感觉关于声学的已经没有内容好做了，再做都要去扯5.1/7.1 或者声学摆位还原那些事了，

觉得各位也差不多腻了，就来写一些关于影像学的知识吧。

既然大家最长接触图像的方式是数字图像格式，这次也简单来解释下数字格式下的图形，图像和视频文件是以什么样的形式被存储的吧

图 像

顾名思义，图像是单张的画面，是一个静止的色彩和构图的结合

那么，组成的形式就是决定这个图可以表达内容多少的关键。

这里，我们先对它进行第一步分类，也就是，先将它们分类为

                                     1.位图   2.矢量图 3.光学信息

1.位图

位图图像(bitmap), 亦称为点阵图像或绘制图像，是由称作像素(图片元素)的单个点组成的。这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。扩大位图尺寸的效果是增大单个像素，从而使线条和形状显得参差不齐。

这里我们引入一个概念，ppi

Pixels Per Inch也叫像素密度，所表示的是每英寸所拥有的像素数量。因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然，显示的密度越高，拟真度就越高

Pixels Per Inch是像素的密度单位，就像PPI值越高，画面的细节就会越丰富，所以数码相机拍出来的图片因品牌或生产时间不同可能有所不同，常见的有72PPI，180PPI和300PP

ppi (pixels per inch):图像的采样率 (在图像中，每英寸所包含的像素数目)

dpi (dots per inch): 打印分辨率 (每英寸所能打印的点数，即打印精度)

打印尺寸、图像的像素数与打印分辨率之间的关系可以利用下列的计算公式加以表示:

图像的横向(竖向)像素数=打印横向(竖向)分辨率×打印的横向(竖向)尺寸，

图像的横向(竖向)像素数/打印横向(竖向)分辨率=打印的横向(竖向)尺寸。

针对特定的图像而言，图像的像素数是固定的，所以，打印分辨率和打印尺寸便呈现反比的关系。

ppi(pixels per inch)是图像分辨率的单位，图像ppi值越高，画面的细节就越丰富，因为单位面积的像素数量更多，所以数码相机拍出来的图片因品牌或生产时间不同可能有所不同，常见的有72ppi，180ppi和300ppi,默认出来就是这么多

ppi和dpi确实是两个概念，但是有些事情是约定成俗的，图片的ppi无法反映这张图片能在冲印店得到的冲印质量，不如你去店里试试看，你问问操作员你的图片是72ppi会得到什么样的冲印质量，多数操作员会一头雾水。在冲印店里只用dpi，因为我们拿去的图片必定是为了输出成照片，对于操作人员，他要知道的就是你的图片像素和你所需要印制的尺寸，这两个要素构成了dpi，所以尽管不规范，对于需要冲印的图片我们只有用dpi的大小来沟通。

"拿到Photoshop里面改成300ppi，没有什么实际意义，而且增大了图像的体积"因为这样的改法是固定图像大小(尺寸)下对ppi的修改，它导致了图片像素不真实的扩大，因此导致图片体积的扩大而且图像质量并无改善(多出来的像素都是差值计算出来的)，正确的办法是，先按照你所需要扩印的尺寸的比例裁切你的图片，然后固定图片的像素(把"重定义图片的像素"前面的勾去掉)和比例，在"文档大小"里把宽度和高度调整到你所想要的扩印尺寸一致，这时候出来的ppi就是你的图片在这个冲印尺寸下可以得到的dpi，若低于120说明印出来的效果会比较差，120~200说明效果还可以，300是最好的效果，若大于300，先把"重定义图片的像素"前面勾上再修改ppi到300或更低。

(注:300dpi是冲印机的极限，大于300dpi的图片将对照片清晰度无任何改善，实际上250就够了，就算你输入大于300dpi的图片文件到冲印机，冲印机也会先把图片计算成300dpi的再进行扩印)

另一方面位图因为是由像素点直接构成，所以表现的色彩比较丰富，可以表现出色彩丰富的图象，可逼真表现自然界各类实物

位图的文件类型很多，如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、*.png、photoshop的*.psd等

2. 矢量图

矢量图，也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列由线连接的点。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性

矢量图是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，文件占用内在空间较小，因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合。它的特点是放大后图像不会失真，和分辨率无关，适用于图形设计、文字设计和一些标志设计、版式设计等。

优点

1.文件小,图像中保存的是线条和图块的信息,所以矢量图形文件与分辨率和图像大小无关,只与图像的复杂程度有关,图像文件所占的存储空间较小

2.图像可以无级缩放,对图形进行缩放,旋转或变形操作时,图形不会产生锯齿效果

3.可采取高分辨率印刷,矢量图形文件可以在任何输出设备打印机上以打印或印刷的最高分辨率进行打印输出.

