Просмотр EXIF-данных JPT

Формат изображений JPS, сокращенно от JPEG Stereo, — это формат файлов, используемый для хранения стереоскопических фотографий, сделанных цифровыми камерами или созданных с помощью программного обеспечения для 3D-рендеринга. По сути, это расположенные бок о бок два изображения JPEG в одном файле, которые при просмотре с помощью соответствующего программного или аппаратного обеспечения создают 3D-эффект. Этот формат особенно полезен для создания иллюзии глубины на изображениях, что улучшает впечатления от просмотра для пользователей с совместимыми системами отображения или 3D-очками.

Формат JPS использует хорошо зарекомендовавшую себя технологию сжатия JPEG (Joint Photographic Experts Group) для хранения двух изображений. JPEG — это метод сжатия с потерями, что означает, что он уменьшает размер файла, выборочно отбрасывая менее важную информацию, часто без заметного снижения качества изображения для человеческого глаза. Это делает файлы JPS относительно небольшими и удобными в управлении, несмотря на то, что они содержат два изображения вместо одного.

Файл JPS по сути является файлом JPEG с определенной структурой. Он содержит два сжатых JPEG-изображения бок о бок в одном кадре. Эти изображения называются изображениями левого и правого глаза, и они представляют собой немного разные перспективы одной и той же сцены, имитируя небольшую разницу между тем, что видит каждый из наших глаз. Именно эта разница позволяет воспринимать глубину, когда изображения просматриваются правильно.

Стандартное разрешение для изображения JPS обычно вдвое больше ширины стандартного изображения JPEG, чтобы вместить как левое, так и правое изображения. Например, если стандартное изображение JPEG имеет разрешение 1920x1080 пикселей, изображение JPS будет иметь разрешение 3840x1080 пикселей, причем каждое изображение, расположенное бок о бок, будет занимать половину общей ширины. Однако разрешение может варьироваться в зависимости от источника изображения и предполагаемого использования.

Чтобы просматривать изображение JPS в 3D, зритель должен использовать совместимое устройство отображения или программное обеспечение, которое может интерпретировать изображения, расположенные бок о бок, и представлять их каждому глазу отдельно. Это можно сделать с помощью различных методов, таких как анаглифное 3D, где изображения фильтруются по цвету и просматриваются с цветными очками; поляризованное 3D, где изображения проецируются через поляризованные фильтры и просматриваются с поляризованными очками; или активное затворное 3D, где изображения отображаются поочередно и синхронизируются с затворными очками, которые быстро открываются и закрываются, чтобы показать каждому глазу правильное изображение.

Структура файла изображения JPS аналогична структуре стандартного файла JPEG. Он содержит заголовок, который включает маркер SOI (начало изображения), за которым следует ряд сегментов, содержащих различные фрагменты метаданных и сами данные изображения. Сегменты включают маркеры APP (приложение), которые могут содержать такую информацию, как метаданные Exif, и сегмент DQT (определение таблицы квантования), который определяет таблицы квантования, используемые для сжатия данных изображения.

Одним из ключевых сегментов в файле JPS является сегмент JFIF (формат обмена файлами JPEG), который указывает, что файл соответствует стандарту JFIF. Этот сегмент важен для обеспечения совместимости с широким спектром программного и аппаратного обеспечения. Он также включает такую информацию, как соотношение сторон и разрешение миниатюры, которая может использоваться для быстрого предварительного просмотра.

Фактические данные изображения в файле JPS хранятся в сегменте SOS (начало сканирования), который следует за заголовком и сегментами метаданных. Этот сегмент содержит сжатые данные изображения как для левого, так и для правого изображения. Данные кодируются с использованием алгоритма сжатия JPEG, который включает ряд шагов, включая преобразование цветового пространства, субдискретизацию, дискретное косинусное преобразование (DCT), квантование и энтропийное кодирование.

