GIF图片的文件储存结构和动画原理
来源:互联网 发布:上海理工大学校园网络 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 09:37
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1.概述
GIF(Graphics Interchange Format,图形交换格式)文件是由CompuServe公司开发的图形文件格式,版权所有,任何商业目的使用均须 CompuServe公司授权。
GIF图象是基于颜色列表的(存储的数据是该点的颜色对应于颜色列表的索引值),最多只支持8位(256色)。GIF文件内部分成许多存储块,用来存储多幅图象或者是决定图象表现行为的控制块,用以实现动画和交互式应用。GIF文件还通过LZW压缩算法压缩图象数据来减少图象尺寸。
2.GIF文件存储结构
GIF文件内部是按块划分的,包括控制块( Control Block )和数据块(DataSub-blocks)两种。控制块是控制数据块行为的,根据不同的控制块包含一些不同的控制参数;数据块只包含一些8-bit的字符流,由它前面的控制块来决定它的功能,每个数据块大小从0到255个字节,数据块的第一个字节指出这个数据块大小(字节数),计算数据块的大小时不包括这个字节,所以一个空的数据块有一个字节,那就是数据块的大小0x00。 下表是一个数据块的结构:
BYTE76543210BIT0块大小
Block Size - 块大小,不包括这个这个字节(不计算块大小自身)1 Data Values - 块数据,8-bit的字符串2 ... 254 255一个GIF文件的结构可分为文件头(File Header)、GIF数据流(GIF DataStream)和文件终结器(Trailer)三个部分。文件头包含GIF文件署名(Signature)和版本号(Version);GIF数据流由控制标识符、图象块(ImageBlock)和其他的一些扩展块组成;文件终结器只有一个值为0x3B的字符('';'')表示文件结束。下表显示了一个GIF文件的组成结构:
GIF署名文件头 版本号 逻辑屏幕标识符GIF数据流 全局颜色列表 ... 图象标识符图象块下面就具体介绍各个部分:
文件头部分(Header)
GIF署名(Signature)和版本号(Version)
GIF署名用来确认一个文件是否是GIF格式的文件,这一部分由三个字符组成:"GIF";文件版本号也是由三个字节组成,可以为"87a"或"89a".具体描述见下表:
89a - 1989年7月5''7''或''9''6''a''
GIF数据流部分(GIF Data Stream)
逻辑屏幕标识符(Logical Screen Descriptor)
这一部分由7个字节组成,定义了GIF图象的大小(Logical Screen Width &Height)、颜色深度(Color Bits)、背景色(Blackground ColorIndex)以及有无全局颜色列表(Global Color Table)和颜色列表的索引数(IndexCount),具体描述见下表:
m - 全局颜色列表标志(Global Color TableFlag),当置位时表示有全局颜色列表,pixel值有意义.
cr - 颜色深度(Color ResoluTion),cr+1确定图象的颜色深度.
s - 分类标志(Sort Flag),如果置位表示全局颜色列表分类排列.
pixel - 全局颜色列表大小,pixel+1确定颜色列表的索引数(2的pixel+1次方).
全局颜色列表(Global Color Table)
全局颜色列表必须紧跟在逻辑屏幕标识符后面,每个颜色列表索引条目由三个字节组成,按R、G、B的顺序排列。
图象标识符(Image Descriptor)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
一个GIF文件内可以包含多幅图象,一幅图象结束之后紧接着下是一幅图象的标识符,图象标识符以0x2C('','')字符开始,定义紧接着它的图象的性质,包括图象相对于逻辑屏幕边界的偏移量、图象大小以及有无局部颜色列表和颜色列表大小,由10个字节组成:
BYTE76543210BIT 100101100图象标识符开始,固定值为'',''2X方向偏移量必须限定在逻辑屏幕尺寸范围内34Y方向偏移量56图象宽度78图象高度910misrpixelm - 局部颜色列表标志(Local Color Table Flag) 置位时标识紧接在图象标识符之后有一个局部颜色列表,供紧跟在它之后的一幅图象使用;值否时使用全局颜色列表,忽略pixel值。
i - 交织标志(Interlace Flag),置位时图象数据使用交织方式排列(详细描述...),否则使用顺序排列。
s - 分类标志(Sort Flag),如果置位表示紧跟着的局部颜色列表分类排列.
