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1、图像格式的选择与转换 新奥特福建公司 林健 () 在Mariana5D Designer(下文简称M5Designer)中，图片、字幕和三维模型是三大素材来源，字幕主要依靠Gtx生成，简单的三维模型如球体、圆柱、立方体等可直接在M5Designer中获得，复杂的三维模型则需要依靠3DS Max、Maya、Softimage这些第三方三维软件来制作。三种类型的素材中以图片的来源最为广泛，支持格式也最杂，在使用过程中究竟会存在哪些利弊？很多用户对此总感到无所适从，在本章节中我们将重点讨论各种类型的图像格式之间所存在的异同，以及它们所适用的环境。一：常用图像格式介绍：常用的图像格式主要有Bmp、Gi
2、f、Jpg、Png、Tga、Psd、Tiff，这些图像格式在M5Designer中均能获得很好的支持，下面先对这些格式做一番简单介绍，在介绍之前需要声明一下：图像的格式往往有多个版本，同一版本内也有不同的选项搭配，大部分软件出于兼容性和版权费用的考虑，只支持其最基本的属性，所以在在像toshop法和功能更多一些，这里本文中所讨论的图像格式均指其最通用的版本和属性，例如通常Bmp格式是不携带alpha通道的24bit位图文件，在Photoshop中我们可以将图片保存为带alpha通道的32bit位图文件，但由于大多数软件并不支持这一特性，所以一般认为bmp是不支持alpha通道的。Psd格式：P
3、sd 是Photoshop Document的缩写，是图像处理软件Photoshop的专用存储格式，后缀名为.psd。Psd格式功能强大，可以保存图层、通道、透明属性、路径、样式、蒙板等各种图像数据，可理解为是Photoshop的工程文件，由于Photoshop已经成为行业标准，所以Psd可作为各种图像格式的中转格式。Photoshop的软件版本经常更新，新旧Psd格式之间也往往存在兼容性问题，使用时需要特别留意，为避免兼容性问题，Psd格式一般不会直接使用，而是转换为Bmp、Tga、Png、Jpg等格式后再用，在M5Designer中可以支持分层导入Psd图层。Bmp 格式：Bmp全称是Bi
4、tmap，即位图格式，文件扩展名为.bmp，是Windows操作系统中的标准图像格式，兼容性好，应用非常广泛，其最大的特点是对图像数据不进行压缩，最大限度保留图像细节，缺点是生成的图像文件尺寸偏大，需占用较多的磁盘空间。通常Bmp格式是24位的位图文件，不支持透明属性，也不支持Alpha通道。Jpg/jpeg格式：Jpeg全称是Joint Photographic Experts Group，即联合图像专家组，文件扩展名为.jpg或.jpeg，Jpg是一种可变压缩率的压缩图像格式，通过牺牲少量画质来减少文件体积，在合适的压缩比下Jpg可以获得和Bmp几乎相同的图像质量，但文件体积却小得多，所以
5、在绝大多数场合下Jpg可以取代Bmp。大部分图像处理软件在保存为Jpg格式时都会提供压缩质量调整选项，让用户在图像大小和质量之间获得一个平衡，压缩后的Jpg图像约为原始Bmp图像大小的十分之一，如果加大压缩率，可以得到更小的图像文件，Jpg格式不支持透明属性，也不支持Alpha通道。 图1 Photoshop 保存为Jpeg压缩选项 图2 acdsee 看图软件保存 Jpeg选项Png格式：Png全称是Portable Network Graphic Format，即便携式网络图片格式，Png使用无损压缩算法，文件体积比BMP要小，但画质可与Bmp媲美，Png格式原生支持透明特性，可以像Psd
6、那样不需要额外添加alpha通道即可实现透明效果，而且所见即所得，此特性在场景制作过程中非常有用，通常Png图像约为原始Bmp图像大小的一半。Tga 格式：Tga全称是Tagged Graphics 即标签化图像，念作“targa”，文件扩展名为.tga。Tga是广电行业最受欢迎的图像格式，在非编和字幕机上主要使用Tga单帧图片和Tga图片序列来实现角标、角标动画以及背景动画，此格式使用无压缩存储，画质高，并且支持alpha通道。Tiff格式：全称Tag Image File Format标签图像文件格式,文件扩展名为.tif 或 .tiff。Tiff格式本身比较复杂，内部的压缩算法也较多(如
7、图3、4)，主要应用于图像扫描仪、数码相机及印刷领域。Tiff是除Psd外少数可以支持图层存储的图像格式，同时也支持alpha通道，还可以存储每个颜色通道为16/32位的HDRI图像。 图3 Photoshop保存为Tiff图片选项 图4 acdsee 看图软件保存Tiff选项Gif格式：Gif全称是Graphics Interchange Format，即图形交换格式，文件扩展名为.gif。这种格式最大的优点是可以存储动态图像，一般用于网页中的动态表情或滚动图片广告，但缺点也非常明显，就是只能存储256种颜色，而M5Designer中使用的图片正常应为24位真彩色（即每个颜色通道256种颜色
8、，RGB三通道合计16,777,216种颜色），所以虽然M5Designer可以支持Gif格式，但基本上没有实用价值，下文也不再继续讨论。DDS格式：DDS全称是DirectDraw Surface（DirectDraw 表面），文件扩展名为.dds。DDS是微软为DirectX 开发的一种图像格式，是一种Gpu硬件支持的纹理压缩格式，不仅加载速度快，还能很大程度上减少显存的占用。DDS格式有多个预设选项，在M5Designer中常用的主要是压缩纹理的DXT1，DXT3和DXT5，以及无压缩的RGB 8.8.8 和ARGB 8.8.8.8。如此多的图像格式，在制作场景时该如何选择呢？首先Gif
