照相，已经成为了人们生活不可缺少的一部分。走在大街上，随处可见人们拿着各种各样的相机和手机拍照，记录身边的点点滴滴。但是，就这样的一幅幅照片，除了保留收藏，大家有没有想过还可以干什么呢？有些人可能不太明白，照片不就是用来看的吗？是的，照片确实是用来看的，人来看是一回事，但机器来看就又是另外一回事了。
以前，我一直认为，500万像素的照片已经非常清晰了，在日常生活中没有必要再用更大尺寸的图片。而实际上，也确实如此，太大尺寸的照片对人们而言，不仅占空间，而且没有太大的意义。那为什么我们又要来谈千兆像素图象呢？那是因为，有了他，我们会拥有更多的便利。
什么是千兆数字图像？就是包含10亿以上像素的照片。一般来说，一张千兆图像的像素容量，比普通的1百万像素的数码照片的要高1000倍以上。这样的照片一般不是一次曝光形成，而是需要把很多张照片拼接起来。 好处是多层次的海量内容，超宽的观察视角，变化复杂的景深和光照。比如，这就是一张千兆图象（图一）。在图中，我们俯视整个城市，我们可以对我们想要观察的地方不断放大，最后可以清晰的看到所想看到的目标。
图一
当然，这并不是唯一的应用，只是暂时先举这么一个例子，之后再补充。这里，我想要简单介绍一下图片的获取方法及存储与显示技术。首先，拍摄方式是不同于传统的拍摄方式的，一般是在天文望远镜的云台上，由电子精确控制，不断拍摄，确保图片之间的连接平滑。然后是根据特征点进行匹配，即所谓Feature Matches。对于拍摄出来的结果，鉴于其容量远远超出目前的照相机或普通计算机所能承受的能力，因此在现有的设备上无法完整的、一次性的显示千兆像素数字图象的全部细节。举个例子，做个最简单的估算，一张10亿像素的彩色图片，每个像素为3*8=24bit=3字节，那么3*10亿=3000000000字节约等于3GB，这只是个估算，但也可以想象，一张最低像素的千兆图象，所耗费的空间就达到了3GB，若我们将它放到内存中去显示，对我们的机器的消耗是难以承受的。因此，取而代之，人们每次只看到一个局部或者降低了分辨率的“整体”。数字图象大多存储在具有足够容量计算机或者云端服务器里面，必须用相应的软件（浏览器也行）来观看，彻底改变的传统的“照片或图象”的定义。对此有兴趣的人们不妨上这个网站玩玩（
http://research.microsoft.com/en-us/um/redmond/groups/ivm/HDView/）。
一说起千兆图象的应用，大家能想到的可能不多，不过，他确实挺多的。在此，我就给大家列举一些：
（1） 文化遗产数字化保护与传播
最著名的，我要提到北宋画家张择端的清明上河图了。数字化后的清明上河图，宽约150,000像素，高约7000像素，3.1GB。数字版清明上河图最大程度地再现了原作的所有细节，根据画卷情节安排了51个场景，在著名文物专家研究成果的指导下模拟设计了700多段人物对话、结合场景声效和优美的音乐，以影院立体声音响的音质，通过最自然的人机交互方式，由观众根据自己的兴趣在多点触控的荧屏上进行操作，观赏画面的任意细节，并且随着画面位置的变换，所有声音平滑过渡，使观众体会到画中游之感觉。就是对高清图片应用前景的一个很好诠释，利用高科技的成果，保护了有价值的历史文物。
图二
图三
（2） 交互全景地图
如卫星合成超高精度图象，街景图象等等，用过Google earth的人应该都深有体会。但在这里，我想提一点更有趣的，就是Tracking。这个Tracking并不是一般意义上的目标跟踪，而是通过GPS定位和摄像头拍摄所获取的信息，结合服务器中千兆像素图象的分析，可以在屏幕上根据图象显示标记，让我们知道面前的东西是什么。最著名的莫过于Google goggles了，当然，还能更加强大。下图为一个演示，我们可以看到，不同的视角都能获得相应的信息。
图四
应用还有很多，如卫生保健，虚拟太空漫游，虚拟现实与增强现实，广告与宣传等等，在此就不详细列举了。
总结一下，千兆像素图象为受众提供了新的用户体验，与人的日常视觉体验很类似，让设计师能够有充分的空间来添加信息标签。但是，千兆像素图片的发展仍然面临许多挑战，它的一个目标就是要让普通人自己也能制造此类照片，正如文章开头所讲，我们所拍的一幅幅照片，除了保留起来，不妨让我们来将它做成千兆像素图片玩玩，何乐而不为？另外一个目标是要能够与视频、动画、绘画等等相结合，给用户更好的体验，因为我相信大家肯定都不会仅仅满足于一张静态的图片。
最后，为大家送上一点相关的资源，帮助大家一起来体验千兆像素。希望未来千兆像素能够在我们的生活中发挥他真正的作用。
Foster
2011年7月29日
附录：
由微软公司开发的、专门用来图像拼接的免费工具 (Image Composite Editor) http://research.microsoft.com/en-us/um/redmond/groups/ivm/ice/
•由微软公司开发的、专门用来浏览千兆图像的免费工具 HD-View http://research.microsoft.com/en-us/um/redmond/groups/ivm/hdview/
•http://www.gpix.at/ （千兆图像的展示）
•http://research.microsoft.com/en-us/um/people/cohen/ (上面有相关的论文)
•http://www.gigapixel360.com/ （专门讨论千兆图像及其应用的电子杂志）
•http://www.gigapixel-marburg.de/ (一个展示千兆图片的网站)
•http://www.dresden-26-gigapixels.com/dresden26GP (一个展示千兆图片的网站)
