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图片格式详解

Answer 1

在日常工作中，我们经常接触到很多种图片格式，最常接触到的就是 JPG、BMP、PNG、GIF、 TIF 了，此外还有 PSD、AI、TIF、EPS、RAW 等，不同的图片格式有不同的特性，占用的数据空间也不同，有些格式图片还需要特殊的软件才能打开，相信大家都遇到过，所以就在这里讲讲他们的区别吧！

图片格式可大致范分为：位图、矢量图（可无损缩放）、 HDR 高动态范围图（附带光照信息的图像）、平面软件源文件等等。按照存储的格式分为：有损压缩、无损压缩两种。

JPG(又称JPEG)是一种针对相片图像而广泛使用的一种有损压缩标准方法。使用JPEG格式压缩的图片文件一般也被称为JPEG Files，最普遍被使用的 扩展名 格式为.jpg，其他常用的 扩展名
还包括.jpeg、.jpe、.jfif以及.jif。JPEG格式的数据也能被嵌进其他类型的文件格式中，像是 TIFF 类型的文件格式

JPEG图像格式是最常见也最常用的。它能够将图像压缩在很小的储存空间，但是会丢失一些图像数据，尤其是在压缩比例越高的情况下图像质量更低。但是JPEG的压缩技术也同时是它的应用优势。它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。同时 JPEG是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，支持多种压缩级别，应用环境会更多，也更加方便。

PNG是一种无损压缩的图像存储格式，其设计目的是试图替代GIF和TIFF文件格式，同时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。由于它使用的是无损压缩算法进行压缩，所以相同像素宽高的图像保存为PNG在文件大小上比JPEG往往要大的多，一般是JPEG大小的几倍左右。由于无损压缩不会丢失图像数据，并且支持alpha通道而且完整的保存了图像数据且无锯齿，所以一般应用在PS素材或图标上，这就为什么不管Android和iOS图标都是使用的png格式。

BMP（Bitmap）是微软Windows操作系统中的标准图像文件格式，可以分成两类：设备相关位图（DDB）和设备无关位图（DIB），使用非常广。它采用位映射存储格式，通常是不压缩的，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。

GIF(Graphics Interchange Format)的原义是“图像互换格式”，是CompuServe公司在 1987 年开发的图像文件格式，因其体积小、成像相对清晰，特别适合于初期慢速的互联网，而大受欢迎。GIF文件的数据，是一种基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式。其压缩率一般在50%左右，它不属于任何应用程序。GIF格式可以存多幅彩色图像，如果把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上，就可构成一种最简单的动画，大家平时看到网站中的动态图片与表情包就是这个格式。

PSD（Photoshop Document）是著名的Adobe公司的图像处理软件Photoshop的专用格式,这种格式可以存储Photoshop中所有的图层，通道、参考线、注解和颜色模式等信息，是一种非压缩的原始文件保存格式。PSD文件可以保留所有的原始操作信息，所以占用空间会很大，但是对于后期修改、继续操作更有保存意义。PSD文件其实就是Photoshop的源文件，目前其他软件也可以逐渐的支持原生的 PSD，但是一些特效等会合并成一个独立的像素层,如果你在制作需要反复推敲修改的图像时，选保存为PSD格式是非常有必要的。

EPS（Encapsulated Post Script）是是目前桌面印刷系统普遍使用的通用交换格式当中的一种综合格式。它是由一个PostScript语言的文本文件和一个（可选）低分辨率的由PICT或TIFF格式描述的代表像组成，例如多色调曲线、Alpha通道、分色、剪辑路径、挂网信息和色调曲线等，因此EPS 格式常用于印刷或打印输出。EPS是我们处理图像工作中的最重要的格式，它在Mac和PC环境下的图形和版面设计中广泛使用。

PDF（Portable Document Format）便携式文档格式，是由Adobe Systems用于与应用程序、操作系统、硬件无关的方式进行文件交换所发展出的文件格式。PDF文件以PostScript语言图象模型为基础，无论在哪种打印机上都可保证精确的颜色和准确的打印效果，即PDF会忠实地再现原稿的每一个字符、颜色以及图象。PDF文件使用了工业标准的压缩算法，通常比PostScript文件小，易于传输与储存。它还是页独立的，一个PDF文件包含一个或多个“页”，可以单独处理各页，特别适合多处理器系统的工作。此外，一个PDF文件还包含文件中所使用的PDF格式版本，以及文件中一些重要结构的定位信息。正是由于 PDF文件的种种优点，它逐渐成为出版业中的新宠。
Adobe公司设计PDF文件格式的目的是为了支持跨平台上的，多媒体集成的信息出版和发布，尤其是提供对网络信息发布的支持。为了达到此目的， PDF具有许多其他电子文档格式无法相比的优点。PDF文件格式可以将文字、字型、格式、颜色及独立于设备和分辨率的图形图像等封装在一个文件中。该格式文件还可以包含超文本链接、声音和动态影像等电子信息，支持特长文件，集成度和安全可靠性都较高。

