Định dạng tệp
TIFF là gì? Định dạng cho scan, in ấn và lưu trữ
TIFF là định dạng ảnh không mất dữ liệu của bản scan, tệp in và kho lưu trữ. Bài viết giải thích cấu trúc, các tùy chọn nén và cách chuyển đổi những tệp TIFF dung lượng lớn.
Tác giả: Hemen Dönüştür Editör EkibiNgày đăng: 11 phút đọc
TIFF là ngôn ngữ chung của tài liệu scan, ảnh chụp chuyên nghiệp, tệp in và ảnh vệ tinh. Lưu trữ không mất dữ liệu, độ sâu bit cao, hỗ trợ CMYK và nhiều trang trong một tệp khiến nó trở nên không thể thiếu với người làm lưu trữ và nhà in. Chính sự linh hoạt đó cũng làm tệp nặng khủng khiếp và khiến TIFF gần như vắng bóng trên web. Bài viết này trình bày lịch sử của TIFF từ Aldus đến Adobe, cấu trúc dựa trên thẻ, các tùy chọn nén, các phần mở rộng như GeoTIFF, các lỗi thường gặp và cách chuyển tệp TIFF sang JPG hoặc PNG.
TIFF là gì?
TIFF (Tagged Image File Format) là định dạng tệp dựa trên thẻ (tag), được thiết kế để lưu ảnh raster và trao đổi chúng giữa các chương trình. Phần mở rộng là .tif và .tiff, kiểu MIME là image/tiff. Theo lời của đặc tả TIFF 6.0, TIFF không phải ngôn ngữ máy in hay ngôn ngữ mô tả trang; mục đích của nó là mô tả và lưu trữ dữ liệu ảnh raster.
Điều làm TIFF khác biệt là nó không gắn với một phương pháp nén hay mô hình màu duy nhất. Library of Congress mô tả TIFF là lớp vỏ bọc cho nhiều kiểu mã hóa luồng bit khác nhau, có thể dùng các sơ đồ nén và cách biểu diễn màu khác nhau.
Lịch sử: Aldus, Microsoft và Adobe
- Mùa thu năm 1986: Sau một loạt cuộc họp với các nhà sản xuất máy scan và nhà phát triển phần mềm, Aldus Corporation công bố đặc tả TIFF đầu tiên. Vì đã có hai bản thảo lớn trước đó, phiên bản này thực chất là "3.0". Mục tiêu là một định dạng chung cho máy scan để bàn.
- Tháng 4 năm 1987: Bản sửa đổi 4.0, chủ yếu là các cải tiến nhỏ.
- Tháng 10 năm 1988: Bản sửa đổi 5.0, của Aldus và Microsoft, bổ sung ảnh màu bảng màu và nén LZW.
- Ngày 3 tháng 6 năm 1992: TIFF Revision 6.0, đến nay vẫn là nền tảng, được công bố. Nó bổ sung định nghĩa ảnh CMYK, YCbCr và CIE L*a*b*, ảnh chia ô (tile) và nén JPEG, đồng thời chia đặc tả thành "Baseline" (cơ bản) và "Extensions" (mở rộng).
- Năm 1994: Adobe mua lại Aldus và cùng với đó là quyền đối với đặc tả TIFF.
- Năm 1995 và 2002: Hai phần bổ sung ra đời dưới dạng ghi chú kỹ thuật của PageMaker và Photoshop. Phần bổ sung năm 2002 định nghĩa nén Deflate (ZIP) và sửa lại phần mô tả có sai sót trước đây về nén JPEG trong TIFF.
Cấu trúc kỹ thuật
Phần đầu và thứ tự byte
Mọi tệp TIFF đều bắt đầu bằng phần đầu 8 byte. Hai byte đầu cho biết thứ tự byte: II (Intel, little-endian) hoặc MM (Motorola, big-endian). Tiếp theo là số 42 và vị trí của thư mục tệp ảnh (IFD) đầu tiên. Ở hệ thập lục phân, một tệp TIFF bắt đầu bằng 49 49 2A 00 hoặc 4D 4D 00 2A.
