图像文件格式介绍

本文主要介绍下当前流行的各种图片格式
包括jpeg png tiff psd ai svg 等

了解不同的图像文件前,咱们先来了解一些数字图像技术的基础概念

  • 光栅 VS 矢量
  • 有损压缩和无损压缩
  • 颜色空间、位深和 alpha 通道

先从从光栅与矢量的概念开始

光栅图像格式将图像存储为像素网格,也被称为位图
矢量格式将图像的每个部分作为几何公式存储,意味着如果你放大一个向量,图像依然很清晰
相反,如果放大光栅图像,通常会看到像素的锯齿状边缘
光栅文件格式 最适合存储照片和其他难以用数学定义来处理的图像

另一方面,类似Logo 图标这种要求在拉伸情况下依然需要保持清晰,这种情况下矢量格式就比较合适了

有损压缩 VS 无损压缩

有损压缩实际上会丢弃数据,所以会降低图像质量
无损压缩减小文件大小,同时保留所有信息

颜色空间

大多数图像格式以三个颜色通道方式存储数据,分别是: 红色、绿色和蓝色,或在RGB 颜色空间中描述的其它颜色
在专业印刷领域,一些格式还提供四通道颜色,又称为CMYK(cyan/magenta/yellow/black)
另外一些格式还支持一个单黑白或灰度通道

不同的图像格式也存储不同数量的颜色信息
大多数格式可以支持每通道 8 位数据,因此3通道RGB 颜色空间可以提供 24 位颜色
也有一些文件格式提供更大的通道,支持每种颜色通道 16 甚至 32 位,以增强图像处理的灵活性

另一方面,一些图像格式只存储 8 位颜色,图像中的颜色总数数被限制为 256 种
为了节省文件空间,除了颜色值之外,还有一些光栅格式可以通过使用alpha 通道来存储单个像素的透明度,
例如图像存储在 RGB 颜色空间中, 添加 alpha 通道后整体 变为 RGB a

下面来介绍常见的图像格式

最常见光栅图像的文件格式:

JPEG

这是由1992年联合摄影专家组织(joint photographic expert group) 创建的,
文件扩展名 为jpg 或 jpeg
JPEG 基于 有损压缩及 RGB 或 CMYK 颜色空间 来存储光栅图像数据,因此会损失一部分图像数据

但是注意JPEG格式不包含Alpha 通道, 同时颜色位深度限于24 位
大多数相机和手机输出jpeg格式的照片, 几乎所有的图像编辑软件都支持JPEG格式

PNG

png代表便携式网络图形(portable network graphic), 创建于 1994 年
相比jpeg使用有损压缩存储图像数据,PNG采用的是无损压缩
同时png 还支持一个 alpha 通道,使它非常适合处理网站logo和视频字幕
PNG 仅支持 8 位或 24 位颜色,并且仅使用 RGB 颜色空间
提供 8 位颜色的png文件通常是被称为 png-8
而那些提供24 位颜色通常称为 png-24
最后 png 32 文件包括为每个像素分配的 8 位 alpha通道: RGB + A

GIF

gif 代表图形交换格式(graphics interchange format)
由 compuserve 于 1987 年创建。这又是一种基于无损压缩的光栅图像格式

GIF只支持8 位颜色,因此gif图像最多只能支持256中颜色
GIF格式可以支持动画,因此在网络上非常流行

TIFF

TIFF 代表标记图像文件格式( tagged image file format),1986 年首次发布,在 2002 年其规范最后一次更新
tiff 文件存储光栅图像,在存储时可以选择不压缩、无损压缩或有损压缩
tiff 支持 RGB 和 CMYK 颜色空间
作为黑白图像,每个通道可以支持 8 位、16位 或 32 位
同时也支持alpha 通道
对于专业图形编辑来说 tiff 是理想的选择,比如打印
一些高端数码相机也直接拍摄tiff文件

PSD

psd( photoshop document) 是原生的adobe photoshop 文件格式
它主要存储非压缩光栅数据,注意PSD中的文字和某些图像元素是以矢量方式保存的,这样才能保持在尺寸变化的情况下依然可编辑和扩展
PSD 支持 RGB 和 CMYK 以及黑白图像,支持每通道 8位、 16位或 32 位
PSD图像可以存储在多个层中, 每个层都可能包含自己的alpha 通道
PSD是专业的光栅图像创建和编辑的主导标准

RAW

raw 是原生光栅数码相机保存信息的格式(使用jpeg 或 tiff 文件可能会损失一些数据)
它提供了一个RGB色彩空间,每个通道 12位/ 14位 或 16 位,具体取决于具体的相机型号
每个图像实际上是一个直接从相机的传感器转储的二进制数据,所以没有数据损失
可以通过 Photoshop 和其他图像编辑程序打开raw文件
但大多数图像查看和编辑应用程序无法加载raw 文件
松下和卡西欧的相机使用.raw扩展名
尼康 raw文件通常是.nef
佳能相机通常保存为.cr2

其它

其他需要注意的包括
xcf 是照片编辑器使用的格式
bmp 或位图图像微软开发的文件

基于矢量的图像格式比之间

所有基于矢量的格式都用数学形式描述每个图像元素,因此保留了所有尺度的分辨率,同时也不需要 Alpha 通道提供透明度,
并可以使用广泛的色彩空间
因此不同格式之间的基本差异较少

基于矢量的文件格式主要有

AI

ai 是 adobe illustrator 的文件格式,此文件可以在许多其他编辑器中使用
其他流行的矢量格式包括 cdr, 这是一种本机文件格式

SVG

svg 是由万维网联盟开发的一个开放标准,是inkscape 的文件格式

svg 享有广泛的软件支持,包括所有现代的浏览器

pdf

pdf 代表可移植文档格式(portable document format)
PDF非常广泛地用于交付最终艺术品或排版文件 ,pdf主要基于矢量图像,但也可以嵌入光栅图像

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