Zobacz metadane EXIF dla każdego zdjęcia PCX

Format obrazu PCX, oznaczający "Picture Exchange", to format pliku graficznego rastrowego, który był powszechnie używany na komputerach z systemem DOS i Windows pod koniec lat 80. i 90. XX wieku. Opracowany przez ZSoft Corporation, był jednym z pierwszych szeroko akceptowanych formatów obrazów kolorowych na komputerach zgodnych z IBM PC. Format PCX jest znany ze swojej prostoty i łatwości implementacji, co przyczyniło się do jego powszechnego przyjęcia w początkach komputerów osobistych. Był szczególnie popularny w oprogramowaniu takim jak Microsoft Paintbrush, który później stał się Microsoft Paint, a także był używany do przechwytywania ekranu, wyjścia ze skanera i tapet na pulpit.

Format pliku PCX jest przeznaczony do reprezentowania zeskanowanych obrazów i innych typów danych obrazkowych. Obsługuje różne głębie kolorów, w tym obrazy monochromatyczne, 2-kolorowe, 4-kolorowe, 16-kolorowe, 256-kolorowe i 24-bitowe w prawdziwych kolorach. Format umożliwia stosowanie różnych rozdzielczości i proporcji, co czyni go uniwersalnym dla różnych urządzeń wyświetlających i wymagań drukowania. Pomimo swojej elastyczności, format PCX został w dużej mierze zastąpiony przez nowocześniejsze formaty obrazów, takie jak JPEG, PNG i GIF, które oferują lepszą kompresję i obsługę kolorów. Jednak zrozumienie formatu PCX jest nadal istotne dla osób zajmujących się systemami starszej generacji lub archiwami cyfrowymi zawierającymi pliki PCX.

Plik PCX składa się z nagłówka, danych obrazu i opcjonalnej palety 256 kolorów. Nagłówek ma długość 128 bajtów i zawiera ważne informacje o obrazie, takie jak używana wersja formatu PCX, wymiary obrazu, liczba płaszczyzn kolorów, liczba bitów na piksel na płaszczyznę kolorów i metoda kodowania. Metoda kodowania używana w plikach PCX to kodowanie o zmiennej długości (RLE), które jest prostą formą bezstratnej kompresji danych, która zmniejsza rozmiar pliku bez utraty jakości obrazu. RLE działa poprzez kompresowanie sekwencji identycznych bajtów do jednego bajtu, po którym następuje bajt licznika, który wskazuje, ile razy bajt powinien zostać powtórzony.

Dane obrazu w pliku PCX są zorganizowane w płaszczyzny, przy czym każda płaszczyzna reprezentuje inny składnik koloru. Na przykład obraz 24-bitowy miałby trzy płaszczyzny, po jednej dla składowych czerwonej, zielonej i niebieskiej. Dane w każdej płaszczyźnie są kodowane za pomocą RLE i przechowywane w wierszach, przy czym każdy wiersz reprezentuje poziomą linię pikseli. Wiersze są przechowywane od góry do dołu, a w każdym wierszu piksele są przechowywane od lewej do prawej. W przypadku obrazów o głębi kolorów mniejszej niż 24 bity, na końcu pliku może znajdować się dodatkowa sekcja palety, która definiuje kolory użyte w obrazie.

Opcjonalna paleta 256 kolorów jest kluczową cechą formatu PCX dla obrazów o 8 bitach na piksel lub mniej. Ta paleta zwykle znajduje się na końcu pliku, po danych obrazu, i składa się z serii wpisów 3-bajtowych, przy czym każdy wpis reprezentuje składowe czerwoną, zieloną i niebieską pojedynczego koloru. Paleta umożliwia reprezentowanie w obrazie szerokiej gamy kolorów, nawet jeśli każdy piksel odwołuje się tylko do indeksu koloru, a nie przechowuje pełnej wartości koloru. To podejście do indeksowanych kolorów jest wydajne pod względem rozmiaru pliku, ale ogranicza wierność kolorów w porównaniu do obrazów w prawdziwych kolorach.

Jedną z zalet formatu PCX jest jego prostota, która ułatwiła programistom implementację w swoim oprogramowaniu. Nagłówek formatu ma stały rozmiar i układ, co umożliwia prostą analizę składniową i przetwarzanie danych obrazu. Ponadto kompresja RLE używana w plikach PCX jest stosunkowo prosta w porównaniu z bardziej złożonymi algorytmami kompresji używanymi w innych formatach. Ta prostota oznaczała, że pliki PCX można było łatwo generować i manipulować na ograniczonym sprzęcie tamtych czasów, bez potrzeby dużej mocy obliczeniowej lub pamięci.

