhanced by smoothing in the decoder). This is visible in Figures C-4a and C-4b in the color insert, which represent the second pass of a progressive JPEG image (26 of the compressed data), both unsmoothed and smoothed. Note in particular the blockiness in the shadowed interior of the box and the colored outside the lines appearance around the childs arms and hands the first effect is completely eliminated in the smoothed version, and the second is greatly reduced. JPEGs first pass is actually more accurate than PNGs, however, since the low-frequency band for each 8 times 8 pixel block represents an average for all 64 pixels, whereas each 8 times 8 block in PNGs first pass is represented by a single pixel, usually in the upper left corner of the displayed block. By its fifth pass, which represents only 40 of the compressed data, the progressive JPEG version of this image (Figure C-4c ) is noticeably sharper and more accurate than all but the final pass of the PNG version. Keep in mind also that, since the PNG is lossless and therefore 11 times as large as the JPEG, 40 of the compressed JPEG data is equivalent to only 3.5 of the PNG data, which corresponds to the beginning of PNGs third pass. This only emphasizes the point made previously: for non-transparent, photographic images on the Web, use JPEG. Note that smoothing could be applied to the early passes of interlaced PNGs and GIFs, as well tests suggest that this looks better for photographic images but maybe not as good for simple graphics. (On the other hand, recall that smoothing did seem to enhance the readability of early interlace passes in Figure 1-4 .) As for representing blocks by the pixel in the upper left corner, it would be possible to replicate each pixel so that the original would lie roughly at the center of its clones, as long as some care were taken near the edges of the image. This would prevent the apparent shift in some features as later passes are displayed. But neither smoothing nor centered pixel replication is currently supported by the PNG reference library, libpng . as of version 1.0.3. It is worth noting that TIFF can also support a kind of interlacing, although like everything about TIFF, it is much more arbitrary than either GIFs or PNGs method. Baseline TIFF includes the concept of strips . each of which may include one or more rows of image data though the number of rows per strip is constant. A list of offsets to each strip is embedded within the image, so in principle one could make each strip a row and do GIF-style line interlacing with any ordering one chose. But since TIFFs structure is fundamentally random access in nature, this approach would only work if one imposed certain restrictions on the locations of its internal directory, list of strip offsets, and actual strip data--that is, one would need to define a particular subformat of TIFF. In addition, libtiff supports a TIFF extension called tiles . in which the image data is organized into rectangular regions instead of strips. Since the tile size can be arbitrary, one could define it to be 1 times 1 and then duplicate PNGs Adam7 interlacing scheme manually--or even extend it to 9, 11, or more passes. However, since every tile must have a corresponding offset in the TIFF image directory, doing something like this would at least double or triple the image size. Also, TIFFs compression methods apply only to individual strips or tiles, so there would be no real possibility of compression aside from reusing tiles in more than one location (that is, by having multiple tile offsets point at the same data). And, as with the strip approach, this would require restrictions on the internal layout of the file. Nevertheless, the capability does exist, at least theoretically. 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