Camera开发-图像的常用数储存格式

作者简介： 一个平凡而乐于分享的小比特，中南民族大学通信工程专业研究生在读，研究方向无线联邦学习
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Camera开发-图像的常用数储存格式

图片是我们开发中经常会用到的基础资源，互联网上，几乎任何站点都离不开图片，不管是图片上传，还是背景、内容展示或小图标等等，图片资源无处不在。
而且图片资源相比文字内容，通常都较大，会占用大量的带宽。因此，学习一些图片的基础知识，对我们也是至关重要的。

压缩方式

图片的压缩方式一般是三类：

无压缩

几乎不对图片进行压缩处理，尽量以原图的方式呈现图片，如bmp格式的图片就属于这一类。

无损压缩

很多图片都采用无损压缩的方式，如 png、gif等。
无损压缩采用对图片数据进行编码压缩，以不降低图片质量的情况下减少图片的大小，
无损压缩只是对像素数据压缩，不会减少像素，几乎没有损耗，所以可以恢复到原始图片。

有损压缩

有损压缩最常见的就是 jpg 格式的图片，它一般是使用去除人眼无法识别的图片像素的方法，降低了图片的质量用以大幅度的减少图片的大小。
这种情况下，有损压缩减少了图片的像素点，导致图片数据部分丢失了，属于不可逆的，所以无法恢复到原始图片。

常见格式的图片：

1. JPEG（或JPG）---- 最为常见的图像格式

JPEG（或JPG），其全称为Joint Photographic Experts Group（联合图像专家组），是一种有损压缩的光栅图像文件格式，适合作为共享图像。既然JPEG是“有损的”图像，也就是说使用此格式时，若减小文件大小，在一定程度上也会降低图像质量。

JPEG是目前互联网上最常用的图像文件类型之一，因为它的可压缩性及浏览器/操作系统广泛支持。

大多数社交媒体平台（例如Facebook和Instagram）会自动将上传的图像文件转换为JPEG，且会根据不同场景使用固定的尺寸大小来控制图片的分辨率。

优缺点

• 优点-更小文件的体积，通用浏览器和操作系统广泛支持。
• 缺点-有损图像压缩可能导致较差的文本可读性。

兼容情况

• 从1.0版开始支持所有主流浏览器（Chrome，Firefox，Safari等）
• 默认情况下，所有主流操作系统的图像查看器和编辑器均支持该格式。

应用场景

• 博客和文章图像（如用户头像，产品图片等）的不错选择。
• 不要将JPEG格式用于信息图表（拥有很多小文本）或教程截图，因为图像里面的文字至关重要。

2. PNG格式 ---- Web广泛使用的图像格式

PNG，英文全称为Portable Network Graphics PNG（便携式网络图形），也是一种栅格图形格式，但支持无损压缩，保证颜色之间的细节和对比度。

特别是，PNG提供比JPEG更好的文本可读性。

这使得PNG成为信息图形，横幅Banner，屏幕截图以及其他同时包含图像和文本的图形的最佳表达方式。

优缺点

• 优点-高质量（无损）图像和清晰可见的文本。
• 缺点-如果文件过多（特别是高分辨率图像），可能会严重影响网站加载速度。

兼容情况

• 主流浏览器（Chrome，Edge，Firefox，Internet Explorer，Opera，Safari）支持。
• 主流操作系统及其标准图像编辑器都支持。

应用场景

• 信息图表，横幅，博客图形，屏幕截图，优惠券和其他包含文本的视觉效果的不错选择。
• 不要在网站上使用高分辨率的照片，因为文件体积可能会高达几MB。

3. TIFF ---- 扫描仪最佳拍档图像格式

TIFF是本图像文件类型指南不应该缺少的一种格式。

TIFF是“Tagged Image File Format”的缩写，是一种光栅图像格式，最常用于存储和编辑图像，以便于将来打印。

该格式不支持任何压缩，图像质量是该格式的首要保证。

优缺点

• 优点-高质量文件适合存储或印刷出版。
• 缺点-不支持压缩导致图像文件体积过大；非常有限的浏览器支持。

兼容情况

• 主流浏览器在没有附加组件或扩展的情况下不支持TIFF文件。
• 一般为专业图像编辑和发布工具的其中一种导出格式。

使用场景

• 存储和准备要出版印刷的图像和图形。
• 许多扫描仪以该格式文件保存高质量扫描文档或图片。

4. BMP ---- 一种“远古”图像格式

BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。它采用位映射存储格式，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。它是包括Windows在内多种操作系统图像展现的终极形式，能够被多种Windows应用程序所支持。