IFD và thẻ
IFD (Image File Directory) là danh sách các trường mô tả hình ảnh. Mỗi trường là một bản ghi 12 byte: số hiệu thẻ, kiểu dữ liệu, số lượng giá trị và chính giá trị hoặc vị trí của nó. Các thẻ cốt lõi gồm ImageWidth, ImageLength, BitsPerSample, Compression, PhotometricInterpretation, XResolution và YResolution, cùng vị trí dữ liệu (StripOffsets hoặc TileOffsets). Vì trình đọc có thể bỏ qua những thẻ nó không hiểu, định dạng này rất dễ mở rộng; đó vừa là sức mạnh của TIFF, vừa là nguồn gốc của các vấn đề tương thích.
Dải, ô và tệp nhiều trang
Dữ liệu điểm ảnh được lưu thành các dải ngang (strip), hoặc thành các ô vuông (tile) được giới thiệu từ TIFF 6.0. Các ô cho phép phần mềm chỉ đọc phần đang hiển thị của một ảnh rất lớn, điều quan trọng với bản đồ và ảnh hiển vi. Vì mỗi IFD còn trỏ tới IFD tiếp theo, một tệp duy nhất có thể chứa nhiều ảnh (subfile). Fax nhiều trang và tài liệu scan được lưu theo cách này, và TIFF-FX (RFC 3949) định nghĩa một định dạng dựa trên TIFF cho fax qua internet.
Giới hạn dung lượng tệp và BigTIFF
Theo TIFF 6.0, tệp TIFF lớn nhất có thể có là 2^32 byte, khoảng 4 GB, vì các vị trí được ghi bằng số 32 bit. BigTIFF, dùng vị trí 64 bit, được phát triển cho những ảnh cực lớn, nhưng mức hỗ trợ của ứng dụng vẫn còn hạn chế.
Mô hình màu, độ sâu bit và độ trong suốt
TIFF 6.0 định nghĩa ảnh hai mức (đen trắng), thang xám, bảng màu và RGB là các tính năng Baseline. Phần mở rộng bổ sung CMYK cho in ấn, YCbCr cho video và JPEG, và CIE L*a*b* độc lập với thiết bị. Ngoài 8 bit mỗi kênh, còn có thể dùng mẫu 16 bit (thậm chí số thực dấu phẩy động); TIFF 16 bit phổ biến trong nhiếp ảnh chuyên nghiệp và ảnh khoa học. Các kênh bổ sung (ExtraSamples) có thể được khai báo là alpha, nên TIFF mang được độ trong suốt. Các chương trình như Photoshop còn có thể ghi lớp (layer) vào TIFF bằng các thẻ riêng của chúng, nhưng không phải chương trình nào cũng đọc được các lớp đó.
Các tùy chọn nén
| Phương pháp | Mất dữ liệu | Phù hợp nhất cho |
|---|---|---|
| Không nén (1) | Không mất dữ liệu | Tương thích rộng nhất, tệp nặng nhất |
| CCITT Group 3 / Group 4 | Không mất dữ liệu | Bản scan đen trắng và fax |
| PackBits (32773) | Không mất dữ liệu | Mã hóa độ dài loạt đơn giản, vùng phẳng |
| LZW (5) | Không mất dữ liệu | Đa dụng; tiết kiệm vừa phải với ảnh chụp và đồ họa |
| Deflate / ZIP (8) | Không mất dữ liệu | Thường nén tốt hơn LZW một chút |
| JPEG | Có mất dữ liệu | Ảnh chụp; tệp nhỏ hơn với cái giá là chất lượng |
Năm 1992, LZW bị chuyển từ phần Baseline sang phần Extensions vì vấn đề giấy phép. Theo Library of Congress, bằng sáng chế liên quan đã hết hạn năm 2003 tại Mỹ và năm 2004 tại châu Âu và Nhật Bản, nên ngày nay LZW được dùng tự do.
