قالب‌های فایل
TIFF چیست؟ فرمت اسکن، چاپ و بایگانی
TIFF فرمت تصویر بدون اتلافِ اسکن‌ها، فایلهای چاپی و بایگانی‌هاست. ساختار، گزینه‌های فشردهسازی و روش تبدیل فایلهای حجیم TIFF را توضیح می‌دهیم.
نویسنده: Hemen Dönüştür Editör Ekibiتاریخ انتشار: 9 دقیقه مطالعه
TIFF زبان مشترک اسناد اسکن‌شده، عکس‌های حرفه‌ای، فایلهای چاپی و تصاویر ماهواره‌ای است. ذخیره‌سازی بدون اتلاف، عمق بیت بالا، پشتیبانی از CMYK و چند صفحه در یک فایل آن را برای بایگانان و چاپخانهها ضروری کرده است. همین انعطاف فایل‌ها را بسیار حجیم میکند و TIFF را تقریباً به‌کلی از وب دور نگه می‌دارد. این مقاله تاریخچهٔ TIFF از Aldus تا Adobe، ساختار مبتنی بر تگ، گزینه‌های فشردهسازی، افزونه‌هایی مانند GeoTIFF، مشکلات رایج و روش تبدیل فایلهای TIFF به JPG یا PNG را بررسی میکند.
TIFF چیست؟
TIFF (Tagged Image File Format) فرمت فایلی مبتنی بر تگ است که برای ذخیرهٔ تصاویر شطرنجی و تبادل آن‌ها میان برنامه‌ها طراحی شده است. پسوندهای آن .tif و .tiff و نوع MIME آن image/tiff است. به بیان مشخصهٔ TIFF 6.0، این فرمت زبان چاپگر یا زبان توصیف صفحه نیست؛ هدفش توصیف و ذخیرهٔ دادهٔ تصویر شطرنجی است.
آنچه TIFF را متمایز میکند این است که به یک روش فشردهسازی یا مدل رنگ واحد وابسته نیست. Library of Congress، TIFF را پوششی برای کدگذاری‌های مختلف جریان بیت توصیف میکند که می‌توانند از طرح‌های فشردهسازی و نمایش‌های رنگی متفاوتی استفاده کنند.
تاریخچه: Aldus، Microsoft و Adobe
- پاییز 1986: پس از مجموعه‌ای از جلسه‌ها با سازندگان اسکنر و توسعه‌دهندگان نرمافزار، Aldus Corporation نخستین مشخصهٔ TIFF را منتشر کرد. چون دو پیش‌نویس اصلی پیش از آن وجود داشت، این نسخه در عمل «3.0» است. هدف، فرمتی مشترک برای اسکنرهای رومیزی بود.
- آوریل 1987: ویرایش 4.0، بیشتر با بهبودهای جزئی.
- اکتبر 1988: ویرایش 5.0 از Aldus و Microsoft، تصاویر رنگی پالتی و فشردهسازی LZW را اضافه کرد.
- 3 ژوئن 1992: ویرایش 6.0 TIFF که هنوز هم مبنای امروز است منتشر شد. تعریف تصاویر CMYK، YCbCr و CIE L*a*b*، تصاویر کاشی‌شده و فشردهسازی JPEG را اضافه کرد و مشخصه را به دو بخش «Baseline» و «Extensions» تقسیم کرد.
- 1994: Adobe شرکت Aldus و همراه با آن حقوق مشخصهٔ TIFF را خرید.
- 1995 و 2002: دو ضمیمه به صورت یادداشت‌های فنی PageMaker و Photoshop منتشر شدند. ضمیمهٔ 2002 فشردهسازی Deflate (ZIP) را تعریف کرد و توصیف معیوب پیشین فشردهسازی JPEG در TIFF را اصلاح کرد.
ساختار فنی
سرآیند و ترتیب بایت
هر فایل TIFF با یک سرآیند 8 بایتی شروع میشود. دو بایت نخست ترتیب بایت را مشخص میکنند: II (Intel، little-endian) یا MM (Motorola، big-endian). پس از آن عدد 42 و فاصلهٔ بایتی نخستین دایرکتوری فایل تصویر (IFD) می‌آید. در مبنای شانزده، TIFF یا با 49 49 2A 00 شروع میشود یا با 4D 4D 00 2A.