Pomimo swojej prostoty, format PCX ma pewne ograniczenia. Jedną z głównych wad jest brak obsługi przezroczystości lub kanałów alfa, które są niezbędne do współczesnej pracy graficznej, takiej jak projektowanie ikon lub grafika do gier wideo. Ponadto kompresja RLE, choć skuteczna dla niektórych typów obrazów, nie jest tak wydajna jak algorytmy kompresji używane w formatach takich jak JPEG lub PNG. Może to skutkować większymi rozmiarami plików PCX, szczególnie w przypadku obrazów o wysokiej rozdzielczości lub w prawdziwych kolorach.

Kolejnym ograniczeniem formatu PCX jest brak obsługi metadanych. W przeciwieństwie do formatów takich jak TIFF lub JPEG, które mogą zawierać szeroki zakres metadanych o obrazie, takich jak ustawienia aparatu użyte do zrobienia zdjęcia lub data i godzina utworzenia obrazu, pliki PCX zawierają tylko najbardziej podstawowe informacje niezbędne do wyświetlenia obrazu. To sprawia, że format jest mniej odpowiedni do profesjonalnej fotografii lub dowolnego zastosowania, w którym zachowanie takich informacji jest ważne.

Pomimo tych ograniczeń, format PCX był szeroko stosowany w przeszłości i nadal jest rozpoznawany przez wiele programów do edycji i przeglądania obrazów. Jego dziedzictwo jest widoczne w ciągłym wsparciu dla formatu w oprogramowaniu takim jak Adobe Photoshop, GIMP i CorelDRAW. Dla użytkowników pracujących ze starszymi systemami lub potrzebujących dostępu do historycznych treści cyfrowych, możliwość obsługi plików PCX pozostaje istotna. Ponadto prostota formatu sprawia, że jest to przydatne studium przypadku dla osób uczących się o formatach plików graficznych i technikach kompresji danych.

Format PCX odegrał również rolę we wczesnych dniach publikacji na komputery stacjonarne i projektowania graficznego. Jego obsługa wielu rozdzielczości i głębi kolorów uczyniła go elastycznym wyborem do tworzenia i wymiany grafiki między różnymi platformami oprogramowania i sprzętu. W czasach, gdy zastrzeżone formaty mogły tworzyć bariery dla współpracy, format PCX służył jako wspólny mianownik, który ułatwiał udostępnianie obrazów w różnych systemach.

Pod względem technicznej implementacji, utworzenie pliku PCX polega na zapisaniu 128-bajtowego nagłówka z prawidłowymi wartościami właściwości obrazu, a następnie skompresowanych danych obrazu RLE dla każdej płaszczyzny kolorów. Jeśli obraz używa palety, dane palety są dołączane do końca pliku. Podczas odczytywania pliku PCX proces jest odwracany: nagłówek jest odczytywany w celu określenia właściwości obrazu, dane RLE są dekompresowane w celu odtworzenia obrazu, a jeśli jest obecna, paleta jest odczytywana w celu odwzorowania indeksów kolorów na odpowiadające im wartości RGB.

Nagłówek PCX zawiera kilka pól, które są kluczowe dla interpretacji danych obrazu. Należą do nich producent (zawsze ustawiony na 10 dla ZSoft), wersja (wskazująca wersję formatu PCX), kodowanie (zawsze ustawione na 1 dla kompresji RLE), bity na piksel (wskazujące głębię kolorów), wymiary obrazu (podane przez pola Xmin, Ymin, Xmax i Ymax), rozdzielczości poziome i pionowe, liczba płaszczyzn kolorów, bajty na linię (wskazujące liczbę bajtów w każdym wierszu płaszczyzny kolorów) i flaga dla obrazów w skali szarości, między innymi.

Kompresja RLE w formacie PCX jest zaprojektowana tak, aby była wydajna w przypadku obrazów z dużymi obszarami jednolitego koloru, co było powszechne w ówczesnej grafice komputerowej. Na przykład obraz z dużym niebieskim niebem można skutecznie skompresować, ponieważ niebieskie piksele byłyby reprezentowane przez jeden bajt, po którym następuje bajt licznika, zamiast przechowywać każdy niebieski piksel osobno. Jednak w przypadku obrazów o bardziej złożonych wzorach lub wariantach kolorów kompresja RLE jest mniej skuteczna, a rozmiar wynikowego pliku może nie być znacznie mniejszy niż obraz nieskompresowany.

Podsumowując, format obrazu PCX jest historycznym formatem pliku, który odegrał znaczącą rolę we wczes