各种图片格式的区别与基础知识

很多兄弟问我,什么是PNG什么是GIF,其实经常说的只是图片格式,我们每一张图片都有它独特的格式,不同格式的图片拥有不同特性,了解图片的不同特点很重要。

文档较长,感兴趣的兄弟可以看看,不设权限。

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Web前端开发,图片保存格式非常的重要,那么该如何选择图片保存的格式呢?

有损 vs 无损

图片文件格式有可能会对图片的文件大小进行不同程度的压缩,图片的压缩分为有损压缩和无损压缩两种。

1)有损压缩

在压缩文件大小的过程中,损失了一部分图片的信息,即降低了图片的质量,并且这种损失是不可逆的,不可能从有一个有损压缩过的图片中恢复出全来的图片。

常见的有损压缩手段,是按照一定的算法将临近的像素点进行合并。

2)无损压缩

只在压缩文件大小的过程中,图片的质量没有任何损耗。

任何时候都可以从无损压缩过的图片中恢复出原来的信息。

索引色 vs 直接色

计算机在表示颜色的时候,有两种形式,一种称作索引颜色(Index Color),一种称作直接颜色(Direct Color)。

1)索引色

用一个数字来代表(索引)一种颜色,在存储图片的时候,存储一个数字的组合,同时存储数字到图片颜色的映射。这种方式只能存储有限种颜色,通常是256种颜色,例如:RGB = #55AAFF,对应到计算机系统中,使用一个字节的数字来索引一种颜色。

2)直接色

使用四个数字来代表一种颜色,这四个数字分别代表这个颜色中红色、绿色、蓝色以及透明度(ARGB)。现在流行的显示设备可以在这四个维度分别支持256种变化,所以直接色可以表示2的32次方种颜色。当然并非所有的直接色都支持这么多种,为压缩空间使用,有可能只有表达红、绿、蓝的三个数字,每个数字也可能不支持256种变化之多。

点阵图 vs 矢量图

1)点阵图

也叫做位图,像素图。构成点阵图的最小单位是像素,位图就是由象素阵列的排列来实现其显示效果的,每个象素有自己的颜色信息,在对位图图像进行编辑操作的时候,可操作的对象是每个象素,我们可以改变图像的色相、饱和度、明度,从而改变图像的显示效果。点阵图缩放会失真,用最近非常流行的沙画来比喻最恰当不过,当你从远处看的时候,画面细腻多彩,但是当你靠的非常近的时候,你就能看到组成画面的每粒沙子以及每个沙粒的颜色。

2)矢量图

也叫做向量图。矢量图并不纪录画面上每一点的信息,而是记录了元素形状及颜色的算法,当你打开一张矢量图的时候,软件对图形象对应的函数进行运算,将运算结果(图形的形状和颜色)显示给你看。无论显示画面是大还是小,画面上的对象对应的算法是不变的,所以,即使对画面进行倍数相当大的缩放,其显示效果仍然相同(不失真)。

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1、jpg / jpeg(Joint Photographic Experts Group)

jpeg 代表Joint Photograhic Experts Group(联合图像专家组),这种格式经常写成JPG(因为早期的Windows只支持3个字母的后缀名,例如 .txt, .png, .html -> .htm),JPG图片的扩展名为jpg。

JPEG是有损的、采用直接色的、点阵图。

jpg的优点是它支持百万种色彩。jpg是一种有损压缩的方式,它会放弃图片的某些细节。所以要是对图片质量的要求不是很高,可以采用jpg的保存方式。那么根据jpg的特点总结出:色彩丰富的照片适合jpg的保存方式,不适合小图标,线条的图片。

JPEG图片格式的设计目标,是在不影响人类可分辨的图片质量的前提下,尽可能的压缩文件大小。这意味着JPEG去掉了一部分图片的原始信息,也即是进行了有损压缩。JPEG的图片的优点,是采用了直接色,得益于更丰富的色彩,JPEG非常适合用来存储照片,用来表达更生动的图像效果,比如颜色渐变。

与GIF相比,JPEG不适合用来存储企业Logo、线框类的图。因为有损压缩会导致图片模糊,而直接色的选用,又会导致图片文件较GIF更大。

2、gif(Graphics Interchange Format)

gif是很早应用的一种图片格式。它采用的是lzw的压缩算法进行编码,是无损的、采用索引色的、点阵图。

lzw算法是将长字符串替换成短字符串的的方法来实现压缩。GIF是无损的,采用GIF格式保存图片不会降低图片质量。但得益于数据的压缩,GIF格式的图片大小要远小于BMP格式的图片。文件小,是GIF格式的优点,同时,GIF格式还具有支持动画以及透明的优点。

gif支持动画,支持透明,支持渐变色彩,同时gif是无损压缩,另外gif是水平压缩,也就是说10*500的图片压缩效果不如500*10的图片。

但是gif得缺点也是相当明显,仅支持8bit的索引色,即在整个图片中,只能存在256种不同的颜色,就是它只支持256中色彩,所以对于色彩丰富的图片压缩效果不好。

根据gif的这些特点可以总结出:小图标,色彩不丰富的图片适合压缩为gif格式。

GIF格式适用于对色彩要求不高同时需要文件体积较小的场景,比如企业Logo、线框类的图等。因其体积小的特点,现在GIF被广泛的应用在各类网站中。

3、png / apng(Portable Network Graphics)

png 是20世纪90年代推出的一种图片格式,它采用的是无损压缩,其目的是为了取代gif。

png分为png8,png24,png32.这几种主要区别是储存方式不同。

png8只有256色,支持透明(要么全透明,要么不透明)。

png24颜色很多,但是不支持透明,在Photoshop中导出的png24实际是png32.