IFDها و تگ‌ها
IFD (Image File Directory) فهرستی از فیلدهاست که تصویر را توصیف میکنند. هر فیلد یک رکورد 12 بایتی است: شمارهٔ تگ، نوع داده، تعداد مقادیر و خود مقدار یا فاصلهٔ بایتی آن. تگ‌های اصلی شامل ImageWidth، ImageLength، BitsPerSample، Compression، PhotometricInterpretation، XResolution و YResolution و همچنین محل داده (StripOffsets یا TileOffsets) هستند. چون خواننده‌ها می‌توانند از تگ‌هایی که نمی‌فهمند بگذرند، گسترش فرمت آسان است؛ این هم نقطهٔ قوت TIFF است و هم سرچشمهٔ مشکلات سازگاری‌اش.
نوارها، کاشی‌ها و فایلهای چندصفحه‌ای
داده‌های پیکسل در نوارهای افقی (strip) یا در کاشی‌های مربعی (tile) که با TIFF 6.0 معرفی شدند ذخیره می‌شوند. کاشی‌ها اجازه می‌دهند نرمافزار فقط بخش قابل‌مشاهدهٔ یک تصویر بسیار بزرگ را بخواند که برای نقشه‌ها و میکروسکوپی اهمیت دارد. چون هر IFD به IFD بعدی هم اشاره میکند، یک فایل واحد می‌تواند چند تصویر (subfile) داشته باشد. فکس‌های چندصفحه‌ای و اسناد اسکن‌شده این‌گونه ذخیره می‌شوند و TIFF-FX (RFC 3949) فرمتی مبتنی بر TIFF برای فکس اینترنتی تعریف میکند.
محدودیت حجم فایل و BigTIFF
طبق TIFF 6.0، بزرگ‌ترین فایل TIFF ممکن 2^32 بایت یعنی حدود 4 GB است، چون فاصله‌های بایتی با عددهای 32 بیتی نوشته می‌شوند. BigTIFF که از فاصله‌های 64 بیتی استفاده میکند برای تصاویر بسیار بزرگ توسعه یافت، اما پشتیبانی برنامه‌ها از آن محدود مانده است.
مدل‌های رنگ، عمق بیت و شفافیت
TIFF 6.0 تصاویر دوسطحی (سیاه و سفید)، خاکستری، پالتی و RGB را جزو قابلیت‌های Baseline تعریف میکند. افزونه‌ها CMYK را برای چاپ، YCbCr را برای ویدیو و JPEG و CIE L*a*b* مستقل از دستگاه را اضافه میکنند. افزون بر 8 بیت برای هر کانال، نمونه‌های 16 بیتی (حتی ممیز شناور) هم ممکن است؛ TIFF شانزده‌بیتی در عکاسی حرفه‌ای و تصویربرداری علمی رایج است. کانال‌های اضافی (ExtraSamples) را می‌توان به‌عنوان آلفا اعلام کرد، بنابراین TIFF می‌تواند شفافیت را حمل کند. برنامه‌هایی مانند Photoshop هم می‌توانند با تگ‌های خصوصی خود لایه‌ها را در TIFF بنویسند، اما هر برنامه‌ای نمی‌تواند این لایه‌ها را بخواند.
گزینه‌های فشردهسازی
| روش | اتلاف | بهترین کاربرد |
|---|---|---|
| بدون فشردهسازی (1) | بدون اتلاف | گسترده‌ترین سازگاری، بزرگ‌ترین فایل‌ها |
| CCITT Group 3 / Group 4 | بدون اتلاف | اسکن‌های سیاه و سفید و فکس |
| PackBits (32773) | بدون اتلاف | کدگذاری سادهٔ طول اجرا، نواحی یکدست |
| LZW (5) | بدون اتلاف | همه‌منظوره؛ بهرهٔ متوسط در عکس‌ها و گرافیک‌ها |
| Deflate / ZIP (8) | بدون اتلاف | معمولاً کمی بهتر از LZW فشرده میکند |
| JPEG | با اتلاف | عکس‌ها؛ فایلهای کوچکتر به بهای کیفیت |
در سال 1992 به دلیل مسائل مجوز، LZW از بخش Baseline به بخش Extensions منتقل شد. طبق Library of Congress، حق ثبت اختراع مربوط در سال 2003 در آمریکا و در سال 2004 در اروپا و ژاپن منقضی شد، بنابراین امروز استفاده از LZW آزاد است.
