图片的身份信息——Exif详解

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Exif是一种图像文件格式，它的数据存储与JPEG格式是完全相同的。实际上Exif格式就是在JPEG格式头部插入了数码照片的信息，包括拍摄时的光圈、快门、白平衡、ISO、焦距、日期时间等各种和拍摄条件以及相机品牌、型号、色彩编码、拍摄时录制的声音以及GPS全球定位系统数据、缩略图等。你可以利用任何可以查看JPEG文件的看图软件浏览Exif格式的照片，但并不是所有的图形程序都能处理Exif信息。Exif标准EXIF（ExchangeableImageFile）是“可交换图像文件”的缩写，当中包含了专门为数码相机的照片而定制的元数据，可以记录数码照片的拍摄参数、缩略图及其他属性信息。Exif标准最初由日本电子工业发展协会（JEIDA-JapanElectronicIndustryDevelopmentAssociation）制订，目前的最新版本是发布于2010年04月的Exif2.3版，该版本曾在2012年12月以及2013年5月有所修正[1] ，并已经应用到各个厂商的新影像设备中。Exif文件实际是JPEG文件的一种，遵从JPEG标准，只是在文件头信息中增加了有关拍摄信息的内容和索引图。所以你可以使用任何支持JPEG格式的图像工具软件观看Exif文件，但图像一旦被修改，Exif信息可能会永久丢失，故编辑Exif必须使用专门的软件。简单来说，Exif信息就是由数码相机在拍摄过程中采集一系列的信息，然后把信息放置在我们熟知的JPEG/TIFF文件的头部，也就是说Exif信息是镶嵌在JPEG/TIFF图像文件格式内的一组拍摄参数，它就好像是傻瓜相机的日期打印功能一样，只不过Exif信息所记录的资讯更为详尽和完备。Exif所记录的元数据信息非常丰富，主要包含了以下几类信息：拍摄日期拍摄器材（机身、镜头、闪光灯等）拍摄参数（快门速度、光圈F值、ISO速度、焦距、测光模式等）图像处理参数（锐化、对比度、饱和度、白平衡等）图像描述及版权信息GPS定位数据缩略图厂商注释厂商注释（MakerNote）是储存在Exif中的厂商专有的注释数据，采用二进制格式，由不同的厂商自行制订，因此没有统一的标准，往往只能由生产商读取。厂商注释往往记录了许多Exif标准中未被正式定义的标签，比如快门次数、白平衡微调、人脸侦测信息、连拍序列、对焦数据等等，大大扩展了Exif标准的局限性。由于缺乏统一的行业标准，加之设备生产商往往不对外公布其厂商注释采用的格式，使得解码和识别厂商注释变得十分困难。一般的Exif查看软件并不能解码厂商注释数据，目前能够正确读取并识别的厂商注释项目的Exif查看/编辑软件比较少，主要有：ExifTool、MagicEXIF（中文支持）、bkviewer、JPEGsnoop（仅限佳能和尼康）等。历史版本修正版本发布日期备注Exif1.01995年10月第一个Exif标准版本，定义了Exif使用的基础数据结构和标签格式Exif1.11997年5月添加更多Exif标签Exif2.01997年11月添加GPS标签和缩略图Exif2.11998年12月添加DCF可交换性标签Exif2.22002年4月添加与定位有关的标签Exif2.212003年9月添加并修正一些标签，加入操作准则Exif2.21（统一版本）2009年9月合并Exif2.2和Exif2.21的内容，并添加多个附表Exif2.32010年4月重新编整文章结构，添加镜头和感光度相关标签历史发展Exif标准是在1996年制定出来的，当时日本电子和信息技术协会（JEITA）决定为数码相机厂商制定一套标准，最后的结果就是产生了Exif1.0。到了1998，数码相机的发展取得了新的成就，数码相机的普及趋势越来越明显，于是JEITA决定升级Exif标准，于是推出了Exif2.1,新标准中增加了一些新的规定，包括对音频文件的支持，能够对更复杂的照片进行,改变了色调采样方式，并且规定缩略图也必须包含图像头。Exif2.1现在已经得到广泛的认可，对用户来说可以获得非常多的完备的照片信息。到了2002年3月份，JEITA再次发表了Exif标准的最新版本，增加了一些有利于照片打印的参数支持。就目前的数字照片打印来看，一般的数字照片打印处理可能会带来一些质量不好的打印结果，如果打印机从数码相机中获得更多的照片拍摄时候的信息，那么对于效果更好的打印质量是有帮助的。其实这个问题已经被有些厂商所意识到，例如Epson就已经开发出PrintImageMatching(PrintIM)技术，而Exif2.2的出现使得PrintIM技术标准化，这对于协调数码相机厂商和打印机厂商都是非常有效的做法。Exif2.2中最有特色的地方就在于新推出的ExifPrint。它里面包含着有助于数码照片打印的有效信息，这些增加的信息包含在照片文件头中，所有这些信息都有助于照片打印，有了这些信息的帮助，打印机就不会再把夜景拍摄照片当作普通风景照片来打印，对于每张照片的处理都可以达到这样精确的地步。Exif2.2标准可以准确再现当时拍摄时候的画面。Exif2.21标准在2003年9月正式对外发布，并在2009年9月完成最终的统一修订，将Exif2.2与2003版的Exif2.21进行了合并。新Exif2.21标准与之前的标准对大的区别在于添加了多个附录，用以记录旧版本标准以及更新信息，并提供操作Exif的一系列准则。