EXIF（可交換圖像檔案格式）是相機和手機嵌入到圖像檔案中的擷取元數據的區塊，如曝光、鏡頭、時間戳，甚至GPS。它使用打包在JPEG和TIFF等格式中的TIFF風格標籤系統。它對於照片庫中的可搜索性、排序和自動化至關重要，但如果粗心共享，也可能成為無意的洩漏路徑（ExifTool和Exiv2使其易于檢查）。
在底層，EXIF重用TIFF的圖像檔案目錄（IFD）結構，在JPEG中，它位於APP1標記（0xFFE1）內，有效地將一個小的TIFF檔案嵌套在JPEG容器中（JFIF概述；CIPA規範門戶）。官方規範——CIPA DC-008（EXIF），目前為3.x版——記錄了IFD佈局、標籤類型和约束（CIPA DC-008；規範摘要）。EXIF定義了一個專用的GPS子IFD（標籤0x8825）和一個互操作性IFD（0xA005）（Exif標籤表）。
實現細節很重要。典型的JPEG以JFIF APP0段開始，後跟APP1中的EXIF。舊的閱讀器首先期望JFIF，而現代庫則可以毫無問題地解析兩者（APP段說明）。在實踐中，解析器有時會假設规范不要求的APP順序或大小限制，因此，工具的開發者會記錄下一些特殊的行為和邊緣情況（Exiv2元數據指南；ExifTool文檔）。
EXIF不限於JPEG/TIFF。PNG生態系統標準化了eXIf區塊以在PNG檔案中攜帶EXIF數據（支持正在增長，並且塊相對於IDAT的排序在某些實現中可能很重要）。WebP是一種基於RIFF的格式，可在專用區塊中容納EXIF、XMP和ICC（WebP RIFF容器；libwebp）。在Apple平台上，Image I/O在轉換為HEIC/HEIF時會保留EXIF數據，以及XMP數據和製造商資訊（kCGImagePropertyExifDictionary）。
如果您想知道應用程序如何推斷相機設置，EXIF的標籤映射就是答案：Make、Model、FNumber、ExposureTime、ISOSpeedRatings、FocalLength、MeteringMode、等都存在於主IFD和EXIF子IFD中（Exif標籤；Exiv2標籤）。Apple通過Image I/O常量（如 ExifFNumber 和 GPSDictionary）公開這些。 在Android上， AndroidX ExifInterface 可以跨JPEG、PNG、WebP和HEIF讀取和寫入EXIF數據。
方向值得特別一提。大多數設備將像素存儲為“拍攝時”的狀態，並記錄一個標籤，告訴查看器如何在顯示時旋轉。 這就是標籤274（Orientation），其值如1（正常）、6（順時針90°）、3（180°）、8（270°）。不遵守或錯誤地更新此標籤會導致照片旋轉、縮略圖不匹配以及後續處理階段的機器學習錯誤 (方向標籤;實用指南). 在處理流程中，通常會通過物理旋轉像素並將Orientation設置為1來進行規範化 (ExifTool).
計時比看起來要復雜。像DateTimeOriginal這樣的歷史標籤缺少時区，這使得跨界拍攝變得模棱两可。 較新的標籤添加了時区資訊，例如OffsetTimeOriginal，因此軟件可以記錄DateTimeOriginal加上UTC偏移量（例如-07:00），以便进行準確的排序和地理關聯 (OffsetTime*標籤;標籤概述).
EXIF與IPTC照片元數據（標題、創作者、權利、主題）和XMP（Adobe的基於RDF的框架，已標準化為ISO 16684-1）共存，有時甚至重疊。 在實踐中，正確實現的軟件會協調相機創作的EXIF數據和用戶創作的IPTC/XMP數據，而不會丟棄任何一個 (IPTC指南;LoC關於XMP;LoC關於EXIF).
隱私問題使EXIF成為一個有爭議的話題。地理標籤和設備序列號不止一次地暴露了敏感位置；一個著名的例子是2012年Vice雜誌上John McAfee的照片，據報導，其中的EXIF GPS坐標暴露了他的行踪 (Wired;The Guardian). 许多社交平台在上傳時會刪除大部分EXIF數據，但實現方式各不相同，並且會隨著時間的推移而變化。建議通過下載您自己的帖子並使用 適當的工具進行檢查来驗證 (Twitter媒體帮助;Facebook帮助;Instagram帮助).
