工业视觉(尤其是 3D/2.5D 相机场景)中针对不同数据类型、精度、用途设计的保存格式

核心区别体现在「数据维度(2D/3D)、数值精度、存储格式、适用场景」四个维度,以下结合工业相机 / 3D 轮廓的业务背景详细解释:

一、先明确核心分类

这些选项可分为两大阵营:

分类 包含选项 核心用途
3D 点云格式 保存 ply、保存 PCD 存储 3D 空间点的坐标 / 属性
2D 深度 / 亮度数据 保存 BCD、保存亮度图、保存 tiff 系列 存储 2D 图像 / 深度矩阵数据

二、逐个选项详细解释

1. 3D 点云格式(PLY/PCD)------ 面向 3D 空间数据

这类格式保存的是三维点云数据(每个点包含 X/Y/Z 空间坐标,部分含颜色 / 法向量等属性),而非传统 2D 图像,是 3D 视觉的核心格式:

  • 保存 PLY(Polygon File Format)

    • 定义:通用的 3D 点云 / 网格文件格式,开源跨平台,支持 ASCII(文本)和二进制存储;
    • 特点:兼容性极强(MATLAB、CloudCompare、MeshLab、Python 的 Open3D 都能打开),二进制格式体积小、读写快;
    • 用途:3D 点云可视化、算法处理、跨软件分享(比如把相机采集的 3D 轮廓点云导出给第三方分析工具)。
  • 保存 PCD(Point Cloud Data)

    • 定义:PCL(Point Cloud Library,点云库)的原生格式,专为 3D 点云设计;
    • 特点:对大规模点云支持更好,内置点云索引、维度、数据类型等元信息,二进制存储效率高;
    • 用途:基于 PCL 库的 3D 算法开发(比如点云滤波、配准、分割),工业级 3D 检测场景。
2. 2D 深度 / 亮度数据格式 ------ 面向 2D 矩阵数据

这类格式保存的是2D 像素矩阵(每个像素对应一个数值,比如深度值、亮度值),是工业相机 2D/2.5D 数据的常见存储方式:

  • 保存 BCD(依赖算法库)

    • 定义:厂商自定义格式(BCD 不是通用标准),依赖相机 / 算法库的解析逻辑;
    • 特点:通常是二进制格式,可能包含算法预处理后的深度 / 轮廓数据(比如降噪、校准后的原始数据),体积小、加密性 / 定制性强;
    • 用途:同厂商软件间的数据互通(比如相机采集后,用原厂分析软件打开 BCD 文件做二次处理),不兼容第三方工具。
  • 保存亮度图

    • 定义:保存相机采集的灰度亮度数据(2D 图像,每个像素值 0~255 或 0~65535,代表亮度);
    • 特点:本质是灰度图像(通常封装为 TIFF/BMP 等通用格式),仅记录亮度信息,无深度;
    • 用途:2D 视觉检测(比如表面缺陷、边缘检测),肉眼可直接查看,兼容所有图像软件。
  • 保存 tiff32(TIFF 32bit)

    • 定义:32 位浮点型 TIFF 格式(TIFF 是通用图像容器格式),每个像素存储一个 32 位浮点数;
    • 特点:高精度无损失(适合存储深度值,比如毫米级的 3D 轮廓数据,精度可达小数点后多位),文件体积大;
    • 用途:工业级深度数据保存(比如 3D 轮廓的原始深度矩阵),算法高精度处理(避免精度损失)。
  • 保存 tiff16(TIFF 16bit)

    • 定义:16 位整型 TIFF 格式,每个像素存储 0~65535 的整数;
    • 特点:精度低于 32 位,但文件体积小、读写快,满足大部分工业场景精度要求;
    • 用途:常规深度 / 亮度数据保存(比如 2.5D 轮廓的深度值,16 位可覆盖 0~65.5mm 的范围,精度 0.001mm)。
  • 保存 tiff16 (32bit 转 16bit)

    • 定义:先将 32 位浮点型深度数据缩放 / 映射为 16 位整型,再保存为 TIFF;
    • 特点:牺牲部分精度换更小体积,映射过程通常是 "32 位真实值→归一化到 0~65535→存为 16 位";
    • 用途:非高精度场景的批量数据存储(比如大量历史数据归档)、低性能设备的快速读写。

三、核心区别总结(关键维度)

对比维度 PLY/PCD BCD 亮度图 TIFF32/TIFF16
数据维度 3D(X/Y/Z 坐标) 2D(深度矩阵,自定义) 2D(亮度) 2D(数值矩阵)
通用性 高(跨软件 / 跨平台) 极低(仅原厂库支持) 极高 高(通用 TIFF 阅读器)
精度 32 位浮点(点云) 自定义(通常 32 位) 8/16 位整型 32 位浮点 / 16 位整型
文件体积 中 - 大 小(二进制压缩) 大(32 位)/ 中(16 位)
核心用途 3D 点云分析 / 算法 原厂软件数据互通 2D 亮度可视化 2D 深度数据存档 / 处理
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