由于其发布时间正值数码相机普及的年代，这个版本一度成为大部分数码相机沿用的标准。直到2010年4月，由于沿用了七年之久的Exif2.21已经不能满足数码相机的发展需要，JEITA发布了Exif2.3，这一版本中主要添加和修正了镜头、感光度、GPS等相关的标签，并重新整理了说明文档的结构 。目前各大生产商已经陆续将其下属的新型号产品迁移到新标准上。常见标签所有的JPEG文件以字符串“0xFFD8”开头，并以字符串“0xFFD9”结束。文件头中有一系列“0xFF??”格式的字符串，称为“JPEG标识”或“JPEG段”，用来标记JPEG文件的信息段。“0xFFD8”表示图像信息开始，“0xFFD9”表示图像信息结束，这两个标识后面没有信息，而其它标识紧跟一些信息字符。0xFFE0--0xFFD9之间的标识符称为“应用标记”，一般称为APPn，JPEG的编码和解码并不会使用这些段，Exif正是利用这些信息串记录拍摄信息如快门速度、光圈值等，甚至可以包括全球定位信息。按照Exif标准对这些标识符的定义，数码相机可以把各种拍摄信息记入数码图像中，应用软件可以读取这些数据，再按照Exif标准，检索出它们的具体含义，一般而言包括以下一些信息：标签号Exif定义名中文定义名备注0x010EImageDescription图像描述-0x013BArtist作者使用者的名字0x010FMake生产商相机生产厂家0x0110Model型号相机型号0x0112Orientation方向有的相机支持，有的不支持0x011AXResolution水平方向分辨率-0x011BYResolution垂直方向分辨率-0x0128ResolutionUnit分辨率单位-0x0131Software软件固件Firmware版本或编辑软件0x0132DateTime日期和时间照片最后的修改时间0x0213YCbCrPositioningYCbCr定位色度抽样方法0x8769ExifOffsetExif子IFD偏移量-0x829AExposureTime曝光时间即快门速度0x829DFNumber光圈系数光圈的F值0x8822ExposureProgram曝光程序自动曝光、光圈优先、快门优先、M档等0x8827ISOSpeedRatingsISO感光度Exif2.3中更新为“PhotographicSensitivity”0x9000ExifVersionExif版本参见“历史版本”一节0x9003DateTimeOriginal拍摄时间照片拍摄的时间0x9004DateTimeDigitized数字化时间照片被写入内存卡的时间0x9204ExposureBiasValue曝光补偿-0x9205MaxApertureValue最大光圈APEX为单位0x9207MeteringMode测光模式平均测光、中央重点测光、点测光等0x9208Lightsource光源一般记录白平衡设定0x9209Flash闪光灯记录闪光灯状态0x920AFocalLength镜头焦距镜头物理焦距0x927CMakerNote厂商注释参见“厂商注释”一节0x9286UserComment用户注释用户自定义数据0xA000FlashPixVersionFlashPix版本-0xA001ColorSpace色彩空间一般为sRGB0xA002ExifImageWidth图像宽度图像横向像素数0xA003ExifImageLength图像高度图像纵向像素数0xA433LensMake镜头生产商-0xA434LensModel镜头型号-作用提高摄影水平通过查看优秀作品的Exif参数，你能够知道作者使用的器材，并且了解到作者所处的环境以及拍摄时使用的相机设置。通过比对Exif数据与图像内容，你可以直观地了解到曝光组合的不同会对图像产生什么影响、以及不同焦距的镜头会产生什么样的视觉效果等，从而在以后的拍摄中进行改进，这也是数码照片相对于传统胶片的一个重要优势。提供编辑依据很多图像编辑器会自动读取Exif数据来对图像进行优化，最常见的便是从Exif中读取出相机姿态信息，从而自动识别出竖拍甚至是颠倒拍摄的照片并对其进行旋转校正。也有一些软件可以根据Exif中的机内处理信息对图像进行针对性优化，从而保证图像不会因为过度处理而失真。方便管理Exif除了记录技术性参数之外，还允许用户加入自定义的信息。比如通过GPS信息可以知道照片具体的拍摄地点，Windows允许用户加入图像关键词便于用户日后的搜索和归类，加入图像描述或者注释还可以记录照片拍摄时的有趣故事。验证原图由于照片经过图像处理软件的编辑后会丢失部分或全部的Exif元数据，因此Exif信息的完整与否还是判断照片是否为相机直出的原始图像的重要依据。比如AdobePhotoshop在编辑图像后会删除大部分非技术参数，并将一些项目修改为其特有的值，因此很容易能够得知图像的编辑历史。如何查看图片Exif信息只要右击图片属性，详细就能看到EXIF信息，另外，除了专门的图片Exif信息查看器之外，绝大部分图片查看处理软件都有查看Exif信息的功能。（图片个人原创，文字根据网上资料整理，版权所有，仅供学习交流，如有侵权，请联系删除。）
该话题由百家号作者阴阳眼的影像坛子「简介:关于摄影林林总总的坛子」整理发布。
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