缺点

最大的缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。

折叠与栅格数据的比较

1、矢量数据的优缺点：

优点为数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；

缺点为数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难。

2、栅格数据的优缺点：

优点为数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，现势性较强；

缺点为数据量大，投影转换比较复杂。

3、两者比较：

栅格数据操作总的来说容易实现，矢量数据操作则比较复杂；

栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似，对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据；

在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效，而且易于遥感相结合，易于信息共享；

矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效，网络信息只有用矢量才能完全描述，而且精度较高。对于地理信息系统软件来说，两者共存，各自发挥优势是十分有效的。[1]

折叠矢量与栅格数据的转化

1、矢量转栅格：

（1）内部点扩散法，即由多边形内部种子点向周围邻点扩散，直至到达各边界为止；

（2）复数积分算法，即由待判别点对多边形的封闭边界计算复数积分，来判断两者关系；

（3）射线算法和扫描算法，即由图外某点向待判点引射线，通过射线与多边形边界交点数来判断内外关系；

（4）边界代数算法，是一种基于积分思想的矢量转栅格算法，适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换，方法是由多边形边界上某点开始，顺时针搜索边界线，上行时边界左侧具有相同行坐标的栅格减去某值，下行时边界左侧所有栅格点加上该值，边界搜索完毕之后即完成多边形的转换。

2、栅格转矢量：即是提取具有相同编号的栅格集合表示的多边形区域的边界和边界的拓扑关系，并表示成矢量格式边界线的过程。步骤包括：

（1）多边形边界提取，即使用高通滤波将栅格图像二值化；

（2）边界线追踪，即对每个弧段由一个节点向另一个节点搜索；

（3）拓扑关系生成和去处多余点及曲线圆滑。

3、所有的现代计算机显示器都要将矢量图形转换成栅格图像的格式，包含屏幕上每个像素数值的栅格图像保存在内存中。

矢量图形格式有很多，如AdobeIllustrator的*.AI、*.EPS和SVG、AutoCAD的*.dwg和dxf、Corel DRAW的*.cdr

*.ico(Icon file)　

*.ico是Windows的图标文件格式。

*.iff(Image File Format)

*.iff是Amiga等超级图形处理平台上使用的一种图形文件格式，好莱坞的特技大片多采用该格式进行处理，可逼真再现原景。当然，该格式耗用的内存、外存等计算机资源也十分巨大。

*.pcd(Kodak PhotoCD

*.pcd是一种Photo CD文件格式，由Kodak公司开发，其他软件系统只能对其进行读取。该格式主要用于存储CD-ROM上的彩色扫描图像，它使用YCC色彩模式定义图像中的色彩。

Y CC色彩模式是CIE色彩模式的一个变种。CIE色彩空间是定义所有人眼能观察到的颜色的国际标准。YCC和CIE色彩空间包含比显示器和打印设备的R GB色和CMYK色多得多的色彩。

Photo CD图像大多具有非常高的质量，将一卷胶卷扫描为Photo CD文件的成本并不高，但扫描的质量还要依赖于所用胶卷的种类和扫描仪使用者的操作水平。

*.pict/*.pict2/*.pnt

*.pict文件格式主要应用于Mac机上，也可在安装了Quick Time的PC机上使用。该格式的文件不适用于打印（若在PostScript打印机上打印*.pict格式的文件，则会造成PostSlipt错误），而经常用于多媒体项目。* .pict也是Mac应用软件用于图像显示的格式之一。