Các công dụng điển hình
- Scan và lưu trữ số: TIFF được dùng rộng rãi làm định dạng bản gốc (master) cho ảnh scan. Library of Congress cho biết vào đầu năm 2022 họ lưu giữ hơn 3,5 petabyte tệp TIFF, và các hướng dẫn FADGI mà cơ quan này góp phần dẫn dắt dùng TIFF cho tệp bản gốc.
- In ấn và xuất bản: Hỗ trợ CMYK và lưu trữ không mất dữ liệu đã đưa TIFF thành chuẩn mực cho hình ảnh gửi in trong nhiều năm.
- Nhiếp ảnh chuyên nghiệp: Các bản gốc 16 bit xuất từ tệp RAW thường được lưu dưới dạng TIFF. Nhiều định dạng ảnh thô của máy ảnh tự thân cũng dựa trên cấu trúc TIFF (TIFF/EP, ISO 12234-2).
- Hệ thống thông tin địa lý (GeoTIFF): Được phát triển vào đầu thập niên 1990, GeoTIFF bổ sung thông tin tọa độ và phép chiếu vào các thẻ TIFF. Bản sửa đổi 1.0 được định nghĩa vào tháng 11 năm 1995; ngày nay nó là tiêu chuẩn OGC GeoTIFF 1.1 và được dùng rộng rãi cho ảnh vệ tinh, ảnh hàng không và mô hình độ cao.
- Y học và khoa học: Kính hiển vi, kính thiên văn và thiết bị phòng thí nghiệm chọn TIFF vì độ sâu bit cao và lưu trữ không mất dữ liệu.
- Fax: TIFF đen trắng nhiều trang, nén CCITT là định dạng fax kinh điển.
Mức hỗ trợ
Ứng dụng Ảnh của Windows, Preview trên macOS, Photoshop, GIMP, Affinity Photo và các phần mềm GIS như QGIS đều mở được TIFF. Với web thì khác: theo MDN, các trình duyệt ngoài Safari không hiển thị ảnh TIFF một cách tự nhiên, nên TIFF không được dùng cho nội dung web, dù việc cung cấp tệp TIFF để tải về phục vụ chỉnh sửa chính xác hay in ấn vẫn khá phổ biến.
Ưu điểm và nhược điểm
| Ưu điểm | Nhược điểm |
|---|---|
| Lưu trữ không mất dữ liệu, độ sâu 16 bit trở lên | Tệp rất nặng |
| Hỗ trợ CMYK, Lab và hồ sơ ICC | Các trình duyệt ngoài Safari không hiển thị |
| Tệp nhiều trang và chia ô | Sự đa dạng của thẻ và kiểu nén gây vấn đề tương thích |
| Được các cơ quan lưu trữ khuyến nghị, có tài liệu đầy đủ | Giới hạn 4 GB ở TIFF tiêu chuẩn |
| Mở rộng được: GeoTIFF, TIFF/EP, TIFF-FX | Không thiết thực cho email và biểu mẫu tải lên |
Các lỗi thường gặp và cách khắc phục
Tệp TIFF quá nặng
Một trang scan duy nhất ở dạng TIFF có thể nặng hàng chục megabyte. Để chia sẻ, chuyển TIFF sang JPG thường đưa dung lượng xuống còn vài trăm kilobyte. Để giữ chi tiết mà không mất dữ liệu, hãy chuyển TIFF sang PNG; so với TIFF không nén, tệp PNG thường nhỏ hơn nhiều. Hãy giữ bản lưu trữ ở dạng TIFF; lưu lại bản đó với nén LZW hoặc Deflate cũng tiết kiệm dung lượng mà không mất dữ liệu.