5. GIF ---- 动画图像格式

GIF，英文全称为Graphics Interchange Format，属于另一种栅格格式图像文件类型。该格式也使用了无损压缩，且将图像“约束”为8 bits/每个像素，并限制为256色调色板。

GIF格式也是最有名的（和最常用）的动画图像，因为它的8-bit限制保证了动画体积更小和互联网友好。

优缺点

• 优点-更小的文件体积和动画支持。
• 缺点-8-bit限制代表图像质量受限。

兼容情况

• 主流浏览器（Chrome，Edge，Firefox，Internet Explorer，Opera，Safari）支持。
• 主流操作系统及其标准图像编辑器的支持。

应用场景

• 使用动画GIF不仅可以“增加内容趣味”，还可以在教程和指南中演示相关操作和流程。
• 如果你需要比8-bit彩色图像更清晰的图片不要用这种格式（JPEG最多可支持24-bit）。

6. SVG ----可缩放矢量图形格式

可伸缩矢量图形文件格式（通常称为SVG），由W3C开发的一种标记语言，可以在浏览器中直接渲染为二维图像。

它不像栅格格式那样依赖像素，而是使用XML文本以类似于数学方程式计算勾勒形状和线条获得图形。

也就是说，可以在不损失任何质量的情况下无限放大SVG图像。

优缺点

• 优点-体积小和无损缩放，可用于简单的插图，形状和文本。
• 缺点-对于图像或复杂图形而言，不是理想的格式。

兼容情况

• 主流浏览器（Chrome，Edge，Firefox，Internet Explorer，Opera，Safari）都支持。
• 默认图像编辑器通常不支持SVG，但是大多数插画软件都支持SVG导出。

使用场景

• SVG适用于作为Logo，图标，简单插画以及任何响应式设计所需的自由缩放内容的格式。

7. WebP ---- JPEG&PNG最佳替代图像格式

webp是一种相对较新的图像格式，它是谷歌推出的，最大的特点是：视觉效果好、色彩丰富的同时，同样图像的文件大小能比jpg、png减小30%左右。

优缺点

• 优点-较小的文件即可获得相同或更好的图像质量。
• 缺点-并非所有浏览器和图像编辑器都支持。

兼容情况

• Google Chrome浏览器（电脑设备为17+版本，移动设备为25+版本），Firefox (65+)，Edge(18+) 和 Opera(11.0+) 都支持WebP。Safari计划版本14也将支持WebP。
• 大多数计算器系统自带的图像编辑器仍不支持该格式，但Photoshop等专业软件均支持WebP。

使用场景

• JPEG和PNG文件最佳替代格式，可节省带宽并提升网站加载速度。

8. Raw ---- 数码相机图像存储文件格式

Raw图像格式是数码相机用来存储高质量图像以供后期制作和编辑的文件类型。

相机制造商的主要Raw图像文件类型：

• 柯达：CR，K25，KDC
• 佳能：CRW CR2 CR3
• 爱普生：ERF
• 尼康：NEF NRW
• 奥林巴斯：ORF
• 宾得：PEF
• 松下：RW2
• 索尼：ARW，SRF，SR2

RAW文件在一张图片中包含多达16,384种不同的颜色，而不是JPEG文件仅包含256种颜色。也就是说RAW文件在调整颜色和对比度等后期处理时，有着更大的灵活性。

