PC-Gamut logo

Tekniikka

Windows, Word ja rasterikuvat

26.02.2024, edit 19.03.2024

Rasterikuva (Bittikartta)

Rasterikuva on valokuvan digitaalinen esitysmuoto. Kuvakoko pikseleinä (osoitettavuus) on suorakaide, jonka koko on rivin pikseleiden ja rivien lukumäärän tulo.

Värinäytön pikseli koostuu kolmesta pääväristä, punainen (R), vihreä (G) ja sininen (B). Yhtä osaväriä kuvaa yleensä tavu (8 bittiä), eli yhtä pikseliä edustaa kolme tavua.

Oletetaan, että kamerasta saadun valokuvan koko on 4 160 x 3 120 pikseliä. Pakkaamattoman kuvan koko tavuina on:

4 160 x 3 120 x 3 = 38 937 600 tavua

Kuvan liki 40 Megatavun koko on hankalan suuri. Vertailun vuoksi muotoillun 100 sivuisen tekstidokumentin koko ilman kuvia on noin 0.25 Megatavua.

Asiallinen kuvakoko pikseleinä määräytyy resoluution ja kuva-alueen mittojen perusteella. Useimmiten 300 pikseliä tuumalle (300 PPI) riittää. Jos kuvan täytyy täyttää 15 cm leveä palsta, tarvitaan leveyssuunnassa:

300 PPI * 15 cm / 2.5 cm = 1 770 pikseliä

Kuvan mittasuhteet säilytetään, joten korkeussunnassa tarvitaan:

(1 770 / 4 160) * 3 120 = ~1 328 pikseliä

Pikselimäärän supistamisen jälkeen pakkaamaton kuvakoko tavuina on edelleen suuri:

1 770 x 1328 x 3 = 7 051 680 tavua

Rasterikuvan tilantarve vähenee merkittävästi, kun kuva pakataan.

Word ja oletuskuvamuodot

Tuotaessa kuvia Word-dokumenttiin, ohjelma näyttää EMF, WMF, JPG, PNG, BMP, GIF, TIFF ja SVG vaihtoehdot.

EMF, WMF ja SVG soveltuvat vektorikuvien siirtämiseen. Office-ohjelmien välisissä vektorikuvien siirroissa EMF-kuvamuoto on ylivoimainen. EMF-vektorikuva siirtyy siirtyy virheettä, sitä voi skaalata rajatta ja laatu silti on aina moitteeton.

PNG ja JPG ovat perinteisiä rasterimuotoja. PNG-kuva pakataan häviöttömästi ja siksi runsaasti yksityiskohtia sisältävä kuva ei tiivisty kovin paljon. PNG soveltuu ruutukaappauksiin, joissa yksityiskohtia on vähän. PNG soveltuu myös alkuperäisen kuvan häviöttömään säilyttämiseen.

JPG-kuva on häviöllisesti pakattu. Pakkauksen tehokkuutta voidaan säätää laadun kustannuksella. Valokuvat ja muut runsaasti värejä sisältävät kuvat hyötyvät JPG-pakkauksesta.

Muita rasterimuotoja on käytetty harvemmin valokuvien pakkaamiseen joko pienen värimäärän tai heikon tiivistymisen takia.

Sekä perinteisiä että nykyaikaisia rasterimuotoja voi käsitellä esimerkiksi näillä ohjelmilla:

Molemmissa käyttäjän tukena on omat forumit. Harrastekäytössä ohjelmistot ovat ilmaisia. Lisenssit työkäyttöön ovat varsin edullisia, varsinkin ohjelmien laatuun ja ominaisuuksiin verrattuna.

Uudet AVIF, HEIC, JXL, JXR, WEPB rasterikuvatyypit

Kuvatyypin käyttö on sujuvaa, jos sillä on järjestelmätuki. Tällöin kuva näkyy tiedostoselaimessa ja Windowsin valokuvat -sovelluksessa, kuvaa voi editoida ja lopulta sijoittaa viimeistelty kuva Word-dokumenttiin tai verkkosivuille.

AVIF-rasterikuvia voi tarkastella ja editoida AV1 Video Extension -järjestelmäosan tuella (sovelluskauppa, ilmainen). AVIF-kuvat voi pakata häviöllisesti tai häviöttömästi. Pakkausnopeus on hiukan muita hitaampi.

AV1 Video Extension

HEIC-rasterikuvien käsittelyyn tarvitaan kaksi järjestelmäosaa, HEIF-kuvalaajennukset (sovelluskauppa, ilmainen) ja HEVC-videolaajennukset (sovelluskauppa, 1.00 EUR). Pakkaus on nopeaa, joko häviöllistä tai häviötöntä*.

