Detaillierte Erläuterung der Vorteile von PNG in verschiedenen Netzwerkbildformaten

BMP ist ein von Hardwaregeräten unabhängiges und weit verbreitetes Bilddateiformat. Es verwendet ein Bitmap-Speicherformat und außer der optionalen Bildtiefe keine andere Komprimierung. Daher nimmt die BblP-Datei viel Speicherplatz ein. Die Bildtiefe von BMP-Dateien kann 1 Bit, 4 Bit, 8 Bit und 24 Bit betragen. Wenn eine BMP-Datei Daten speichert, wird das Bild von links nach rechts und von unten nach oben gescannt.
Da das BMP-Dateiformat ein Standard für den Austausch bildbezogener Daten in der Windows-Umgebung ist, unterstützen alle in der Windows-Umgebung ausgeführten Grafik- und Bildprogramme das BMP-Bildformat.
Eine typische BMP-Bilddatei besteht aus drei Teilen: einer Bitmap-Dateiheader-Datenstruktur, die Informationen wie beispielsweise Typ und Anzeigeinhalt der BMP-Bilddatei enthält; einer Bitmap-Informationsdatenstruktur, die Informationen wie beispielsweise Breite, Höhe, Komprimierungsmethode und Farbdefinition des BMP-Bildes enthält.

Man kann sagen, dass die JPEG-Komprimierungstechnologie die Grundlage aller Bildkomprimierungstechnologien ist. Es eignet sich für die Komprimierung statischer Bilder, wobei das gesamte Bild direkt verarbeitet wird, die Komprimierungsrate 20- bis 80-mal beträgt und keine Auswahl der Auflösung möglich ist. Daher muss gewartet werden, bis die gesamte komprimierte Datei übertragen wurde, bevor sie in ein Bild dekomprimiert wird. Bei dieser Methode kann die Übertragung eines hochauflösenden Bildes mehrere zehn Sekunden oder sogar Minuten dauern.

MJPEG (Motion JPEG) ist eine dynamische Bildkomprimierungstechnologie, die auf JPEG basiert. Sie komprimiert nur ein bestimmtes Bild und berücksichtigt grundsätzlich nicht die Änderungen zwischen verschiedenen Bildern im Videostream. Dadurch ist die Erfassung hochauflösender Videobilder möglich und die Videoauflösung sowie die Komprimierungsbildrate können für jeden Kanal flexibel eingestellt werden. Die komprimierten Bilder können zudem beliebig bearbeitet werden. Aber auch seine Mängel sind sehr offensichtlich. Erstens kommt es zu erheblichen Frameverlusten und einer schlechten Echtzeitleistung. Es ist schwierig, eine Echtzeitkomprimierung durchzuführen und gleichzeitig sicherzustellen, dass jeder Kanal hochauflösend sein muss. Zweitens: Die Komprimierungseffizienz ist gering und der Speicherplatz ist groß.

Später entwickelte sich die mehrschichtige JPEG-Komprimierungstechnologie (ML-JPEG). Sie verwendet eine fortschrittliche Technologie, um zunächst Bilder mit niedriger Auflösung zu übertragen und diese dann mit detaillierteren komprimierten Daten zu ergänzen, um die Bildqualität zu verbessern. Diese Methode nimmt genauso viel Zeit in Anspruch wie die ursprüngliche Methode. Da die Nutzer jedoch zuerst das Bild sehen können, werden sie diese Methode besser finden.

PNG ist ein Bilddateispeicherformat, das Mitte der 1990er Jahre entwickelt wurde. Es soll die Dateiformate GIF und TIFF ersetzen und gleichzeitig einige Funktionen hinzufügen, die das GIF-Dateiformat nicht hat. Der Name des Portable Network Graphic Format (PNG) leitet sich von dem inoffiziellen „PNG’s Not GIF“ ab. Es handelt sich um ein Bitmap-Dateispeicherformat, das „Ping“ ausgesprochen wird. Wenn PNG zum Speichern von Graustufenbildern verwendet wird, kann die Tiefe der Graustufenbilder bis zu 16 Bit betragen. Beim Speichern von Farbbildern kann die Tiefe der Farbbilder bis zu 48 Bit betragen und es können auch bis zu 16 Bit Alphakanaldaten gespeichert werden. PNG verwendet einen verlustfreien Datenkomprimierungsalgorithmus, der von LZ77 abgeleitet ist.