9、格式由于无法保存24bit的真彩色图像，根本无法使用，而Psd由于存在一定兼容性问题，一般都是作为存档格式，很少直接使用，使用时都会将其转换为其它图像格式，除非需要导出分层图层给M5Designer使用。Jpg和Bmp都是不支持透明的图像格式，Jpg使用有损压缩存储图像数据，文件体积最小，便于在网络中进行传输，在多数画质要求不严格的环境下可以直接取代Bmp，而Bmp虽然文件体积大，但由于是无压缩算法，载入渲染引擎的时间花费较少，在使用2k以上的大图时能明显感觉到加载时间的差异。Png、Tga、Tiff、DDS四种格式都是支持透明的，但实现原理不同，Png图像使用无损压缩算法，可降低约50%的磁
10、盘空间，并且原生支持透明属性，可以像Psd那样以所见即所得的方式直接查看、编辑透明区域。Tga、Tiff和DDS均需要附加额外的alpha通道来实现透明效果，Tga使用的是类似Bmp的无压缩算法，虽然本身没有什么突出的优点，但凭借优秀的画质和支持alpha通道的特性成为很多第三方制作软件(如3ds max、Maya、After Effect)的首选输出格式。Tiff格式可选择的压缩选项比较丰富，既可以是无压缩的，也可以是无损压缩，还可以使用Jpeg的压缩算法，为保证兼容性，我们通常会使用无压缩方式进行存储，得到的文件体积比BMP略微大一点。DDS是纹理压缩格式，上述的所有图像格式在加载到渲染引
11、擎后会自动转码为Gpu可以直接识别的原始RGB数据，而DDS格式是可以直接被Gpu识别的格式，加载时无需转换。DDS格式中的DXT1、DXT3、DXT5可以提供1:8以及1:4比率的纹理压缩，节省显存的效果非常明显，还可以存储带有Cubemap属性的立方体纹理。虽然DDS格式优点有很多，但每次使用都必须保证图像的长、宽为4的倍数，况且DXT1/3/5预设保存出来的图片在M5Designer中无法直观地看到缩略图，只能看到一个黑框，使用起来有些不方便，一般只在需要大量超大尺寸纹理的地图类场景或者制作立方体纹理时才使用。综上所述，个人推荐Png格式作为场景制作时的首选图像格式，png画质好，生成的
12、文件也不大，兼容性也不错，还可以原生支持透明属性，在大部分场景制作中都可以胜任。二、图像的透明属性：图像产生透明效果主要有两种方式，一种是图像格式原生支持透明属性，透明属性可直接在图像上修改，还有一种是需要附加alpha通道来产生透明效果，Psd和Png都是原生支持透明属性的图像格式，Tga、Tiff、DDS则都需要通过附加alpha通道来实现透明效果。下面我们就来感受一下两者的区别，图5是一张白底的剪纸图片，原始是不带透明属性的Jpg格式，我们要使用Photoshop将其转换为带透明属性的各种图像格式：Step1：使用Photoshop打开剪纸图片，双击“背景”图层，将“背景”图层解锁并转换
13、为可编辑图层。Step2：激活“选择”菜单下的“色彩范围”工具(如图6)，选择“高光”(如图7)即可将图片中的白色区域全部选中。Step3：按键盘delete键，将选中的白色区域删除，露出透明的棋盘格底，将结果保存为psd和png(如图8)，保存后的图片可直接在M5Designer中使用。Step4：使用“历史记录”工具返回到选中白色区域阶段，切换到通道面板，点击下方的“将选区存储为通道”按钮，即可看到通道面板内新添加了一个Alpha1通道(如图9)，单击通道图标可查看通道内容,可看到得到的通道是一张黑白图，根据通道的定义，白色代表不透明，黑色代表透明，灰色代表半透明，这里我们还需要将通道反向
14、。Step5：单独激活Alpha1通道，选择菜单中“图像”-“调整”-“反向”，将通道黑白颠倒，可得到正确的alpha通道(如图10)。Step6：将结果保存为Tiff、Tga、DDS(DXT1)，注意保存Tga时需要选择“32位/像素”的Tga(如图11)，如果保存为默认“24位/像素”的Tga，通道就会丢失。保存DDS时也要注意，DXT1分两种，其中“no alpha”的预设是不能携带alpha通道的,应该使用1bit alpha的预设。 图5 剪纸jpg图片 图6“色彩范围”工具 图7 选择“高光” 图8带透明属性的Png图 图9添加Alpha通道 图10 反向Alpha通道 图11 T
15、arga 选项从上述制作过程中我们可以看到：不使用通道的Png格式最为方便，所见即所得，而且不用担心有Psd那样的兼容性问题，而像Tga、Tiff、DDS这些使用通道来表示透明的图像格式很不直观，透明效果往往需要用户在大脑中先进行“演算”。3、 图像格式的转换如果图片本身不含有透明属性，那么可以使用Photoshop转换为任意格式；如果图片带有透明属性，由于Bmp、Jpg不支持透明属性，含有透明属性的图片在转换成Bmp、Jpg后透明数据会全部丢失；那么剩下的就是原生支持透明属性的png格式与使用alpha通道来表示透明的Tga、Tiff、DDS格式之间如何进行转换，简单地说就是如何将透明区域转换为alpha通道以及如何将alpha通道反转换为透明区域。Psd格式既可原生支持透明属性，又可以附加alpha通道来表示透明，可以作为各种图像格式的中转格式。图12是一张中间镂空的png图片，我们需要将其转换为Tga或者其它带alpha通道的图像格式，操作步骤如下： 图12 带透明属性的p