安全研究人員也密切關注EXIF解析器。廣泛使用的庫（例如libexif）中的漏洞包括由格式錯誤的標籤觸發的緩衝區溢出和越界讀取。因為EXIF是 可預測位置的結構化二進制文件，所以很容易製作這些標籤 (公告;NVD搜索). 如果從不受信任的來源接收文件，保持元數 據相關庫的更新並在隔離環境（沙盒）中處理圖像是非常重要的。
如果使用得當，EXIF是連接照片目錄、權利工作流程和計算機視覺管道的關鍵元素。如果使用不當，它就成了您可能不想分享的數位足跡。好消息是：生態系統——規範、操作系統API和工具——為您提供了所需的控制 (CIPA EXIF;ExifTool;Exiv2;IPTC;XMP).
EXIF（可交換圖像檔案格式）數據是關於照片的一系列元數據，例如相機設置、照片拍攝的日期和時間，以及在GPS啟用時的位置資訊。
大多數圖像檢視器和編輯器（例如 Adobe Photoshop、Windows 照片檢視器等）都允許檢視 EXIF 數據。通常只需打開檔案的屬性或資訊面板即可。
是的，可以使用 Adobe Photoshop、Lightroom 等專用軟體或易於使用的在線工具來編輯 EXIF 數據，從而修改或刪除特定的元數據欄位。
有。如果 GPS 啟用，嵌入 EXIF 元數據中的位置數據可能會洩漏相片拍攝地點的敏感地理資訊。因此建議在分享照片時移除或模糊化這些數據。
許多軟體程式允許你移除 EXIF 數據。這個過程通常被稱為 '剝除' EXIF 數據。也存在許多線上工具提供此功能。
為了維護用戶隱私，大多數社交媒體平台，如 Facebook、Instagram 和 Twitter，將自動剝除圖像的 EXIF 數據。
EXIF 數據可以包括相機模型、拍攝的日期與時間、焦距、曝光時間、光圈、ISO 設置、白平衡設置，和 GPS 位置等詳細資訊。
對攝影師而言，EXIF 數據是了解照片具體拍攝設置的寶貴指南。這些資訊有助於改進技術並在未來重現相似的拍攝條件。
不，只有在使用支持 EXIF 元數據的設備（如數位相機和智能手機）拍攝的圖像才會包含這些數據。
是的，EXIF 數據遵循由日本電子產業開發協會 (JEIDA) 設定的標準。然而，特定的製造商可能會包含額外的專屬資訊。
PDB(蛋白質數據庫)影像格式不是像 JPEG 或 PNG 那樣的傳統'影像'格式,而是一種儲存蛋白質、核酸和複合物三維結構資訊的數據格式。PDB 格式是生物資訊學和結構生物學的基石,因為它允許科學家可視化、共享和分析生物大分子的分子結構。PDB 檔案庫由全球蛋白質數據庫(wwPDB)管理,確保 PDB 數據可供全球社區自由公開使用。
PDB 格式最初於20世紀70年代初開發,以滿足對標準化分子結構表示方法的不斷增長需求。自那時以來,它已經演化以容納更廣泛的分子數據。該格式基於文本,可以被人類讀取,也可以由計算機處理。它由一系列記錄組成,每個記錄以六個字符的行標識符開頭,指定該記錄包含的資訊類型。這些記錄提供了關於結構的詳細描述,包括原子坐標、連接和實驗數據。
一個典型的 PDB 檔案以標頭部分開頭,其中包含有關蛋白質或核酸結構的元資料。此部分包含TITLE記錄(給出結構的簡要描述)、COMPND記錄(列出化學成分)和SOURCE記錄(描述生物分子的來源)等。標頭還包括AUTHOR記錄(列出確定結構的人員名稱)和JOURNAL記錄(提供結構首次描述的文獻引用)。
在標頭之後,PDB檔案包含宏分子主要序列資訊的SEQRES記錄。這些記錄列出了分子鏈中出現的殘基(蛋白質的氨基酸,核酸的核苷酸)序列。這些資訊對於理解分子序列與其三維結構之間的關係至關重要。