*.pdd

和*.psd一样，都是PhotoShop软件中专用的一种图形文件格式，能够保存图像数据的每一个细小部分，包括层、附加的蒙版通道以及其他内容，而这些内容在转存成其他格式时将会丢失。另外，因为这两种格式是P hotoShop支持的自身格式文件，所以PhotoShop能以比其他格式更快的速度打开和存储它们。唯一的遗憾是，尽管PhotoShop在计算过程中应用了压缩技术，但用这两种格式存储的图像文件仍然特别大。不过，用这两种格式存储图像不会造成任何的数据流失，所以当你在编辑过程中时，最好还是选择这两种格式存盘，以后再转换成占用磁盘空间较小、存储质量较好的其他文件格式。

*.tga(Tagged Graphic)

*.tga是True Vision公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，创建时间较早，最高色彩数可达32位，其中包括8位Alpha通道用于显示实况电视。该格式已经被广泛应用于P C机的各个领域，而且该格式文件使得Windows与3DS相互交换图像文件成为可能。你可以先在3DS中生成色彩丰富的*.tga文件，然后在Win dows中利用PhotoShop、Freeherd、Painter等应用软件来进行修改和渲染。

在文件大小方面，由于位图表现的色彩比较丰富，所以占用的空间会很大，颜色信息越多，占用空间越大，图像越清晰，占用空间越大；而矢量图形由于表现的图像颜色比较单一，因此所占用的空间会很小。

折叠分辨率要求

处理位图时，输出图像的质量决定于处理过程开始时设置的分辨率高低。分辨率是一个笼统的术语，它指一个图像文件中包含的细节和信息的大小，以及输入、输出、或显示设备能够产生的细节程度。操作位图时，分辨率既会影响最后输出的质量也会影响文件的大小。处理位图需要三思而后行，因为给图像选择的分辨率通常在整个过程中都伴随着文件。无论是在一个300dpi的打印机还是在一个2570dpi的照排设备上印刷位图文件，文件总是以创建图像时所设的分辨率大小印刷，除非打印机的分辨率低于图像的分辨率。如果希望最终输出看起来和屏幕上显示的一样，那么在开始工作前，就需要了解图像的分辨率和不同设备分辨率之间的关系。显然矢量图就不必考虑这么多。

3.光学信息（RAW）

原始图像文件包含从数码相机、扫描器或电影胶片扫描仪的图像传感器所处理数据。之所以这样命名，是因为他们尚未被处理，未被打印或用于编辑。通常情况下，原始图像有宽色域的内部色彩，可以进行精确的调整，可以在转换之前作出一些简单修改，如TIFF或JPEG文件格式存储。方便打印，或进一步的处理。这些编码往往依赖于色彩图像的设备。这些图像常常被形容为"RAW 图像文件"，虽然实际上不是指单一的原始文件格式。其实有几十种不同型号的数码设备在使用这种格式(常见于数码相机或胶片扫描仪)。 原始图像文件，有时也被称为数字底片，因为它们充当与电影底片相同的角色，并不是作为图像直接使用，而是创建一个包含所有信息的图像。同样，转换成可视格式原始图像文件的过程中，有时也被称为渲染原始图像，相当于电影发展过程中用于感光胶片转换成可视图像的比喻。图像渲染是白平衡和色彩分级的过程中的一部分。

简单来说，raw文件就是相机摄像头中的cmos/ccd传感器直接收入到的光学信息，是包括了所有“光”所表达的信息的文件

CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体

CMOS传感器按像素结构分为被动式与主动式两种。

被动式

被动式像素结构（Passive Pixel Sensor.简称PPS），又叫无源式。它由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，它可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线（Column bus）连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路（Charge integrating amplifier）保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

主动式

主动式像素结构（Active Pixel Sensor.简称APS），又叫有源式，如图2所示. 几乎在CMOS PPS像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40%～50%的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOS APS的功耗比CCD图像传感器的还小。

CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器，也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为电信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。

CCD与CMOS传感器是被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管（photodiode）进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。

造成这种差异的原因在于：CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个象素的数据 [4]  。

由于数据传送方式不同，因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异包括：

灵敏度

由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成（含放大器与A/D转换电路），使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积，因此在象素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。

噪声

由于CMOS传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果保持一致，因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声就会增加很多，影响图像品质。

综上所述，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过，随着CCD与CMOS传感器技术的进步，两者的差异有逐渐缩小的态势，例如，CCD传感器一直在功耗上作改进，以应用于移动通信市场（这方面的代表业者为Sanyo）；CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足，以应用于更高端的图像产品。