r - 保留,必须初始化为0.
pixel - 局部颜色列表大小(Size of Local Color Table),pixel+1就为颜色列表的位数
局部颜色列表(Local Color Table)
如果上面的局部颜色列表标志置位的话,则需要在这里(紧跟在图象标识符之后)定义一个局部颜色列表以供紧接着它的图象使用,注意使用前应线保存原来的颜色列表,使用结束之后回复原来保存的全局颜色列表。如果一个GIF文件即没有提供全局颜色列表,也没有提供局部颜色列表,可以自己创建一个颜色列表,或使用系统的颜色列表。局部颜色列表的排列方式和全局颜色列表一样:RGBRGB......
基于颜色列表的图象数据(Table-Based Image Data)
由两部分组成:LZW编码长度(LZW Minimum Code Size)和图象数据(Image Data)。
...图象数据,由一个或几个数据块(Data Sub-blocks)组成
数据块
...
GIF图象数据使用了LZW压缩算法,大大减小了图象数据的大小。图象数据在压缩前有两种排列格式:连续的和交织的(由图象标识符的交织标志控制)。连续方式按从左到右、从上到下的顺序排列图象的光栅数据;交织图象按下面的方法处理光栅数据:
创建四个通道(pass)保存数据,每个通道提取不同行的数据:
第一通道(Pass 1)提取从第0行开始每隔8行的数据;
第二通道(Pass 2)提取从第4行开始每隔8行的数据;
第三通道(Pass 3)提取从第2行开始每隔4行的数据;
第四通道(Pass 4)提取从第1行开始每隔2行的数据;
下面的例子演示了提取交织图象数据的顺序:
行通道1通道2通道3通道4 0--------------------------------1 1-------------------------------- 4 2-------------------------------- 3 3-------------------------------- 4 4-------------------------------- 2 5-------------------------------- 4 6-------------------------------- 3 7-------------------------------- 4 8--------------------------------1 9-------------------------------- 4 10-------------------------------- 3 11-------------------------------- 4 12-------------------------------- 2 13-------------------------------- 4 14-------------------------------- 3 15-------------------------------- 4 16--------------------------------1 17-------------------------------- 4 18-------------------------------- 3 19-------------------------------- 4 20-------------------------------- 2图形控制扩展(Graphic Control Extension)
这一部分是可选的(需要89a版本),可以放在一个图象块(图象标识符)或文本扩展块的前面,用来控制跟在它后面的第一个图象(或文本)的渲染(Render)形式,组成结构如下:
i
t
i - 用户输入标志;t - 透明色标志。详细描述见下...5延迟时间Delay Time -单位1/100秒,如果值不为1,表示暂停规定的时间后再继续往下处理数据流67透明色索引Transparent Color Index - 透明色索引值8块终结器Block Terminator - 标识块终结,固定值0处置方法(Disposal Method):指出处置图形的方法,当值为:
0 - 不使用处置方法
1 - 不处置图形,把图形从当前位置移去
2 - 回复到背景色
3 - 回复到先前状态
4-7 - 自定义
用户输入标志(Use InputFlag):指出是否期待用户有输入之后才继续进行下去,置位表示期待,值否表示不期待。用户输入可以是按回车键、鼠标点击等,可以和延迟时间一起使用,在设置的延迟时间内用户有输入则马上继续进行,或者没有输入直到延迟时间到达而继续
透明颜色标志(Transparent Color Flag):置位表示使用透明颜色
注释扩展(Comment Extension)
这一部分是可选的(需要89a版本),可以用来记录图形、版权、描述等任何的非图形和控制的纯文本数据(7-bitASCII字符),注释扩展并不影响对图象数据流的处理,解码器完全可以忽略它。存放位置可以是数据流的任何地方,最好不要妨碍控制和数据块,推荐放在数据流的开始或结尾。具体组成:
BYTE76543210BIT1扩展块标识Extension Introducer - 标识这是一个扩展块,固定值0x212注释块标签Comment Label - 标识这是一个注释块,固定值0xFE
...Comment Data - 一个或多个数据块(Data Sub-Blocks)组成
注释块
... 块终结器Block Terminator - 标识注释块结束,固定值0
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