📄 png文件结构分析.htm
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<TD><STRONG>链接</STRONG></TD></TR>
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<TD><STRONG>Blog信息</STRONG></TD></TR>
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<P></P>
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<TABLE style="TABLE-LAYOUT: fixed; WORD-BREAK: break-all"
cellSpacing=1 cellPadding=3 width="98%" bgColor=#cccccc border=0>
<TBODY>
<TR bgColor=#f8f8f8>
<TD><FONT size=4><STRONG><IMG
src="PNG文件结构分析_files/1.gif">PNG文件结构分析</STRONG></FONT><BR>dn
发表于 2005-4-21 9:36:03 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD height=0>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD><STRONG>前言</STRONG>
<P>PNG是20世纪90年代中期开始开发的图像文件存储格式，其目的是企图替代GIF和TIFF文件格式，同时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。流式网络图形格式(Portable
Network Graphic Format，PNG)名称来源于非官方的“PNG's Not
GIF”，是一种位图文件(bitmap
file)存储格式，读成“ping”。PNG用来存储灰度图像时，灰度图像的深度可多到16位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多到48位，并且还可存储多到16位的α通道数据。PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法。</P>
<P><STRONG>PNG数据块（Chunk）</STRONG></P>
<P>PNG定义了两种类型的数据块，一种是称为关键数据块(critical
chunk)，这是标准的数据块，另一种叫做辅助数据块(ancillary
chunks)，这是可选的数据块。关键数据块定义了4个标准数据块，每个PNG文件都必须包含它们，PNG读写软件也都必须要支持这些数据块。虽然PNG文件规范没有要求PNG编译码器对可选数据块进行编码和译码，但规范提倡支持可选数据块。</P>
<P>下表就是PNG中数据块的类别，其中，关键数据块部分我们使用深色背景加以区分。</P>
<TABLE class=text cellSpacing=1 cellPadding=3
align=center bgColor=#000000 border=0>
<TBODY>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD colSpan=5>
<DIV
align=center><STRONG>PNG文件格式中的数据块</STRONG></DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>
<DIV align=center><B>数据块符号</B></DIV></TD>
<TD>
<DIV align=center><B>数据块名称 </B></DIV></TD>
<TD>
<DIV align=center><B>多数据块 </B></DIV></TD>
<TD>
<DIV align=center><B>可选否 </B></DIV></TD>
<TD>
<DIV align=center><B>位置限制 </B></DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#cccccc>
<TD>IHDR </TD>
<TD>文件头数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>第一块 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>cHRM </TD>
<TD>基色和白色点数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在PLTE和IDAT之前</TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>gAMA </TD>
<TD>图像γ数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在PLTE和IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>sBIT </TD>
<TD>样本有效位数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在PLTE和IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#cccccc>
<TD>PLTE </TD>
<TD>调色板数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>bKGD </TD>
<TD>背景颜色数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在PLTE之后IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>hIST </TD>
<TD>图像直方图数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在PLTE之后IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>tRNS </TD>
<TD>图像透明数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在PLTE之后IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>oFFs </TD>
<TD>(专用公共数据块) </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>pHYs </TD>
<TD>物理像素尺寸数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>sCAL </TD>
<TD>(专用公共数据块) </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>在IDAT之前 </TD></TR>
<TR bgColor=#cccccc>
<TD>IDAT </TD>