回到raw文件本身

RAW图像格式的目的是尽可能的捕捉(即特定传感器的最好性能)现场的拍摄特性，也就是说，包含有关场景的光照强度和颜色的物理信息。 最原始的图像文件格式存储的信息根据收到传感器的照片，接受元素，而不是点的最终图像(有时称为像素)的几何形状:六角形元素位移传感器 ，例如，他们六角记录信息流离失所的元素，其中一些解码软件，最终将矩形几何变换成多边形"数字显影"。

许多RAW格式, 包括 3FR (Hasselblad), DCR, K25, KDC (Kodak), IIQ (Phase One), CR2 (Canon), ERF (Epson), MEF (Mamiya), MOS (Leaf), NEF (Nikon), ORF (Olympus), PEF (Pentax), RW2 (Panasonic) and ARW, SRF, SR2 (Sony), 都是基于TIFF格式.这些文件可能在许多方面偏离TIFF标准，包括使用一个非标准的文件头，列入额外的图像标记和一些标签的数据加密。

松下的RAW转换器可以通过Raw文件中的必要的更正信息来纠正类似LX3相机的几何畸变和色差。第一阶段的原始转换器捕捉一个还提供修正几何有损，色差，紫边和梯形校正仿真软件倾斜移位 ，来自100多个不同的相机最原始的文件。这同样适用于佳能的的应用，至少像所有的单反相机的紧凑型相机的Ğ<N>系列更昂贵的相机。

.dng是 Adobe 数码底片格式，DNG格式 ，是一个6.0的TIFF格式的扩展和兼容TIFF / EP，并使用各种开放格式和/或标准 ，包括Exif元数据，XMP元数据 ，IPTC元数据，CIE XYZ坐标， ICC配置文件和.JPEG。

好处

几乎所有的数码相机可以处理来自传感器的使用设置白平衡， 色彩饱和度，对比度，清晰度，自动选择或由摄影师拍摄照片前，进入到一个JPEG文件图像。相机产生的原始数据文件保存在文件中的这些设置，但推迟处理。这个结果在摄影师的一个额外的步骤，使原料通常只打算时使用额外的计算机处理。然而，生有众多的JPEG上的优势，如:

• 更高的图像质量。因为所有的计算(如伽玛校正 ，去马赛克 ，白平衡，亮度，对比度，等等......)用于生成像素值(对于大多数图像的RGB格式)进行一步的基础数据，由此产生的像素值将更加准确，并表现出以下的色调分离。

• 绕过相机内不受欢迎的处理步骤，例如锐化和降噪

• 通常使用一种有损压缩格式(虽然现在提供一种无损JPEG压缩)保存JPEG图像。RAW格式是典型的无压缩或使用无损压缩，即相机在拍摄中得到的数据不会产生任何损失，相机记录下什么，RAW格式就记录什么。

• 更精细的控制。RAW转换软件，允许用户操纵更多的参数(如亮度 ，白平衡，色调，饱和度，等等。)和更大的可变性这样做。白点，例如，可以设置为任意值，如"日光"或"白炽灯"不只是离散的预设值。用户通常可以看到预览的同时，调整这些参数。

• 相机原始文件的有12或14位的色彩深度信息，而不是γ-8

缺点

• 相机原始文件的大小通常比JPEG文件尺寸大2至6倍，但使用RAW格式能避免压缩为JPEG格式的图像质量损失。一个存储卡只能存储少量的RAW文件，不过现代记忆卡的大尺寸和低价格一定程度上可以减轻负担。

• 最原始的格式，使用压缩或不影响图像质量的情况下，实现光的无损数据压缩，以减少文件的大小。但有些人使用有损数据压缩对图像数据进行量化和滤波。新近的尼康相机，可以让摄影师选择他们的原始图像为无压缩，无损压缩或有损压缩。

• 没有被广泛接受的标准的原始图像格式(ISO 12234-2的TIFF / EP)。DNG格式 ，是潜在的候选，一个新的标准格式尚未被许多大相机公司的选择。(见" 标准化 "一节)。许多不同的RAW格式目前正在使用和新的RAW格式不断出现，而其他被遗弃。