TIFF（Tagged Image File Format）是一种非失真的压缩格式(最高也只能做到2～3倍的压缩比)能保持原有图像的颜色及层次，但占用空间却很大。例如一个200万像素的图像，差不多要占用6MB的存储容量，故TIFF常被应用于较专业的用途，如书籍出版、海报等，极少应用于互联网上。TIFF是一种灵活的位图格式，主要用来存储包括照片和艺术图在内的图像。通过在文件头中包含“标签”它能够在一个文件中处理多幅图像和数据。标签能够标明图像的如图像大小这样的基本几何尺寸或者定义图像数据是如何排列的并且是否使用了各种各样的图像压缩选项。

HDR(High-Dynamic Range)，相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节，根据不同的曝光时间的LDR(Low-Dynamic Range)图像，利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终HDR图像，能够更好的反映出真实环境中的视觉效果。现实真正存在的亮度差，即最亮的物体亮度，和最暗的物体亮度之比为10的8次方， 而人类的眼睛所能看到的范围是10的5次方左右，但是一般的显示器，照相机能表示的只有256种不同的亮度。通俗点来讲就是计算机现实器摄影机目前无法达到我们肉眼所能感知的色彩范围，所以 hdr 的图片格式就会附带光照强度信息，它比其它格式的图像有着更大亮度的数据贮存，而且它记录亮度的方式与传统的图片不同，不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内，而是用直接对应的方式记录亮度信息，它可以说记录了图片环境中的照明信息，因此我们可以使用这种图象来“照亮”场景。有很多HDRI文件是以全景图的形式提供的，我们也可以用它做环境背景来产生反射与折射。这里强调一下HDRI与全景图有本质的区别，全景图指的是包含了360度范围场景的普通图象，可以是JPG格式，BMP格式，TGA格式等等，属于Low-Dynamic RangeRadiance Image，它并不带有光照信息。

RAW（RAW Image Format）是“未经加工”的图像。可以理解为：RAW图像就是CMOS或者CCD图像感应器将捕捉到的光源信号转化为数字信号的原始数据，RAW格式图片细节更严密，更方便调整。RAW文件大多是通过相机直接输出的，记录了数码相机传感器的原始信息，同时记录了由相机拍摄所产生的一些元数据（如ISO的设置、快门速度、光圈值、白平衡等）的文件，因此RAW也是未经处理、也未经压缩的格式，可以把RAW概念化为“原始图像编码数据”或更形象的称为“数字底片”。
通常带有 HDR 高动态范围的光照信息，这在后期编辑图片的时候可以更好的控制曝光、白平衡、色彩饱和度等等。所以，为了更加方便查阅和后期处理照片，摄影师通常采用同时记录JPEG和RAW格式照片的办法，既可以让用户使用常规的图像处理软件组织和编辑照片（JPEG）；当需要获得处理精细的照片或需要改善照片缺憾（如白平衡不正确和高光/暗部细节缺失 ）的时候， 用户可以使用RAW解决问题。

对于大多数用户而言，我们最常用的应该是RAW、PSD和JPEG格式。如果你在进行照片拍摄时就采用RAW+JPEG格式，一张照片的占用空间大概是35MB，同一场景多拍几张就达到100MB了。加上现在很多人都有随走随拍的习惯，稍不注意就要拍几个GB空间的照片，那就建议大家准备至少32GB的存储卡进行拍摄，同时购买TB级的机械硬盘/移动硬盘进行备份保存。
如果在工作中需要使用EPS、TIF、BMP甚至更多其他图片格式时，充分说明你的工作专业度很高，图片数据的重要性也更大，数据保存就更是重中之重的事情了。这时候，你可能需要将一张照片保存为多个备用的图片格式，占用空间就会更大。加上本身素材数据量就不小，那就建议大家选购多款硬盘进行多地备份；也可以选择搭建NAS数据中心，实现数据同步、共享以及远程操作。