版本記錄
| 版本號 | 時間 |
|---|---|
| V1.0 | 2017.09.06 |
前言
只要是做圖片的或者與圖片相關的，那么圖片的格式就是一個不可以繞過的問題，我們見過很多的圖片格式，但是具體不同的圖片格式是如何定義的，又具有什么特點，很多時候我們都沒有深入研究過，下面我們就開始深入研究。感興趣的可以看我上面這篇。
1. PNG、JPEG、BMP等幾種圖片格式詳解（一）—— PNG
2. PNG、JPEG、BMP等幾種圖片格式詳解（二）—— JPEG
3. PNG、JPEG、BMP等幾種圖片格式詳解（三）—— BMP
GIF
以下部分內容來自百度百科，還會有一部分是自己的見解，我寫這篇文章的目的是既讓大家可以了解百度上已有的知識，但是不用再去找百度，還有就是可以看到我關于這種圖片格式的深層次的了解，看完這篇，包括我在內，會感覺到即使很小很小的一個知識點，深入以后都是非常深的，底層和深層次原理是我的最愛，這也是我寫博客的初衷和目的。
GIF(Graphics Interchange Format)的原義是“圖像互換格式”，是CompuServe公司在 1987年開發的圖像文件格式。GIF文件的數據，是一種基于LZW算法的連續色調的無損壓縮格式。其壓縮率一般在50%左右，它不屬于任何應用程序。GIF格式可以存多幅彩色圖像，如果把存于一個文件中的多幅圖像數據逐幅讀出并顯示到屏幕上，就可構成一種最簡單的動畫。
GIF圖象是基于顏色列表的（存儲的數據是該點的顏色對應于顏色列表的索引值），最多只支持8位（256色）。GIF文件內部分成許多存儲塊，用來存儲多幅圖象或者是決定圖象表現行為的控制塊，用以實現動畫和交互式應用。GIF文件還通過LZW壓縮算法壓縮圖象數據來減少圖象尺寸。
GIF格式自1987年由CompuServe公司引入后，因其體積小、成像相對清晰，特別適合于初期慢速的互聯網，而大受歡迎。
在早期，GIF所用的LZW壓縮算法是Compuserv所開發的一種免費算法。然而令很多軟件開發商感到意外的是，GIF文件所采用的壓縮算法忽然成了Unisys公司的專利。
據Unisys公司稱，他們已注冊了LZW算法中的W部分。如果要開發生成（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，以減少開發成本。PNG（Portable Network Graphics，便攜網絡圖形）標準就在這個背景下應運而生了。它一方面滿足了市場對更少的法規限制的需要，另一方面也帶來了更少的技術上的限制，如顏色的數量等。
在2003年6月20日，LZW算法在美國的專利權已到期而失效。在歐洲、日本及加拿大的專利權亦已分別在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上的優勢，已然躋身于網絡上第三廣泛應用格式。與GIF相關的專利于2006年8月11日過期。
GIF在iOS的尷尬處境
長久以來，iOS一直被吐槽不能用GIF。造成這一局面的主要原因是：
- iOS關于照片的場景不會自動播放GIF，也沒有角標。
- 一些應用將GIF視為靜態圖像去操作，導致用戶保持了一個GIF后，結果應用將其保存成JPG。
- iOS只能通過imageI/O去操作GIF數據，UIKit對其絕緣。
分類
GIF分為靜態GIF和動畫GIF兩種，擴展名為.gif，是一種壓縮位圖格式，支持透明背景圖像，適用于多種操作系統，“體型”很小，網上很多小動畫都是GIF格式。其實GIF是將多幅圖像保存為一個圖像文件，從而形成動畫，最常見的就是通過一幀幀的動畫串聯起來的搞笑gif圖，所以歸根到底GIF仍然是圖片文件格式。
但GIF只能顯示256色。和jpg格式一樣，這是一種在網絡上非常流行的圖形文件格式。
GIF主要分為兩個版本，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。在這個版本中，為GIF文檔擴充了圖形控制區塊、備注、說明、應用程序編程接口等四個區塊，并提供了對透明色和多幀動畫的支持。
格式
1. 語法
此給出的語法用來說明形成gif數據流的塊序列，用一些規則列表來表達。下面列出用于gif語法的符號定義。
- <> 語法詞
- ::= 符號定義
-
*0個或更多的事件發生 -
+1個或更多的事件發生 - | 替代元素
- [] 可選元素
gif語法的符號定義：<GIF數據流> ::= 頭部 <；邏輯視屏> <；數據>* 尾記錄
gif數據流中的數據塊可以分為三組：控制塊、成象塊和特殊用途塊。
- 控制塊，如：頭部、邏輯視屏描述塊、圖像控制擴充和尾記錄，包含用于控制處理數據流或設置硬件參數的信息。
- 成像塊，如：圖像描述符和純文本擴充，包含用于在顯示設備上成像的信息和數據。