ATOM記錄無疑是PDB檔案中最重要的部分,因為它們包含了分子中每個原子的坐標。每個ATOM記錄包括原子序號、原子名稱、殘基名稱、鏈標識符、殘基序號以及原子的x、y和z笛卡爾坐標(以埃為單位)。ATOM記錄允許重建分子的三維結構,這可以使用PyMOL、Chimera或VMD等專門軟體進行可視化。
除了ATOM記 錄外,還有HETATM記錄用於非標準殘基或配體(如金屬離子、水分子或與蛋白質或核酸結合的其他小分子)的原子。這些記錄的格式與ATOM記錄類似,但被區分以facilitated 識別結構中的非巨大分子成分。
連接資訊在CONECT記錄中提供,這些記錄列出了原子之間的鍵合。這些記錄並非強制性的,因為大多數分子可視化和分析軟體都可以根據原子之間的距離推斷連接性。然而,它們對於定義不尋常的鍵合或具有金屬配位複合物的結構至關重要,因為從原子坐標單獨無法確定鍵合。
PDB格式還包括用於指定二級結構元素(如α-螺旋和β-折疊)的記錄。HELIX和SHEET記錄確定了這些結構,並提供了它們在序列中的位置資訊。這些資訊有助於理解大分子的摺疊模式,對於比較研究和建模至關重要。
用於確定結構的實驗數據和方法也記錄在PDB檔案中。EXPDTA記錄描述了實驗技術(如X射線晶體學、NMR光譜學),而REMARK記錄可包含關於結構的各種註釋和說明,包括數據採集、分辨率和精修統計等詳細資訊。
END記錄標誌著PDB檔案的結尾。值得注意的是,雖然PDB格式被廣泛使用,但由於其歷史悠久和固定欄寬格式,在處理擁有大量原子或需要更高精度的現代結構時可能會出現問題。為了解決這些限制,一種名為mmCIF(大分子晶體學資訊檔案)的更新格式已被開發,它提供了一個更靈活和可擴展的框架來表示大分子結構。
儘管開發了mmCIF格式,但PDB格式仍然很受歡迎,因為它簡單,而且有大量的軟體工具支持它。研究人員通常根據需求和所使用的工具在PDB和mmCIF格式之間進行轉換。PDB格式的持久性證明了它在結構生物學領域的基礎性作用,以及它以相對簡單的方式傳達複雜結構資訊的有效性。
為了處理PDB檔案,科學家們使用各種計算工具。分子可視化軟體允許用戶載入PDB檔 案並以三維方式查看結構,旋轉、放大和縮小,並應用不同的渲染樣式以更好地理解原子的空間排列。這些工具還通常提供其他功能,如測量距離、角度和二面角、模擬分子動力學,以及分析結構內部或與潛在配體的相互作用。
PDB格式在計算生物學和藥物發現中也發揮了關鍵作用。來自PDB檔案的結構資訊用於同源建模,即使用相關蛋白質的已知結構來預測感興趣蛋白質的結構。在基於結構的藥物設計中,目標蛋白質的PDB檔案用於篩選和優化潛在的藥物化合物,然後在實驗室中合成和測試這些化合物。
PDB格式的影響超出了個別研究項目。蛋白質數據庫本身是一個庫,目前包含超過150,000個結構,隨著新結構的確定和存放而不斷增長。這個數據庫是教育的寶貴資源,允許學生探索和學習生物大分子的結構。它也作為結構生物學在過去幾十年中取得進展的歷史記錄。
總之,PDB影像格式是結構生物學領域的關鍵工具,提供了一種存儲、共享和分析生物大分子三維結構的方法。雖然它有一些限制,但其廣泛的採用和豐富的工具生態系統確保它將在可預見的未來繼續發揮關鍵作用。隨著結構生物學領域的不斷發展,PDB格式很可能會被像mmCIF這樣更先進的格式所補充,但它作為現代結構生物學基礎的遺產將會永續。
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