کاربردهای معمول
- اسکن و بایگانی دیجیتال: TIFF بهطور گسترده به‌عنوان فرمت نسخهٔ اصلی (master) تصاویر اسکن‌شده به کار میرود. Library of Congress گزارش می‌دهد که در اوایل 2022 بیش از 3.5 پتابایت فایل TIFF در اختیار داشته است و رهنمودهای FADGI که این کتابخانه در رهبری‌اش نقش دارد، برای فایلهای اصلی از TIFF استفاده میکنند.
- چاپ و نشر: پشتیبانی از CMYK و ذخیره‌سازی بدون اتلاف، TIFF را سال‌ها به استاندارد تصاویری تبدیل کرد که به چاپ فرستاده می‌شدند.
- عکاسی حرفه‌ای: نسخه‌های اصلی 16 بیتی که از فایلهای RAW خروجی گرفته می‌شوند اغلب به صورت TIFF ذخیره می‌شوند. بسیاری از فرمت‌های خام دوربین خودشان بر پایهٔ ساختار TIFF هستند (TIFF/EP، ISO 12234-2).
- سیستمهای اطلاعات جغرافیایی (GeoTIFF): GeoTIFF که در اوایل دههٔ 1990 توسعه یافت، اطلاعات مختصات و تصویرسازی نقشه را به تگ‌های TIFF اضافه میکند. ویرایش 1.0 آن در نوامبر 1995 تعریف شد؛ امروز استاندارد OGC GeoTIFF 1.1 است و بهطور گسترده برای تصاویر ماهواره‌ای و هوایی و مدل‌های ارتفاعی به کار میرود.
- پزشکی و علوم: میکروسکوپ‌ها، تلسکوپ‌ها و ابزارهای آزمایشگاهی به خاطر عمق بیت بالا و ذخیره‌سازی بدون اتلاف، TIFF را برمی‌گزینند.
- فکس: TIFF سیاه و سفید چندصفحه‌ای با فشردهسازی CCITT فرمت کلاسیک فکس است.
پشتیبانی
Windows Photos، Preview در macOS، Photoshop، GIMP، Affinity Photo و نرم‌افزارهای GIS مانند QGIS فایل TIFF را باز میکنند. وب ماجرای دیگری است: طبق MDN، مرورگرها به‌جز Safari تصاویر TIFF را بهطور بومی نمایش نمی‌دهند؛ بنابراین TIFF در محتوای وب به کار نمی‌رود، هرچند ارائهٔ فایلهای TIFF برای دانلود جهت ویرایش دقیق یا چاپ رایج است.
نقاط قوت و ضعف
| نقاط قوت | نقاط ضعف |
|---|---|
| ذخیره‌سازی بدون اتلاف، عمق بیت 16 و بالاتر | فایلهای بسیار حجیم |
| پشتیبانی از CMYK، Lab و پروفایل‌های ICC | مرورگرها به‌جز Safari آن را نمایش نمی‌دهند |
| فایلهای چندصفحه‌ای و کاشی‌بندی | تنوع تگ‌ها و روش‌های فشردهسازی مشکلات سازگاری ایجاد میکند |
| توصیه‌شده توسط بایگانی‌ها، مستندسازی خوب | محدودیت 4 GB در TIFF استاندارد |
| گسترش‌پذیر: GeoTIFF، TIFF/EP، TIFF-FX | برای ایمیل و فرم‌های بارگذاری ناکارآمد |
مشکلات رایج و راه‌حل آن‌ها
فایل TIFF بیش از حد بزرگ است
یک صفحهٔ اسکن‌شده به صورت TIFF می‌تواند ده‌ها مگابایت باشد. برای اشتراک‌گذاری، تبدیل TIFF به JPG معمولاً حجم را به چند صد کیلوبایت می‌رساند. برای حفظ بدون اتلاف جزئیات، TIFF را به PNG تبدیل کنید؛ در مقایسه با TIFF بدون فشردهسازی، PNG اغلب بسیار کوچکتر است. نسخهٔ بایگانی را TIFF نگه دارید؛ ذخیرهٔ دوبارهٔ آن با فشردهسازی LZW یا Deflate هم بدون اتلاف فضا صرفه‌جویی میکند.
