Portable Anymap

Portable Anymap (abgekürzt PNM) ist eine Familie von einfachen Dateiformaten zur Speicherung von Rastergrafiken.

Zu den PNM-Formaten gehören die Dateiformate:

Portable Bitmap (PBM),
Portable Graymap (PGM) und
Portable Pixmap (PPM)

Der Aufbau des Dateikopfs aller drei Dateiformate ist identisch. Die Bilddaten unterscheiden sich im Wertebereich bzw. der Wortbreite und können als dezimal kodierte Werte im ASCII-Format oder binär kodiert vorliegen.

Geschichte

Die PNM-Formate wurden in den 1980er Jahren zur einfachen Übertragung von Bitmaps zwischen verschiedenen Rechnersystemen entwickelt. Zusammen mit dem später entwickelten Dateiformat PAM (Portable Arbitrary Map) bilden die PNM-Formate die Familie der Netpbm-Formate.

Dateiformat

Kopfdaten

Der Dateikopf ist folgendermaßen aufgebaut:

Magischer Wert: Kennzeichnet das Format der Bilddaten
Leerraum
Breite des Bilds (dezimal in ASCII kodiert)
Leerraum
Höhe des Bilds (dezimal in ASCII kodiert)
Leerraum

Bei Graustufen- (PGM) und Farbbildern (PPM) zusätzlich noch:

Maximalwert für die Helligkeit (dezimal in ASCII kodiert)
Leerraum

Gültiger Leerraum ist eine Zeichenkette aus einem oder mehreren der folgenden Zeichen: Leerzeichen, Tabulator, Wagenrücklauf (carriage return) und Zeilenvorschub (line feed).^[1] Bei binärer Kodierung der Bilddaten muss der letzte Leerraum am Ende des Dateikopfs aus genau einem Zeichen bestehen.

Außerdem können noch Kommentarzeilen im Dateikopf untergebracht werden. Sie müssen mit einem Doppelkreuz (#) am Zeilenanfang gekennzeichnet werden.

Zulässige Werte für den Dateityp (Magic Number) sind:

Magic Number	Dateityp	Kodierung
`P1`	Portable Bitmap	ASCII
`P2`	Portable Graymap	ASCII
`P3`	Portable Pixmap	ASCII
`P4`	Portable Bitmap	Binär
`P5`	Portable Graymap	Binär
`P6`	Portable Pixmap	Binär

Das später entwickelte, verwandte Format Portable Arbitrary Map beginnt mit der Magic Number P7.

Bilddaten

Auf den Kopfbereich folgen die eigentlichen Bilddaten in Form von Helligkeitswerten der einzelnen Pixel bzw. für jeden Farbkanal eines Pixels, entweder dezimal in ASCII oder binär kodiert. Die Werte werden zeilenweise angegeben, beginnend mit der obersten Pixelzeile, und in einer Zeile von links nach rechts. Die Reihenfolge der Farbwerte eines Pixels ist Rot, Grün, Blau.

Zulässige Wertebereiche für die Farb- bzw. Helligkeitswerte sind:

Dateityp	maximaler Wertebereich	Bits je Pixel bei Binärkodierung
Portable Bitmap	0 und 1	1 Bit
Portable Graymap	0 … 255 bzw. 0 … 65535	8 Bit bzw. 16 Bit
Portable Pixmap	0 … 255 bzw. 0 … 65535	24 bzw. 48 Bit

Bei Speicherung im ASCII-Format wird jeder Bildpunkt als Dezimalzahl mit einem Byte je Ziffer (ASCII-Code der Ziffer) gespeichert. Vor und nach jedem Wert muss ein Leerraum stehen (z. B. Leerzeichen oder Zeilentrenner). Eine Zeile sollte nicht länger als 70 Zeichen sein.

Bei binärer Speicherung folgen die Werte unmittelbar auf den Dateikopf und zwischen ihnen stehen keine Trennzeichen. Zeilenumbrüche oder andere Textformatierungen sind nicht erlaubt, denn sie würden als Bildpunkte interpretiert.

Eine Bitmap belegt für jeden Wert eines Pixels nur ein Bit, also beträgt der Platzbedarf ein Byte je acht Pixel. Innerhalb eines Bytes werden die Werte absteigend angeordnet, also das Bit für das erste Pixel an die höchstwertige Position im ersten Byte. Am Ende einer Zeile (am Rand des Bildes) wird mit Nullen aufgefüllt bis ein Byte vollständig ist. Eine weitere Trennung gibt es nicht, die nächste Zeile schließt unmittelbar an.

Bei Graymap oder Pixmap wird ein Wert für ein Pixel bzw. einen Farbkanal eines Pixels als ein Byte gespeichert, wenn der Maximalwert kleiner als 256 ist, ansonsten als zwei Byte im Big-Endian-Format.

Beispiele

Bitmap ASCII kodiert

P1          #Bitmap
# Beispiel für das Bild des Buchstabens „J“
6 10        #Breite des Bildes, Leerstelle, Höhe des Bildes
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
1 0 0 0 1 0
0 1 1 1 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0

Bitmap binär kodiert

P4 #Bitmap binär
# Beispiel für das Bild des Buchstabens „J“
# 0 0 0 0 1 0 0 0  # Byte = 08 (hex)
# 0 0 0 0 1 0 0 0  # Byte = 08 (hex)
# 0 0 0 0 1 0 0 0  # Byte = 08 (hex)
# 0 0 0 0 1 0 0 0
# 0 0 0 0 1 0 0 0 
# 0 0 0 0 1 0 0 0 
# 1 0 0 0 1 0 0 0 
# 0 1 1 1 0 0 0 0 
# 0 0 0 0 0 0 0 0 
# 0 0 0 0 0 0 0 0
#Breite des Bildes, Leerstelle, Höhe des Bildes, danach genau ein Trennzeichen (newline) vor dem binären Teil:
8 10
08 08 08 08 08 08 88 70 00 00  # = 10 Bytes; in dieser Zeile steht jede Zweiergruppe von Hex-Ziffern für ein Byte in der Datei

Dekodiertes Bild:

Graymap

P2
# Das Wort „FEEP“ in verschiedenen Graustufen (Beispiel von der Netpbm-Man-Page)
24 7
15
0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
0  3  3  3  3  0  0  7  7  7  7  0  0 11 11 11 11  0  0 15 15 15 15  0
0  3  0  0  0  0  0  7  0  0  0  0  0 11  0  0  0  0  0 15  0  0 15  0
0  3  3  3  0  0  0  7  7  7  0  0  0 11 11 11  0  0  0 15 15 15 15  0
0  3  0  0  0  0  0  7  0  0  0  0  0 11  0  0  0  0  0 15  0  0  0  0
0  3  0  0  0  0  0  7  7  7  7  0  0 11 11 11 11  0  0 15  0  0  0  0
0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0

Dekodiertes Bild:

Pixmap

P3
# Ein Farbbild der Größe 3 × 2 Pixel, maximaler Helligkeit 255.
# Darauf folgen die RGB-Tripel.
3 2
255
255   0   0     0 255   0     0   0 255
255 255   0   255 255 255     0   0   0

Dekodiertes Bild:

Weblinks

Commons: Portable Anymap – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

PNM manpage

FileFormat.info: PBM, PGM, PNM, and PPM File Format Summary
PBM
PGM
PPM
PAM

Einzelnachweise

↑ sourceforge.net Fileformate netpbm

[1] sourceforge.net Fileformate netpbm

[1]