PNG格式

1、圖像png格式簡(jiǎn)介

PNG是20世紀(jì)90年代中期開始開發(fā)的圖像文件存儲(chǔ)格式，其目的是企圖替代GIF和TIFF文件格式，同時(shí)增加一些GIF文件格式所不具備的特性。流式網(wǎng)絡(luò)圖形格式(PortableNetwork Graphic Format，PNG)名稱來源于非官方的“PNG’s NotGIF”，是一種位圖文件(bitmapfile)存儲(chǔ)格式，讀成“ping”。PNG用來存儲(chǔ)灰度圖像時(shí)，灰度圖像的深度可多到16位，存儲(chǔ)彩色圖像時(shí)，彩色圖像的深度可多到48位，并且還可存儲(chǔ)多到16位的α通道數(shù)據(jù)。PNG使用從LZ77派生的無損數(shù)據(jù)壓縮算法。

2、圖像png文件結(jié)構(gòu)

PNG圖像格式文件(或者稱為數(shù)據(jù)流)由一個(gè)8字節(jié)的PNG文件署名(PNG filesignature)域和按照特定結(jié)構(gòu)組織的3個(gè)以上的數(shù)據(jù)塊(chunk)組成。

PNG定義了兩種類型的數(shù)據(jù)塊，一種是稱為關(guān)鍵數(shù)據(jù)塊(criticalchunk)，這是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)塊，另一種叫做輔助數(shù)據(jù)塊(ancillarychunks)，這是可選的數(shù)據(jù)塊。關(guān)鍵數(shù)據(jù)塊定義了4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)PNG文件都必須包含它們，PNG讀寫軟件也都必須要支持這些數(shù)據(jù)塊。雖然PNG文件規(guī)范沒有要求PNG編譯碼器對(duì)可選數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼和譯碼，但規(guī)范提倡支持可選數(shù)據(jù)塊。

3、圖像png文件特性

PNG文件格式保留GIF文件格式的下列特性：

使用彩色查找表或者叫做調(diào)色板可支持256種顏色的彩色圖像。

流式讀/寫性能(streamability)：圖像文件格式允許連續(xù)讀出和寫入圖像數(shù)據(jù)，這個(gè)特性很適合于在通信過程中生成和顯示圖像。

逐次逼近顯示(progressivedisplay)：這種特性可使在通信鏈路上傳輸圖像文件的同時(shí)就在終端上顯示圖像，把整個(gè)輪廓顯示出來之后逐步顯示圖像的細(xì)節(jié)，也就是先用低分辨率顯示圖像，然后逐步提高它的分辨率。