png32有8位alpha通道,所以它支持透明度的设置。

PNG-8

PNG全称Portable Network Graphics,PNG-8是PNG的索引色版本。PNG-8是无损的、使用索引色的、点阵图。

PNG是一种比较新的图片格式,PNG-8是非常好的GIF格式替代者,在可能的情况下,应该尽可能的使用PNG-8而不是GIF,因为在相同的图片效果下,PNG-8具有更小的文件体积。除此之外,PNG-8还支持透明度的调节,而GIF并不支持。
现在,除非需要动画的支持,否则我们没有理由使用GIF而不是PNG-8。当然了,PNG-8本身也是支持动画的,只是浏览器支持得不好,不像GIF那样受到广泛的支持。

PNG-24

PNG-24是PNG的直接色版本。PNG-24是无损的、使用直接色的、点阵图。

无损的、使用直接色的点阵图,听起来非常像BMP,是的,从显示效果上来看,PNG-24跟BMP没有不同。PNG-24的优点在于,它压缩了图片的数据,使得同样效果的图片,PNG-24格式的文件大小要比BMP小得多。当然,PNG24的图片还是要比JPEG、GIF、PNG-8大得多。

虽然PNG-24的一个很大的目标,是替换JPEG的使用。但一般而言,PNG-24的文件大小是JPEG的五倍之多,而显示效果则通常只能获得一点点提升。所以,只有在你不在乎图片的文件体积,而想要最好的显示效果时,才应该使用PNG-24格式。

另外,PNG-24跟PNG-8一样,是支持图片透明度的。

APNG

火狐mozilla提出来的, 24位的,而且也是动图,可以容纳1680万种颜色,也是为了取代GIF

但是只有火狐支持,IE10和chrome,safari全部不行

如果说gif图片是卡片机的话, APNG就是单反, 测试浏览器是否支持apng格式

GIF vs APNG:http://littlesvr.ca/apng/gif_vs_apng.html

4、webp

WebP是谷歌开发的一种新图片格式,WebP是同时支持有损和无损压缩、使用直接色的、点阵图、透明度。

从名字就可以看出来它是为Web而生的,什么叫为Web而生呢?就是说相同质量的图片,WebP具有更小的文件体积。现在网站上充满了大量的图片,如果能够降低每一个图片的文件大小,那么将大大减少浏览器和服务器之间的数据传输量,进而降低访问延迟,提升访问体验。

webp 是谷歌开发的旨在增加图片加载速度的图片格式,它压缩后的大小约为jpg的2/3

在无损压缩的情况下,相同质量的WebP图片,文件大小要比PNG小26%;

在有损压缩的情况下,具有相同图片精度的WebP图片,文件大小要比JPEG小25%~34%;

WebP图片格式支持图片透明度,一个无损压缩的WebP图片,如果要支持透明度只需要22%的格外文件大小。

想象Web上的图片之多,百分之几十的提升,是非常非常大的优化。只可惜,目前只有Chrome浏览器和Opera浏览器支持WebP格式,所以WebP的应用并不广泛。为了使用更先进的技术,比如WebP图片格式,来压缩互联网上传输的数据流量,谷歌甚至提供了Chrome Data Compression Proxy,设置了Chrome Data Compression Proxy作为Web代理之后,你访问的所有网站中的图片,在经过Proxy的时候,都会被转换成WebP格式,以降低图片文件的大小。

webp 格式图片支持的浏览器

注:蓝色表示支持,红色表示不支持,Apple Safari 浏览器都不支持 webp,打不开

5、BMP (BitMap)

BitMap的缩写,是无损的、既支持索引色也支持直接色的、点阵图。

这是一种比较老的图片格式。BMP是无损的,但同时这种图片格式几乎没有对数据进行压缩,所以BMP格式的图片通常具有较大的文件大小。虽然同时支持索引色和直接色是一个优点,但是太大的文件格式格式导致它几乎没有用武之地,现在除了在Windows操作系统中还比较常见之外,我们几乎看不到它。

6、SVG (Scalable Vector Graphics)

全称Scalable Vector Graphics,是无损的、矢量图。

SVG跟上面这些图片格式最大的不同,是SVG是矢量图。这意味着SVG图片由直线和曲线以及绘制它们的方法(算法)组成。当你放大一个SVG图片的时候,你看到的还是线和曲线,而不会出现像素点。这意味着SVG图片在放大时,不会失真,所以 svg 非常适合用来绘制企业Logo、Icon等。

SVG是很多种矢量图中的一种,它的特点是使用XML来描述图片。借助于前几年XML技术的流行,SVG也流行了很多。使用XML的优点是,任何时候你都可以把svg当做一个文本文件来对待,也就是说,你可以非常方便的修改SVG图片,你所需要的只需要一个文本编辑器。

SVG并非只能绘制简单的Logo类的图片,它可以绘制出精致的图片的。

7、Base64

Base64是网络上最常见的用于传输 8Bit字节代码的编码方式之一。

Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息, 直接把base64当成是字符串方式数据就好了

利用Base64的不可读性,可以加密字符串,标准浏览器的window下有两个方法,分别是window.btoa和window.atob,(IE67下虽然不支持,但是可以用vbscript模拟)

优点:

1)减少了http请求;

2)数据就是图片;

缺点:

1)如果图片稍微有点大,这个字符串会很长很长;

2)IE6,7 你懂得;

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