- 特殊用途塊，如：注釋擴充和應用擴充，包含那些既不用于處理數據流也不用于在顯示設備上成象的信息。
2. 解釋
色表- gif格式利用色表來顯示基于光柵的圖像。色表分為全局色表和局部色表。全局色表對于那些沒有設置局部色表的圖像起作用。全局色表的作用域是整個數據流。局部色表對于緊接在其后的單張圖像起作用。這兩種色表都是可選的。
全局色表這東西是我們感興趣的東西，它有點像png格式定義種的調色板，如果要修改gif圖片的顏色，哈哈，修改這個全局色表就可以，如果有全局色表塊，那么它一定從gif流的14個字節開始（頭部6個 + 邏輯視頻描述塊7個）。
以下是各數據塊的說明，如果注明為版本89a的話，則說明這個數據塊不會在87a版的協議中出現。
- 頭部（6個字節）
- 標識符(3字節） ---GIF
- 版本（3字節） ---87a (or 89a)
- 邏輯視屏描述塊
- 邏輯屏幕寬（2字節）
- 邏輯屏幕高（2字節）
- Packed Fields (1字節）
- 背景色索引（1字節）
- 象素高寬比（1字節）
Packed Fields說明：
- 全局色表標志 1 Bit
- 顏色方案 3 Bits
- 短標志 1 Bit
- 全局色表尺寸 3 Bits
文件存儲結構
GIF文件內部是按塊劃分的，包括控制塊（ Control Block ）和數據塊（DataSub-blocks）兩種。控制塊是控制數據塊行為的，根據不同的控制塊包含一些不同的控制參數；數據塊只包含一些8-bit的字符流，由它前面的控制塊來決定它的功能，每個數據塊大小從0到255個字節，數據塊的第一個字節指出這個數據塊大?。ㄗ止潝担嬎銛祿K的大小時不包括這個字節，所以一個空的數據塊有一個字節，那就是數據塊的大小0x00。 下表是一個數據塊的結構：
一個GIF文件的結構可分為文件頭(File Header)、GIF數據流(GIF DataStream)和文件終結器(Trailer)三個部分。文件頭包含GIF文件署名(Signature)和版本號(Version)；GIF數據流由控制標識符、圖象塊(ImageBlock)和其他的一些擴展塊組成；文件終結器只有一個值為0x3B的字符（'';''）表示文件結束。下表顯示了一個GIF文件的組成結構：
- 文件頭
是用來標識GIF署名(Signature)和版本號(Version)的。
GIF署名用來確認一個文件是否是GIF格式的文件，這一部分由三個字符組成："GIF"；文件版本號也是由三個字節組成，可以為"87a"或"89a"。具體如下圖所示。
- GIF數據流
它包含了很多的部分。
(1) 邏輯屏幕標識符(Logical Screen Descriptor)：這一部分由7個字節組成，定義了GIF圖象的大小(Logical Screen Width &Height)、顏色深度(Color Bits)、背景色(Blackground ColorIndex)以及有無全局顏色列表(Global Color Table)和顏色列表的索引數(IndexCount)，具體描述見下圖。
也可以參考下圖。
(2)全局顏色列表(Global Color Table)：
全局顏色列表必須緊跟在邏輯屏幕標識符后面，每個顏色列表索引條目由三個字節組成，按R、G、B的順序排列。
(3)圖象標識符(Image Descriptor)：一個GIF文件內可以包含多幅圖象，一幅圖象結束之后緊接著下是一幅圖象的標識符，圖象標識符以0x2C('','')字符開始，定義緊接著它的圖象的性質，包括圖象相對于邏輯屏幕邊界的偏移量、圖象大小以及有無局部顏色列表和顏色列表大小，由10個字節組成，具體如下所示。
也可以參考下圖。
(4)局部顏色列表(Local Color Table)：如果上面的局部顏色列表標志置位的話，則需要在這里（緊跟在圖象標識符之后）定義一個局部顏色列表以供緊接著它的圖象使用，注意使用前應線保存原來的顏色列表，使用結束之后回復原來保存的全局顏色列表。如果一個GIF文件即沒有提供全局顏色列表，也沒有提供局部顏色列表，可以自己創建一個顏色列表，或使用系統的顏色列表。局部顏色列表的排列方式和全局顏色列表一樣：RGBRGB......
(5) 基于顏色列表的圖象數據(Table-Based Image Data)：由兩部分組成：LZW編碼長度(LZW Minimum Code Size)和圖象數據(Image Data)。
下面給出總體的存儲結構的原理圖。
制作
PC上制作軟件主要為Adobe ImageReady 和 fireworks 兩個。
WEB上gif在線制作編輯gif5.net，支持圖片、視頻、FLASH轉GIF。
我一般使用LICEcap制作gif圖。
參考文章
1. 百度百科
2. GIF圖片的文件儲存結構和動畫原理
3. GIF圖片原理和儲存結構深入解析
后記
未完，待續~~~