Преобразование цветового пространства — это процесс преобразования данных изображения из цветового пространства RGB, которое обычно используется в цифровых камерах и компьютерных дисплеях, в цветовое пространство YCbCr, которое используется при сжатии JPEG. Это преобразование разделяет изображение на компонент яркости (Y), который представляет уровни яркости, и два компонента цветности (Cb и Cr), которые представляют цветовую информацию. Это полезно для сжатия, потому что человеческий глаз более чувствителен к изменениям яркости, чем к цвету, что позволяет более агрессивно сжимать компоненты цветности без существенного влияния на воспринимаемое качество изображения.

Субдискретизация — это процесс, который использует более низкую чувствительность человеческого глаза к деталям цвета, уменьшая разрешение компонентов цветности относительно компонента яркости. Общие коэффициенты субдискретизации включают 4:4:4 (без субдискретизации), 4:2:2 (уменьшение горизонтального разрешения цветности вдвое) и 4:2:0 (уменьшение как горизонтального, так и вертикального разрешения цветности вдвое). Выбор коэффициента субдискретизации может влиять на баланс между качеством изображения и размером файла.

Дискретное косинусное преобразование (DCT) применяется к небольшим блокам изображения (обычно 8x8 пикселей) для преобразования данных пространственной области в частотную область. Этот шаг имеет решающее значение для сжатия JPEG, поскольку он позволяет разделять детали изображения на компоненты различной важности, причем компоненты с более высокой частотой часто менее заметны для человеческого глаза. Затем эти компоненты можно квантовать или уменьшить точность для достижения сжатия.

Квантование — это процесс сопоставления диапазона значений одному квантовому значению, что фактически снижает точность коэффициентов DCT. Именно здесь проявляется природа сжатия JPEG с потерями, поскольку часть информации изображения отбрасывается. Степень квантования определяется таблицами квантования, указанными в сегменте DQT, и ее можно регулировать для баланса качества изображения и размера файла.

Заключительным этапом процесса сжатия JPEG является энтропийное кодирование, которое является формой сжатия без потерь. Наиболее распространенным методом, используемым в JPEG, является кодирование Хаффмана, которое назначает более короткие коды более частым значениям и более длинные коды менее частым значениям. Это уменьшает общий размер данных изображения без дальнейшей потери информации.

В дополнение к стандартным методам сжатия JPEG формат JPS также может включать специальные метаданные, относящиеся к стереоскопической природе изображений. Эти метаданные могут включать информацию о настройках параллакса, точках схождения и любых других данных, которые могут потребоваться для правильного отображения 3D-эффекта. Эти метаданные обычно хранятся в сегментах APP файла.

Формат JPS поддерживается различными программными приложениями и устройствами, включая 3D-телевизоры, VR-гарнитуры и специализированные просмотрщики фотографий. Однако он не так широко поддерживается, как стандартный формат JPEG, поэтому пользователям может потребоваться использовать специальное программное обеспечение или конвертировать файлы JPS в другой формат для более широкой совместимости.

Одной из проблем с форматом JPS является обеспечение правильного выравнивания левого и правого изображений и правильного параллакса. Неправильное выравнивание или неправильный параллакс может привести к дискомфорту при просмотре и может вызвать напряжение глаз или головные боли. Поэтому фотографам и 3D-художникам важно тщательно захватывать или создавать изображения с правильными стереоскопическими параметрами.

В заключение, формат изображений JPS — это специализированный формат файлов, предназначенный для хранения и отображения стереоскопических изображений. Он основан на устоявшихся методах сжатия JPEG для создания компактного и эффективного способа хранения 3D-фотографий. Хотя он предлагает уникальные впечатления от просмотра, для просмотра изображений в 3D требуется совместимое оборудование или программное обеспечение, и он может представлять проблемы с точки зрения выравнивания и параллакса. Несмотря на эти проблемы, формат JPS остается ценным инструментом для фотографов, 3D-художников и энтузиастов, которые хотят запечатлеть и передавать глубину и реализм мира в цифровом формате.