透明性(transparency)：這個(gè)性能可使圖像中某些部分不顯示出來，用來創(chuàng)建一些有特色的圖像。

輔助信息(ancillaryinformation)：這個(gè)特性可用來在圖像文件中存儲(chǔ)一些文本注釋信息。

獨(dú)立于計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境。

使用無損壓縮。

PNG文件格式中要增加下列GIF文件格式所沒有的特性：

每個(gè)像素為48位的真彩色圖像。

每個(gè)像素為16位的灰度圖像。

可為灰度圖和真彩色圖添加α通道。

添加圖像的γ信息。

使用循環(huán)冗余碼(cyclic redundancycode，CRC)檢測(cè)損害的文件。

加快圖像顯示的逐次逼近顯示方式。

標(biāo)準(zhǔn)的讀/寫工具包。

可在一個(gè)文件中存儲(chǔ)多幅圖像。

GIF格式

1、圖像GIF格式工作原理

GIF是用于壓縮具有單調(diào)顏色和清晰細(xì)節(jié)的圖像（如線狀圖、徽標(biāo)或帶文字的插圖）的標(biāo)準(zhǔn)格式。

GIF(Graphics InterchangeFormat)的原義是“圖像互換格式”，是CompuServe公司在1987年開發(fā)的圖像文件格式。GIF文件的數(shù)據(jù)，是一種基于LZW算法的連續(xù)色調(diào)的無損壓縮格式。其壓縮率一般在50％左右，它不屬于任何應(yīng)用程序。目前幾乎所有相關(guān)軟件都支持它，公共領(lǐng)域有大量的軟件在使用GIF圖像文件。GIF圖像文件的數(shù)據(jù)是經(jīng)過壓縮的，而且是采用了可變長(zhǎng)度等壓縮算法。所以GIF的圖像深度從lbit到8bit，也即GIF最多支持256種色彩的圖像。GIF格式的另一個(gè)特點(diǎn)是其在一個(gè)GIF文件中可以存多幅彩色圖像，如果把存于一個(gè)文件中的多幅圖像數(shù)據(jù)逐幅讀出并顯示到屏幕上，就可構(gòu)成一種最簡(jiǎn)單的動(dòng)畫。

2、圖像GIF格式分類

GIF分為靜態(tài)GIF和動(dòng)畫GIF兩種，支持透明背景圖像，適用于多種操作系統(tǒng)，“體型”很小，網(wǎng)上很多小動(dòng)畫都是GIF格式。其實(shí)GIF是將多幅圖像保存為一個(gè)圖像文件，從而形成動(dòng)畫,所以歸根到底GIF仍然是圖片文件格式。但GIF只能顯示256色。

GIF主要分為兩個(gè)版本，即GIF 89a和GIF 87a。

GIF 87a：是在1987年制定的版本GIF 89a：是1989年制定的版本。在這個(gè)版本中，為GIF文檔擴(kuò)充了圖形控制區(qū)塊、備注、說明、應(yīng)用程序編程接口等四個(gè)區(qū)塊，并提供了對(duì)透明色和多幀動(dòng)畫的支持

3、圖像GIF格式歷史

GIF格式自1987年由CompuServe公司引入后，因其體積小而成像相對(duì)清晰，特別適合于初期慢速的互聯(lián)網(wǎng)，而從此大受歡迎。它采用無損壓縮技術(shù)，只要圖像不多于256色，則可既減少文件的大小，又保持成像的質(zhì)量。（當(dāng)然，現(xiàn)在也存在一些hack技術(shù)，在一定的條件下克服256色的限制，具體參見真彩色）然而，256色的限制大大局限了GIF文件的應(yīng)用范圍，如彩色相機(jī)等。（當(dāng)然采用無損壓縮技術(shù)的彩色相機(jī)照片亦不適合通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。）另一方面，在高彩圖片上有著不俗表現(xiàn)的JPG格式卻在簡(jiǎn)單的折線上效果差強(qiáng)人意。因此GIF格式普遍適用于圖表，按鈕等等只需少量顏色的圖像（如黑白照片）。

在早期，GIF所用的LZW壓縮算法是Compuserv所開發(fā)的一種免費(fèi)算法。然而令很多軟件開發(fā)商感到意外的是，GIF文件所采用的壓縮算法忽然成了Unisys公司的專利。據(jù)Unisys公司稱，他們已注冊(cè)了LZW算法中的W部分。如果要開發(fā)生成（或顯示）GIF文件的程序，則需向該公司支付版稅。由此，人們開始尋求一種新技術(shù)，以減少開發(fā)成本。PNG（PortableNetworkGraphics，便攜網(wǎng)絡(luò)圖形）標(biāo)準(zhǔn)就在這個(gè)背景下應(yīng)運(yùn)而生了。它一方面滿足了市場(chǎng)對(duì)更少的法規(guī)限制的需要，另一方面也帶來了更少的技術(shù)上的限制，如顏色的數(shù)量等。

在2003年6月20日，LZW算法在美國(guó)的專利權(quán)已到期而失效。在歐洲、日本及加拿大的專利權(quán)亦已分別在2004年的6月18日、6月20日和7月7日到期失效。盡管如此，PNG文件格式憑著其技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，已然躋身于網(wǎng)絡(luò)上第三廣泛應(yīng)用格式。與GIF相關(guān)的專利于2006年8月11日過期。