プログレッシブスキャンカメラはCCDイメージセンサかCMOSイメージセンサのどちらかを使用する。インターレース走査カメラが一本おきに飛び飛びの走査線を使用するのに対して、プログレッシブスキャンカメラは同時に全ての走査線をキャプチャするので、プログレッシブスキャンカメラは一般的にインターレース走査カメラと比較して遙かに高い解像度を得ることができる。基本的に、イメージセンサではモノクローム（単色）の画像しか得られないので、単板式カメラ（イメージセンサが一個のカメラ）ではカラーフィルタを各ピクセル（画素）の上に置いて色情報を得るが、赤、緑、青のフィルタが一定のパターンに配置されたいわゆるBayerフィルタの使用が一般的である。 このフィルタでは、緑の画素数は青と赤の画素数の２倍に配置されており、人間の目の高い感度と解像度が再現される。 そして異なったアルゴリズムを使用して欠けている色情報を補完しカラー画像を生成する。カラー画像を作り出す別の方法として3CCDカメラモジュールがある。 この場合、プリズムを用いて白色光を赤、緑、青の成分に分けるのに使用し、次に、別々のセンサを各色ごとに用いる。 この複雑なカメラ技術は3板式カメラで使用され、非常に高い解像度で素晴らしい色再現を可能にする。書画カメラで使用される最近のカメラシステムでは、毎秒30フレームで高解像度のカラー画像を提供する。 3板式カメラでは、測定解像度は1500ライン（走査線数）に達し、4:3、16:9、および16:10の一般的なディスプレイの画面アスペクト比に合うように画像を適合させることができる。
レンズは画質に直結する最も重要な構成要素の1つであるため、製品のコスト計画が光学部品の品質の鍵を握っている。シンプル或いは高度な光学システムのどちらを使うかによって、品質とサイズの両方で大きな違いがある。 絞り（アイリス又は開口）は光学システムのもう一つの重要な要素で、レンズを通ってイメージセンサ（撮像素子）上に到達する光量を制御する。 レンズは、被写体の画像をイメージセンサ上に結ぶための精確な一点に焦点を合わせるが、ピント位置の前と後ろにも人の目にピントが合っていると知覚される領域があり、これは被写界深度と呼ばれて、アイリス又は開口部のサイズに依存している。（開口部が小さければ小さいほど、被写界深度は向上する。）
1907年5月14日、通化県大都嶺郷高麗墓子村（現：通化県快大茂鎮繁栄村）にある貧農の家庭にて、8人兄弟の長男として生まれる。父は高景文、母は李春英。農作業を手伝っていたため、9歳から三棵楡樹小学に入学した。通化は交通の要所であり、教師から義和団事件で東三省に出兵したロシア兵の蛮行を聞かされたり、日本の官憲に追われていた朝鮮人活動家を父が自宅に匿ったこともある。13歳の時、奉天指南中学入学。城内の学校まで毎日行李を背負って400里以上の道を歩いて登校した。その後奉天中法中学に転校し、17歳にて卒業、官費で貧しい家計を支えるため、両親を説得して郭松齢が東三省陸軍講武堂西院に設置した東北陸軍軍官教育班に入隊。当初砲術を学んだ。その後28名からなるフランス留学班に抜擢され、モラーヌ・ソルニエ社がパリ近郊に保有した民間航空学校に入校することとなった。だが、同校は身体条件が極めて厳しく、高ら18名が入学許可、葛世昌ら残る10名はクロトワ・コーデュロン飛行学校で学んだ。初級訓練修了後、1926年にイストルの飛行場を拠点とするフランス陸軍航空学校で飛行機の操縦を学ぶ。この時期に名前を「高志航」に改めた。卒業後は陸軍軍曹に任官され、ナンシーにある陸軍航空隊第21戦闘飛行隊（35連隊とも）で実習を行った。1927年1月に帰国後、東北軍（張学良軍）の少尉に任官、東北航空処飛鷹隊隊員。4月、靳雲鶚討伐のため鄭州に駐留。28年には、北伐に加わった閻錫山軍の北京・天津への接近や内蒙古の反乱を受け、京漢線防衛の任につく。この功から飛鷹隊隊長となる。12月、東北軍は国民政府に易幟し、東北空軍は東北航空大隊に改編、3個から5個航空隊に増設される。翌年春、訓練中に墜落し右足を骨折、後遺症が残る。療養中に中ソ紛争が起こる。翌年の復帰後は東北航空教導隊の受訓のち東北航空学校の教官を務め、少校に到る。満州事変後の1932年1月、東北空軍の旧友で国民政府軍中央の航空署第2隊隊員であった邢剷非の紹介で第4隊（隊長：楊鶴霄）附飛行員に任官となる。またその頃、第2隊を訪れ石邦藩副隊長から借りた飛行服でユンカース K47に試乗し、その技術でドイツ人テストパイロットたちを驚嘆せしめた事もある。しかし、事故が原因で第一次上海事変には参加できなかった。のち第2隊に移籍。9月、搭乗員を続ける為に当時設立間もない杭州・筧橋にある中央航空学校高級班で訓練を受ける。米軍事顧問ジョン・ジュエット元大佐の設けた採用基準を満たす搭乗員は全体の15パーセントしか残らなかったと言われるほど極めて過酷であったが、肄業（単位不十分のまま卒業）扱いながらも基準を突破した。また、階級は中校から上尉へと降格されたが、これは空軍軍人が陸軍より2階級上に相当する待遇を受けるためである。その後の戦技披露で優秀さが認められ、中央航校駆逐機班の飛行教官に抜擢。12月、中央航空学校暫編駆逐隊隊長兼任。1934年春、暫編駆逐隊は正式に空軍駆逐第一隊となり、福建事変に参加。11月、中央航校第8隊（第6隊とも）隊長。1935年、イタリアにて毛邦初、王助、田曦、孫桐崗らと1年間視察をした 。帰国後、教導総隊副総隊長に就任。総隊長・毛邦初の支援のもと、南昌にて戦闘機搭乗員の錬成に当たり、劉粋剛、柳哲生、楽以琴、董明徳、鄭少愚、羅英徳等の優秀な搭乗員を育て上げた。