• 由于缺乏一个标准的原始格式的广泛采用，更专门的软件，可能需要打开原始文件为标准格式，如JPEG或TIFF。软件开发人员必须经常更新他们的产品，以支持最新的相机，但像dcraw的使更容易的开源实现RAW格式。

• 在图像的工作流程所花费的时间是一个重要因素，在.raw和准备使用的图像格式之间进行选择。需要更多的时间来处理原始图像与现代的照片编辑软件已经大大降低，但它在工作流程仍然需要许多额外的步骤。

标准化

     提供详细的原始文件的内容和简要说明很大的问题。原始格式没有统一的标准，各种格式可以相似或完全不同。不同的厂商使用自己专有的和通常不公开文档格式，但它们都统称为原始格式。而且在通常情况下，在相机型号更新时他们也会更改格式。几个主要的相机厂商，包括尼康、佳能、索尼，加密的文件部分在试图阻止第三方工具访问它们。

这种全行业的格式不一致的情况被许多摄影师关注，他们担心他们宝贵的原始照片可能有一天会再也无法打开，比如计算机操作系统和软件程序变得过时而新的软件放弃了过时的原始格式。提供高品质的开源软件解码的原始图像格式，特别是dcraw，有助于缓解这些问题。一个由迈克尔·赖克曼和克林斯曼施佩希特的文章说:"有两个解决方案:一，由相机生产商公开原始格式的文档;二，过去、现在和未来，更可能采取一个通用的原始格式。""美国国会图书馆规划集"辨识原始文件为"不太理想的文件格式"，辨识DNG作为建议替代格式。

DNG是为全行业的正在寻找的原始图像格式。它是根据与ISO标准的原始图像格式的TIFF/EPISO 12234-2兼容，并正在为通过ISO标准修订。

ISO标准的原始图像格式是ISO 12234-2，更好地为TIFF/EP。(TIFF/EP还支持"非原始的"或"处理过的"图像)。TIFF/EP提供了相机的原始图像格式的基础上。例如，尼康的NEF原始文件基于TIFF/EP，包括标签标识的TIFF/EP的版本，他们根据Adobe公司的DNG(数字负片)原始文件格式的TIFF/EP的基础上的DNG规范规定"DNG格式是兼容的TIFF-EP标准"。几个相机使用他们的原始图像格式DNG格式，所以在一些方面，他们也使用的TIFF/EP。

奥多比系统公司(Adobe)在2004年9月推出了DNG原始图像格式。2006年9月，很多相机制造商宣布已开始在新型号的相机提供对DNG格式的支持，包括徕卡、三星、理光、宾得、哈苏(相机原生支持)和Better Light(导出)。徕卡数码MODUL-R(DMR)是第一个使用其原生格式为DNG格式。2009年9月就没有已知的知识产权障碍或DNG格式的许可证要求。(有一个"数字负片(DNG)规范专利许可证"，但不实际拥有，有DNG格式上举行的任何专利，2009年9月说，至少4年后才能得到这个出版许可证)。

TIFF/EP在2006年开始，其5年的修订周期。Adobe向ISO提供了DNG规范是ISO的修订TIFF/EP标准的一部分。从国际标准化组织于2008年10月的进展情况，有关修订的TIFF/EP报告指出，目前包括修订"......两个"互通型材，"IP 1"处理后的图像数据，使用"。TIF"的延伸，"IP 2"的".raw"图像数据"。DNG格式的"延伸"。这是"IP2"，这是与此有关。在2009年9月的进度报告认为，"这种格式为DNG 1.3，出发点是相似的。"

DNG格式已利用开放源码的开发。相机制造商的使用不同:最大的公司，如佳能、尼康、索尼以及其它一些不使用DNG，但规模较小的公司，和"利基"的相机，否则可能会遇到困难，从软件公司的支持，经常制造商使用作为他们的母语的原始图像格式DNG格式。(或宾得情况下，作为一个可选的替代品，以自己的原始图像格式)。有15个或更多这样的公司的订单，甚至包括一些专门在电影摄影机。

RAW最大的优点就是可以将其转化为16位的图像。也就是有65536个层次可以被调整，这对于JPG文件来说是一个很大的优势。当编辑一个图像的时候，特别是当你需要对阴影区或高光区进行重要调整的时候，这一点非常重要。

但因为会占用超过Jpg格式6-8倍的存储空间，所以优劣参半