Das PNG-Dateiformat behält die folgenden Eigenschaften des GIF-Dateiformats bei:

Farbbilder mit 256 Farben können mithilfe einer Farbnachschlagetabelle oder -palette unterstützt werden.
Streambarkeit: Das Bilddateiformat ermöglicht kontinuierliches Lesen und Schreiben von Bilddaten, was sich sehr gut für die Generierung und Anzeige von Bildern während der Kommunikation eignet.
Progressive Anzeige: Mit dieser Funktion kann das Bild auf dem Terminal angezeigt werden, während die Bilddatei über die Kommunikationsverbindung übertragen wird. Nachdem der gesamte Umriss angezeigt wurde, werden die Details des Bildes nach und nach angezeigt. Das heißt, das Bild wird zuerst in niedriger Auflösung angezeigt und dann wird seine Auflösung schrittweise erhöht.
Transparenz: Mit dieser Eigenschaft können bestimmte Teile eines Bildes nicht angezeigt werden. Dies kann zum Erstellen unverwechselbarer Bilder verwendet werden.
Zusatzinformationen: Mit dieser Funktion können einige Textanmerkungsinformationen in der Bilddatei gespeichert werden.
Unabhängig von der Computer-Hardware- und Softwareumgebung.
Verwenden Sie verlustfreie Komprimierung.

Das PNG-Dateiformat muss die folgenden Funktionen hinzufügen, die das GIF-Dateiformat nicht hat:

Echtfarbbilder mit 48 Bit pro Pixel.
Graustufenbild mit 16 Bit pro Pixel.
Sie können Graustufen- und Echtfarbbildern einen Alphakanal hinzufügen.
Fügen Sie Gammainformationen des Bildes hinzu.
Verwenden Sie den zyklischen Redundanzcode (CRC), um beschädigte Dateien zu erkennen.
Anzeigemodus mit sukzessiver Approximation, der die Bildanzeige beschleunigt.
Standard-Lese-/Schreib-Toolkit.
Es können mehrere Bilder in einer Datei gespeichert werden.
Dateistruktur

Eine Datei (oder ein Datenstrom) im PNG-Bildformat besteht aus einem 8-Byte-PNG-Dateisignaturfeld und drei oder mehr Datenblöcken, die in einer bestimmten Struktur organisiert sind.

PNG definiert zwei Arten von Datenblöcken: einen sogenannten kritischen Block, bei dem es sich um einen Standarddatenblock handelt, und einen sogenannten Zusatzblock, bei dem es sich um optionale Datenblöcke handelt. Der Schlüsseldatenblock definiert vier Standarddatenblöcke. Jede PNG-Datei muss sie enthalten, und alle PNG-Lese- und Schreibsoftware muss diese Datenblöcke ebenfalls unterstützen. Obwohl die PNG-Dateispezifikation keine PNG-Codecs zum Kodieren und Dekodieren optionaler Datenblöcke erfordert, empfiehlt die Spezifikation die Unterstützung optionaler Datenblöcke.

Die ursprüngliche Bedeutung von GIF (Graphics Interchange Format) ist „Image Interchange Format“ und ein 1987 von CompuServe entwickeltes Bilddateiformat. Die Daten der GIF-Datei liegen in einem verlustfreien Halbtonkomprimierungsformat vor, das auf dem LZW-Algorithmus basiert. Seine Komprimierungsrate liegt im Allgemeinen bei etwa 50 % und es gehört zu keiner Anwendung. Fast alle einschlägigen Softwareprogramme unterstützen dies derzeit und es gibt zahlreiche Public Domain-Softwareprogramme, die GIF-Bilddateien verwenden. Die Daten von GIF-Bilddateien werden komprimiert und es werden Komprimierungsalgorithmen wie variable Länge verwendet. Daher reicht die Bildtiefe von GIF von 1 Bit bis 8 Bit, was bedeutet, dass GIF Bilder mit bis zu 256 Farben unterstützt. Ein weiteres Merkmal des GIF-Formats besteht darin, dass mehrere Farbbilder in einer GIF-Datei gespeichert werden können. Wenn die in einer Datei gespeicherten Bilddaten einzeln ausgelesen und auf dem Bildschirm angezeigt werden, kann die einfachste Animation erstellt werden.

GIF wird in statisches GIF und animiertes GIF unterteilt. Es unterstützt transparente Hintergrundbilder, ist für mehrere Betriebssysteme geeignet und hat eine sehr kleine Größe. Viele kleine Animationen im Internet sind im GIF-Format. Tatsächlich speichert GIF mehrere Bilder in einer Bilddatei, um eine Animation zu erstellen. Letztlich ist GIF also immer noch ein Bilddateiformat.