照片记录格式和短片记录格式的秘密

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照片记录格式和短片记录格式的秘密

2006-2-27 9:14:09

说起数码相机，很多人买回家之后，最先熟悉的总是相机的功能，什么光学变焦、光圈、快门、情景模式等，这些设置和参数一般看看说明书，再经过一段时间的熟悉就可以驾轻就熟。不过有些网友看完说明书之后，依然会遇到一些难题，例如JPG格式是什么？RAW为什么只要高端相机才配置？短片录制的格式有什么不同？MPEG格式为什么人人都说好？接下来，我们就针对照片记录格式和短片记录格式的相关问题，给大家系统的介绍和分析。

目前中低端数码相机的照片记录格式都是采用JPG，这是目前应用最为广泛的一种图片存储格式，它主要针对彩色或灰阶的图像进行大幅度的压缩，它的压缩率比起无损压缩格式的PNG或者PCX来说，文件大小通常只有后者的1/10或更小。JPG的图像压缩原理是利用了空间领域转换为频率领域的概念因为人类的眼睛对高频的部份较不敏感，因此，这个部份就可以用大幅压缩、较粗略的方式来处理，以达到让图片文件更小的目的。

    JPG格式的优点在于其文件容量比较小巧，采用这种格式可以让存储卡容纳更多的照片，当然前提是图像质量满足大多数应用，可以冲洗照片、网上浏览，即便参加摄影比赛这种文件格式也是得到承认的。此外，JPG格式的存储速度相当快，相比RAW格式特别明显，能够抓住瞬间的镜头，在兼容性方面，也是几种格式中最好的，95%以上的图形处理软件都可以直接打开JPG格式的图片。

    JPG格式的缺点则比较明显，由于拍摄出来的照片已经经过相机内部的调整，诸如色温、色彩平衡、图像锐度等信息已经固定，后期调整只能通过专业图形软件来进行，但是对于图像的质量将会有所损失。

    以前部分中高端数码相机都支持TIFF格式的存储，不过在新款机型中已经不多见了。TIFF简称为Tagged Image File Format，也是一种无损的存储格式，其特点是保存后细节丰富，色彩亮丽不失真，适合打印高质量的图像，对于普通用户而言，TIFF最大的特点就是其文件占用空间非常大，一张1GB容量的存储卡只能保存30多张TIFF格式的图片。由于在 TIFF格式的照片中，除了原本的 RGB 三个色层外，还可以记载 α色层，这个 α区基本上是一个屏蔽，可以提供TIFF照片在排版软件的背景剥离功能，所以被广泛应用在印刷出版行业。

    它的优点相比JPG格式来说就比较少，首先在 TIFF 文件的文件头，可以记载数码照片的分辨率，甚至可在照片内放置多个图像，因此，TIFF文件对于排版软件是相当便利的，不过正是由于TIFF格式的大包容性，使得它的体积也增加得很大，其次它的兼容性也非常好，75%以上的图形处理软件都可以直接打开TIFF格式的图片。

    它的缺点主要是使用范围局限，在民用领域基本上没有使用的必要。另外，由于图片占用空间非常大，所以在存储的时候需要比较长的时间，不利于抓拍和抢拍。

    像Photoshop等软件都是支持将JPEG 格式的照片转成TIFF 文件的，不过这种后期处理对于影像品质的提升是没有什么作用的。

RAW格式是每个相机厂商的一种专有格式，这些文件是无损失压缩的。当数码相机进行曝光时，CCD（或是CMOS）感光元件会以电平的高低来记录每个像素点的光量，然后数码相机再将这些电信号转化成为相应的数字信号，一般被记录为12位或14位的数据。如果数码相机记录了12位或14位的数据，那就意味着每个像素点有4096或16384种不同的亮度级别，如果选择了RAW作为文件的存储格式，那后期可以通过RAW转换工具保存成16位的TIFF或PSD格式进行输出，而数码相机所记录的12或14位数据也可以扩展到全部16位空间。但如果你选择了JPG格式来存储文件的话，相机中的软件会将其转化为8位模式，也就是说只能记录仅仅256种亮度级别而已。当然RAW格式在实际使用中最大的优势在于在进行转换时，可以对CCD（或是CMOS）感光元件上原始记录数据进行曝光补偿、色彩平衡等处理，而且画质绝对不会被破坏。此外颜色线性化和滤波器行列变换在具有电脑上处理得更加迅速，而且可以应用一些数码相机上所不允许采用的、较为复杂的运算法则。

RAW优势明显，但劣势同样一目了然。首先RAW格式的图片导出非常麻烦，需要相关的配套软件才能导出照片，而且不能够被一般的图像处理软件所识别和编辑。其次是存储速度比较慢，文件容量比较大，不过相比TIF来说，要稍微快一点，因为RAW的原始单位数据只需 12位或14位的数据储存，而TIFF格式需要16位的数据储存，这使得 RAW 格式的大小比 TIFF格式小了许多。