RAW图像不适合用于网络演示或共享，并且主流浏览器或图像查看器兼容性极差，一般需要使用专业的相机图像处理软件处理。

优缺点

• 优点-更高质量的图片，色彩变化更大。
• 确定-图像大胖子文件（RAW文件体积随便就20-40MB）。

使用场景

• 以最高质量保存照片以进行后期处理和编辑。

比较

文件的最为常见的3种图像文件类型是什么？

根据与Web使用相关的数据，三种最常见的图像文件类型分别为PNG，JPEG和SVG。

1. PNG：屏幕截图，Banner横幅，信息图表，图片

由于PNG作为一种更适合于附带文本的图像格式，因此它更常用于屏幕截图，横幅（取决于横幅广告尺寸）等。

并且由于采用了无损压缩，设计师和摄影师能够使用此格式图像在作品集网站上展示高质量的图片。

上述两个因素，加上其通用的浏览器和操作系统支持，使其成为网络上最受欢迎的图像文件类型。PNG在网站上的使用率高达77％。

2. JPEG：图片

有损压缩意味着JPEG是更好的选择，可用于在整个内容中展示图片。有限的质量损失对于普通的互联网用户几乎可以忽略不计，又可以节省大量的服务器磁盘空间和带宽。

这就是为什么它是互联网上第二受欢迎的格式，约72％的网站使用了此格式图像。一般情况下，大多数网站会同时使用PNG和JPEG。

温馨提示：JPG与JPEG之间没有区别，属于同一格式，两者的文件扩展名可以相互切换。

3. SVG：Logo，图标和插画

SVG文件是可缩放的矢量文件，非常适合图标，Logo，图形和简单的插画。该图像甚至可以作为CSS代码直接插入到页面中。

这就是SVG排名第三的原因，有27％的网站使用了SVG。

4.特别提名：GIF动画图片

尽管很少使用此格式作为静态图像的选择，但不可否认GIF已成为共享动画的第一选择。

哪种图像格式质量最高？

Raw图像格式的质量最佳，但文件体积超大，可能一个Raw格式的照片就高达几百MB。

对于Web图像，相同质量的情况下，WebP文件格式的文件大小比JPEG小25-35％，也就是说相同的存储空间可以上传更多更高质量的图像，有可以保证网站拥有很好的访问速度。

PNG文件提供无损压缩，但文件体积较大影响加载加载速度。单个PNG文件通常为数百KB甚至1MB +。但如果利用诸如延迟加载（WordPress 5.5+核心支持该功能 ）和CDN之类的一些策略，网站还是可以拥有一个较快的加载体验。

PNG与GIF孰优孰劣?

（1）一般情况下将静态GIF图像无损转换为PNG后可以压缩率会略为提高（前提是同样采用8位索引模式）。

（2）PNG可提供更大颜色深度的支持，包括24位（8位3通道）和48位（16位3通道）真彩色。加入α通道后可进一步支持每像素64位的表示。

（3）超过8位色深的PNG图像转换为GIF时，图像质量会由于分色（颜色数减少）而下降。

（4）GIF原生支持动态图像，PNG只能通过非标准实现，在PNG的基础上另有发展出支持动画的APNG和MNG格式，但普及度不高。PNG在IE6等旧浏览器上的支持较差。

PNG 与JPEG孰优孰劣?

（1）JPEG可以对照片（或类似）图像生成更小的文件，这是由于JPEG采用了一种针对照片图像的特定有损编码方法，这种编码适用于低对比，图像颜色过渡平滑，噪声多，且结构不规则的情况下。如果在这种情况下用PNG代替JPEG，文件尺寸增大很多，而图像质量的提高有限。相应的，如果保存文本，线条或类似的边缘清晰，有大块相同颜色区域的图像，PNG格式的压缩效果就要比JPEG好很多，并且不会出现JPEG那样的高对比度区域的图像有损。如果图像既有清晰边缘，又有照片图像的特点，就在在这两种格式之间权衡一下了。JPEG不支持透明度。

（2）由于JPEG是有损压缩，会产生迭代有损，在重复压缩和解码的过程中会不断丢失信息使图像质量下降。由于PNG是无损的，保存将要被编辑的图像来说更加合适。