(* Kodekkiparilla HEIF 1.0.63001.0 ja HEVC 2.0.61931.0 häviöttömästi pakatut kuvat eivät näy käyttöjärjestelmässä. Sen sijaan XnConvert-muunnin toimii ja näyttää myös häviöttömästi pakatut kuvat.)

AHEIF-kuvalaajennukset Laitevalmistajan HEVC-videolaajennukset

JXL-rasterikuvien osittaisen tuen saa lataamalla avustajan osoitteesta:

Sivulta ladataan kirjastot jxl_winthumb.dll ja jxl_winthumb_32.dll, jotka rekisteröidään terminaali-ikkunassa pääkäyttäjän oikeuksin:

  • regsvr32 jxl_winthumb.dll

JXL-kuvien pakkaus on tehokasta ja ripeää. Jos JXL-kodekki olisi sisäänrakennettu järjestelmään ja sen yksityiskohdat hiottu, JXL-rasteri olisi uusista pakkausmuodoista ehkä tiivein ja laadukkain .

JXR-tuki on Windowsissa valmiina. Muoto pakkautuu tehokkaasti ja ripeästi. Häviötön tai häviöllinen pakkaus on valittavissa.

WEBP-kuvia varten haetaan Webp-kuvalaajennukset -järjestelmäosa (sovelluskauppa, ilmainen). Pakkaus on tehokasta ja nopeaa. Häviötön ja häviölllinen pakkaus on käytettävissä.

Webp-kuvalaajennukset

Word ei näytä kuvaa tuotaessa uusia rasterimuotoja. Rasterimuoto löytyy käyttämällä *.* -hakupeitettä tai suoraan muodon mukaista hakupeitettä.

Rasterikuvien tuki ennen laajennuksia ja niiden asentamisen jälkeen

Rasterikodekkien toiminta testattiin aluksi käyttöjärjestelmän ensiasennuksen jälkeen ja toisen kerran laajennusten asentamisen jälkeen.

Virtuaaliasemaan asennettiin Windows 10 22H2, koontiversio 19045.4046. Ensiasennuksen jälkeen oli käytössä neljä perinteistä rasterimuotoa kahdeksasta tarkastellusta.

Rasterikuvat, perusasennus

Rasterikuvien tuki ilman laajennuksia.
(√ toimii, – ei toimi)

Rasterikuvan käyttökelpoisuutta voi arvoida näin: Mikäli kuva näkyy tiedostonhallinnassa, on se tuotavissa myös Wordiin. Rasterikuvatuki ei riipu Wordin versiosta, kunhan käytössä on DOCX-tiedostomuoto.

Muunnosohjelma XnConvert puolestaan käsittelee kuvamuotoja riippumatta siitä, osaako käyttöjärjestelmä tulkita kuvia vaiko ei.

Rasterikuvat, lisätty laajennukset

Rasterikuvien tuki laajennusten asentamisen jälkeen.
(√ toimii, – ei toimi)

Paint.Net:llä voidaan editoida sujuvasti muita, paitsi JXL-muotoa. Puuttuvan editointituen voi kiertää seuraavalla tavalla:

  • Tallennetaan alkuperäinen rasterikuva häviöttömästi (PNG).
  • Muokataan alkuperäisen kuvan kopiota häviöttömässä muodossa (PNG, PDN).
  • Muunnetaan valmis kuva lopulliseen, tarvittaessa häviöllisesti pakattuun muotoon, jota Word tukee.

Kuvat DOCX-tiedostossa

DOCX-tiedosto on zip-paketti, jonka sisältöä voi tarkastella esimerkiksi 7zip v.23.01 -sovelluksella:

DOCX-tiedostossa on täsmällinen hakemistorakenne. Polku \word\media näyttää kuvatiedostot.

DOCX-tiedosto avattuna

Kuvatiedostot ovat esiintymisjärjestyksessä. Tiedostoliite kertoo kuvatyypin.

Kuvan voi tuoda ulos media-hakemistosta (vedä ja pudota) tai kuvan voi korvata ulkopuolelta tuodulla kuvalla.

Avatun DOCX-tiedoston juuressa on ohjetiedosto Content_Types.xlm, jossa luetellaan mm. käytössä olevat kuvatyypit.

Content_Types

Tiedostossa Content_Types.xml esitellään mm. kuvatyypit, osan vaihdot, ylä- ja alatunnisteet ja muut dokumentin rakenneosat.

Word-versiot 2013 ja 2019 tallentavat DOCX-tiedoston siten, että avif-, heic- ja wepb-kuvat säilyvät alkuperäisessä muodossa. Tehokkaan pakkauksen edut siis säilyvät. Versiota 2016 ei testattu.