Một chương trình hoặc trang web không mở được TIFF
Hoặc chương trình hoàn toàn không hỗ trợ TIFF, hoặc tệp dùng kiểu nén, mô hình màu (CMYK, Lab) hay độ sâu bit mà nó không xử lý được. Chuyển sang JPG hoặc PNG giải quyết được cả hai trường hợp.
Chỉ trang đầu tiên của TIFF nhiều trang hiển thị
Nhiều trình xem và trình chuyển đổi chỉ đọc IFD đầu tiên. Các công cụ chuyển đổi TIFF của chúng tôi cũng chỉ chuyển trang đầu tiên. Nếu cần mọi trang, hãy tách tệp thành các trang đơn trước; sau khi chuyển các trang sang JPG, bạn có thể gộp chúng thành một tệp PDF bằng JPG sang PDF.
Màu sắc thay đổi sau khi chuyển đổi
Tệp TIFF CMYK hoặc gam màu rộng chuẩn bị cho in ấn được chuyển về sRGB cho màn hình và web, và đặc biệt các màu bão hòa có thể lệch đi đôi chút. Tệp 16 bit cũng bị giảm xuống 8 bit mỗi kênh trong JPG và PNG.
Không lưu được tệp lớn hơn 4 GB
Bạn đã chạm đến giới hạn của TIFF tiêu chuẩn. Hãy lưu bằng một chương trình hỗ trợ BigTIFF, hoặc chia hình ảnh thành nhiều phần.
Mẹo chuyển đổi
- JPG để chia sẻ và dùng trên web: Kết quả nhỏ nhất, tương thích nhất cho ảnh chụp và bản scan màu.
- PNG cho chữ, nét vẽ và chỉnh sửa: Không mất dữ liệu, nên các cạnh sắc vẫn nguyên vẹn.
- Vẫn còn quá nặng? Thu nhỏ tệp đã chuyển đổi bằng công cụ thay đổi kích thước ảnh, hoặc đưa nó về dung lượng mục tiêu bằng công cụ nén ảnh; cả hai công cụ đều chạy ngay trong trình duyệt của bạn.
- Giữ bản gốc: Hãy lưu trữ bản gốc của mọi tệp TIFF bạn chuyển sang JPG; chuyển từ JPG ngược lại TIFF không lấy lại được chi tiết đã mất.
Lưu ý: vì phần lớn trình duyệt không đọc được TIFF, trên các trang chuyển đổi TIFF của chúng tôi, tệp được tải lên máy chủ qua kết nối bảo mật, chuyển đổi tại đó và bị xóa chậm nhất trong vòng 30 phút.
Câu hỏi thường gặp
TIF và TIFF có khác nhau không?
Không. Cả hai đều là phần mở rộng của cùng một định dạng; .tif có từ thời các hệ thống cũ giới hạn phần mở rộng ở ba ký tự.
TIFF có phải định dạng không mất dữ liệu?
Phần lớn là đúng. TIFF không nén, nén LZW, Deflate, PackBits và CCITT đều không mất dữ liệu. TIFF nén JPEG thì có mất dữ liệu.
Vì sao tệp TIFF nặng như vậy?
TIFF thường lưu điểm ảnh mà không nén có mất dữ liệu, và thường ở độ sâu bit cao. Một tệp JPG của cùng bức ảnh nhỏ hơn nhiều nhờ nén có mất dữ liệu.
Nên gửi TIFF hay PDF cho nhà in?
TIFF vẫn được chấp nhận rộng rãi cho ảnh đơn lẻ; với bản dàn trang kết hợp chữ và hình ảnh, nhà in thường yêu cầu PDF. Hãy kiểm tra yêu cầu của nhà in trước khi gửi.
GeoTIFF có mở được trong trình xem TIFF thông thường không?
Có, phần hình ảnh mở được như mọi tệp TIFF. Đọc thông tin tọa độ và phép chiếu cần phần mềm GIS như QGIS, và thông tin đó sẽ mất khi bạn chuyển sang JPG hoặc PNG.