یک برنامه یا وب‌سایت TIFF را باز نمی‌کند
یا برنامه اصلاً از TIFF پشتیبانی نمی‌کند، یا فایل از فشردهسازی، مدل رنگ (CMYK، Lab) یا عمق بیتی استفاده میکند که برنامه از پسش برنمی‌آید. تبدیل به JPG یا PNG در هر دو حالت جواب می‌دهد.
از یک TIFF چندصفحه‌ای فقط صفحهٔ اول نمایش داده میشود
بسیاری از نمایشگرها و مبدل‌ها فقط نخستین IFD را می‌خوانند. مبدل‌های TIFF ما هم فقط صفحهٔ اول را تبدیل میکنند. اگر به همهٔ صفحه‌ها نیاز دارید، ابتدا فایل را به صفحه‌های تکی تقسیم کنید؛ پس از تبدیل صفحه‌ها به JPG می‌توانید با تبدیل JPG به PDF آن‌ها را در یک PDF واحد ترکیب کنید.
رنگ‌ها پس از تبدیل تغییر کردند
فایلهای TIFF با CMYK یا گسترهٔ رنگ وسیع که برای چاپ آماده شده‌اند برای صفحه‌نمایش و وب به sRGB تبدیل می‌شوند و به‌ویژه رنگ‌های اشباع ممکن است کمی جابه‌جا شوند. فایلهای 16 بیتی هم در JPG و PNG به 8 بیت برای هر کانال کاهش می‌یابند.
فایلی بزرگ‌تر از 4 GB ذخیره نمی‌شود
به محدودیت TIFF استاندارد رسیده‌اید. با برنامه‌ای که از BigTIFF پشتیبانی میکند ذخیره کنید یا تصویر را به چند بخش تقسیم کنید.
نکته‌های تبدیل
- JPG برای اشتراک‌گذاری و وب: کوچک‌ترین و سازگارترین نتیجه برای عکس‌ها و اسکن‌های رنگی.
- PNG برای متن، طراحی خطی و ویرایش: بدون اتلاف، بنابراین لبه‌های تیز سالم می‌مانند.
- هنوز بیش از حد بزرگ است؟ فایل تبدیل‌شده را با تغییر اندازهٔ تصویر کوچک کنید یا با فشردهسازی تصویر به حجم هدف برسانید؛ هر دو ابزار در مرورگر شما اجرا می‌شوند.
- نسخهٔ اصلی را نگه دارید: اصل هر TIFF را که به JPG تبدیل می‌کنید بایگانی کنید؛ برگشتن از JPG به TIFF جزئیات ازدست‌رفته را برنمی‌گرداند.
توجه: چون بیشتر مرورگرها نمی‌توانند TIFF را بخوانند، در صفحه‌های تبدیل TIFF ما فایل‌ها از طریق اتصالی امن روی سرورهای ما آپلود می‌شوند، همان‌جا تبدیل می‌شوند و حداکثر ظرف 30 دقیقه حذف می‌شوند.
پرسش‌های متداول
آیا میان TIF و TIFF تفاوتی هست؟
نه. هر دو پسوند یک فرمتاند؛ .tif یادگار سیستمهای قدیمیتری است که پسوندها را به سه نویسه محدود میکردند.
آیا TIFF بدون اتلاف است؟
در بیشتر موارد بله. TIFFهای بدون فشردهسازی و با فشردهسازی LZW، Deflate، PackBits و CCITT بدون اتلافاند. TIFF با فشردهسازی JPEG با اتلاف است.
چرا فایلهای TIFF اینقدر بزرگاند؟
TIFF معمولاً پیکسلها را بدون فشردهسازی با اتلاف و اغلب با عمق بیت بالا ذخیره میکند. JPG همان تصویر به لطف فشردهسازی با اتلاف بسیار کوچکتر است.
برای چاپخانه TIFF بفرستم یا PDF؟
TIFF برای تصاویر تکی هنوز بهطور گسترده پذیرفته میشود؛ برای صفحهآراییهایی که متن و تصویر را ترکیب میکنند، چاپخانهها معمولاً PDF میخواهند. پیش از ارسال، شرایط چاپخانه را بررسی کنید.
آیا GeoTIFF در یک نمایشگر TIFF معمولی باز میشود؟
بله، بخش تصویر مانند هر TIFF دیگری باز میشود. خواندن اطلاعات مختصات و تصویرسازی نقشه به نرمافزار GIS مانند QGIS نیاز دارد و این اطلاعات هنگام تبدیل به JPG یا PNG از دست میرود.