Word-versiot 2010 ja 2021 rasteroivat avif-, heic- ja wepb-kuvat uudelleen tallennusvaiheessa, jolloin tehokkaan pakkauksen edut menetetään. Kuvien tiedostoliitteeksi muuttuu bin ja kuvatyypiksi joko png tai jpg.

Pakatun kuvan arviointi

Pakkaustehokkuutta on helppo arvioida tiedostojen koon perusteella.

Pakattujen rasterikuvien koko

Uudet pakkausmenetelmät tiivistävät tehokkaasti. Myös häviötön tiivistyminen on tehokasta, jos kuvassa on niukasti yksityiskohtia.

Uudet rasterimuodot (AVIF, HEIC, JXL, JXR ja WEBP) kyetään pakkaamaan häviöttömästi. Perinteiset BMP ja PNG ovat häviöttömiä muotoja.

Vaikka vähäisiä laatueroja on vaikea havaita, niitä etsittiin näin:

  • Muodostettiin 1 772 x 1 329 pikselin kokoinen pakkaamaton kuva.
  • Pakattiin kuva vertailun kodekeilla pyrkien parhaaseen laatuun. Verrattiin laatua ja tiedostokokoja.
  • Pakattiin kuva vertailun kodekeilla käyttäen voimakasta pakkausta. Verrattiin laatua ja tiedostokokoja.

Helpoimmin havaittavia laatuvirheitä:

  • kuvan yleinen karkeus
  • pienten yksityiskohtien katoaminen
  • aavepikselit
  • ääriviivojen karkeus
  • väriliukujen värivirhe tai porrastuminen

Uudet kodekit ovat kyvykkäitä. Havaittavia laatueroja niiden välille saadaan aikaan vain voimakkaimmilla pakkausasetuksilla, jos silloinkaan.

Pakattu kuva: Ellipsi

Ellipsi. Käytössä 256 värisävyä.

  • Tuloskuvat ovat osasuurennosten yhdistelmiä suorakaiteella merkitystä kohdasta ellipsin kaarelta.
  • Kuva pakkautuu tehokkaasti, mutta ei aina virheittä.
  • Havaittavia eroja oli vain voimakkaasti pakattujen kuvien välillä.

Voimakas pakkaus

  • Jpg-kuvassa on näkyviä virheitä, vaikka tiedosto on suurikokoisin.
  • JXR-, JXL- ja WEBP-kuvissa on haamupisteitä.

Häviötön tai niukka pakkaus

  • Niukasti pakatut kuvat ovat alkuperäisen kaltaisia.

Pakattu kuva: Piirros

Väriliuku ja varjostus. Käytössä 1 528 värisävyä.

  • Tuloskuvat ovat osasuurennosten yhdistelmiä suorakaiteilla merkityistä kohdista.
  • Kuva pakkautuu tehokkaasti, mutta ei aina virheittä.
  • Muotojen ääriviivat ovat lähes kaikissa alkuperäisen kaltaisia.
  • Havaittavia eroja on vain voimakkaasti pakattujen kuvien välillä.

Väriliuku, voimakas pakkaus

  • Liukuväri vääristyy ja porrastuu jpg-kuvassa.
  • JXR-kuvissa värit porrastuvat lievästi.

Varjostus, voimakas pakkaus

  • Varjostus pikselöityy jpg-kuvassa.
  • Harmaasävy poikkeaa alkuperäisestä jpg-kuvassa.

Pakattu kuva: Valokuva

Valokuva. Käytössä 663 961 värisävyä.

  • Tuloskuvat ovat osasuurennosten yhdistelmiä neliöillä rajatuista kohdista.
  • Paljon yksityiskohtia ja sävyjä. Valokuva on haastava pakattava.
  • Tiedostokoko on aina iso, myös häviöllisesti pakattuna.
  • Näköaisti sallii värikuvissa paljon virheitä.

Kuohu: ylärivillä voimakas, alarivillä häviötön pakkaus.

Neulaset: ylärivillä voimakas, alarivillä häviötön pakkaus.

Kuvasarjat muistuttavat toisiaan:

  • Voimakas pakkaus kadottaa yksityiskohtia ja saa aikaan (heikosti havaittavia) virheitä.

Todettua

  • Uudet rasterimuodot tiivistyvät tehokkaasti ja pakattu laatu on varsin hyvä.
  • Korkea laatu tulee esille erityisesti piirroskuvissa.
  • Nykyaikaiset rasterimuodot laskevat tiedonsiirto- ja tallennuskustannuksia.
  • EMF ja SVG ovat edelleen parhaat vektorigrafiikkamuodot.
  • Internet-selaimet tukevat laajasti SVG, JPG-, PNG-, AVIF- ja WEBP-muotoja.
  • Perinteisten ohjelmistojen kattavaa tukea uusille rasterimuodoille toivotaan.
↑ Ylös ↑