    虽然很多人将RAW格式神话成专业格式，但我并不同意这个观点，虽然RAW可以提供很多处理照片的灵活性，特别是在环境复杂的情况下，RAW格式的后期处理空间非常，另外RAW格式的12位数据可以达到更高的色差范围，但是，只要是拍摄技巧把握的好，将同时拍摄的RAW和JPG格式放在一起，它们之间的差别很难用肉眼区分。

    相比照片存储的格式，短片存储的格式相对就比较混乱。我这里说的混乱是指主流品牌使用的格式并不统一，不像所有品牌型号的数码相机都具有JPG照片存储格式，也正是由于这个原因，很多消费者在购买的时候就非常迷惑。

    AVI格式，可说是最早普及化的规格之一，它的成像效果还是十分棒的，但文件非常大，像很多数码摄像机为了后期能够有更大的空间进行处理，都是采用经过压缩处理的AVI格式，所以短短数十秒的AVI 格式的短片往往就需要5-8MB的存储空间，此外由于目前各大厂商都没有制订出一套规范的AVI格式，所以被运用的格式超过50种以上。如果总结一下AVI格式的优点，就是画面清晰，而且后期编辑起来非常方便，像著名的Vegas和Premiere都直接支持AVI格式，播放这种格式也不需要安装另外的软件，目前兼容性最好的播放软件就是Windows自带的MicroSoft Mediea Player。它的缺点就是格式存储容量太大，这和存储的原理有很大的关系，所以要想提高数码相机短片录制的时间，即便1GB容量的存储卡，原始的AVI格式也录制不了多长时间。

此外，目前围绕AVI格式，还延伸出一个新的短片存储的格式Motion JPEG，它的原理非常简单，由连续的单张图片组成动画，采用的是全彩影像标准，以独特的失真压缩技术 DCT，将影像中较不重要的部份去除，有效减少档案大小，这种将动画播放能力与JPEG相结合的技术，也被简称为MJPEG ，其储存的扩展名仍沿用 AVI。相比传统的AVI格式来说，Motion JPEG格式容量要小不少，所以被尼康等品牌广泛使用。

MOV格式是目前所有短片存储的格式中最不被看好的，它的普及得利于播放软件QuickTime 得到苹果计算机的免费授权使用。它是采用Apple独有的压缩编码协议，属于流编码压缩，也是有损压缩，而且压缩率没有MPEG4强，因此，单位size下可录制的时间比前一种格式短，在成像效果方面，与前者差别不大。它的优点就是可以跨平台，不过也正是如此，需要额外安装QuickTime播放软件才能播放MOV格式的短片。

MPEG-1格式大家可能听到的比较少，目前在索尼T系列中使用。MPEG 的全名是 Moving Picture Experts Group ，属于 ISO / IEC 标准 (国际标准组织和国际电子技术公会)之一， MPEG-1的标准出现在 1992 年，被设计用来支持第一代的 CD-ROM的播放规格，传输速度为 1.5-4-0 Mbps (每秒兆位，约相当29.97 fps )，分辨率：352x240。MPEG 有三种压缩画格的方法，分别为 I 画格、P 画格与 B 画格增加压缩效能，通过播放程序的译码，MPEG-1技术使得长时间的影像资料可以做出快转、回带甚至选择时间点这些动作，而且可以直接转换成VCD盘片，一张1GB容量的存储卡大约可以录制100分钟左右的短片。相比前面介绍的AVI格式，在画质上差别并不大，但在录制的容量上大大缩小了。

最后要说的也是目前非常流行的MPEG-4格式。由于在Motion JPEG格式下，短片的存储容量一直得不到有效的减少，由于每一帧影像都是以JPEG格式进行独立播放的，并没有再经过精密算法的压缩，所以对用户来说显然并不经济，特别是目前很多消费者喜欢用DC来拍摄长时间的短片。MPEG-4格式是一种全新的影像压缩规格，它采用了先进的压缩技术，因而在为用户提供高品质影像的同时，还能有效减少拍摄时产生的数据流量，从而尽可能地缩小短片所需的存储空间，同以前标准的最显著的差别在于它是采用基于对象的编码理念，即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空间上相互联系的视频音频对象，分别编码后，再经过复用传输到接收端，然后再对不同的对象分别解码，从而组合成所需要的视频和音频，在相同的比特率下，它可以获得更高的视觉听觉质量。通常在MPEG-4格式下，一张1GB的存储卡能够拍摄1小时的每秒30帧、分辨率为640×480像素的有声短片，而且质量要明显超过前面介绍的MPEG-1格式。