<TD>图像数据块 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>否 </TD>
<TD>与其他IDAT连续</TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>tIME </TD>
<TD>图像最后修改时间数据块 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>无限制 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>tEXt </TD>
<TD>文本信息数据块 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>是</TD>
<TD>无限制 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>zTXt </TD>
<TD>压缩文本数据块 </TD>
<TD>是</TD>
<TD>是</TD>
<TD>无限制 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>fRAc </TD>
<TD>(专用公共数据块) </TD>
<TD>是</TD>
<TD>是</TD>
<TD>无限制 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>gIFg </TD>
<TD>(专用公共数据块) </TD>
<TD>是</TD>
<TD>是</TD>
<TD>无限制 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>gIFt </TD>
<TD>(专用公共数据块) </TD>
<TD>是</TD>
<TD>是</TD>
<TD class=text>无限制 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>gIFx </TD>
<TD>(专用公共数据块) </TD>
<TD>是</TD>
<TD>是</TD>
<TD>无限制 </TD></TR>
<TR bgColor=#cccccc>
<TD>IEND </TD>
<TD>图像结束数据 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>否 </TD>
<TD>最后一个数据块 </TD></TR></TBODY></TABLE>
<P>为了简单起见，我们假设在我们使用的PNG文件中，这4个数据块按以上先后顺序进行存储，并且都只出现一次。</P>
<P><STRONG>数据块结构</STRONG></P>
<P>PNG文件中，每个数据块由4个部分组成，如下：</P>
<TABLE class=text cellSpacing=1 cellPadding=3
align=center bgColor=#000000 border=0>
<TBODY>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD><B>名称 </B></TD>
<TD><B>字节数 </B></TD>
<TD><B>说明 </B></TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Length (长度) </TD>
<TD>4字节 </TD>
<TD>指定数据块中数据域的长度，其长度不超过(2<SUP>31</SUP>－1)字节 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Chunk Type Code (数据块类型码) </TD>
<TD>4字节 </TD>
<TD>数据块类型码由ASCII字母(A-Z和a-z)组成 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Chunk Data (数据块数据) </TD>
<TD>可变长度 </TD>
<TD>存储按照Chunk Type Code指定的数据 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>CRC (循环冗余检测) </TD>
<TD>4字节 </TD>
<TD>存储用来检测是否有错误的循环冗余码 </TD></TR></TBODY></TABLE>
<P>CRC(cyclic redundancy check)域中的值是对Chunk Type
Code域和Chunk Data域中的数据进行计算得到的。CRC具体算法定义在ISO 3309和ITU-T
V.42中，其值按下面的CRC码生成多项式进行计算：</P>
<P>x<SUP>32</SUP>+x<SUP>26</SUP>+x<SUP>23</SUP>+x<SUP>22</SUP>+x<SUP>16</SUP>+x<SUP>12</SUP>+x<SUP>11</SUP>+x<SUP>10</SUP>+x<SUP>8</SUP>+x<SUP>7</SUP>+x<SUP>5</SUP>+x<SUP>4</SUP>+x<SUP>2</SUP>+x+1</P>
<P>下面，我们依次来了解一下各个关键数据块的结构吧。</P>
<P><STRONG>IHDR</STRONG></P>
<P>文件头数据块IHDR(header
chunk)：它包含有PNG文件中存储的图像数据的基本信息，并要作为第一个数据块出现在PNG数据流中，而且一个PNG数据流中只能有一个文件头数据块。</P>
<P>文件头数据块由13字节组成，它的格式如下表所示。</P>
<TABLE class=text cellSpacing=1 cellPadding=3
align=center bgColor=#000000 border=0>
<TBODY>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>
<DIV align=center><B>域的名称 </B></DIV></TD>
<TD>
<DIV align=center><B>字节数 </B></DIV></TD>
<TD>
<DIV align=center><B>说明 </B></DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Width </TD>
<TD>4 bytes </TD>
<TD>图像宽度，以像素为单位 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Height </TD>
<TD>4 bytes </TD>
<TD>图像高度，以像素为单位 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Bit depth </TD>
<TD>1 byte </TD>
<TD>图像深度： <BR>索引彩色图像：1，2，4或8 <BR>灰度图像：1，2，4，8或16
<BR>真彩色图像：8或16 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>ColorType </TD>
<TD>1 byte </TD>
<TD>颜色类型：<BR>0：灰度图像, 1，2，4，8或16 <BR>2：真彩色图像，8或16
<BR>3：索引彩色图像，1，2，4或8 <BR>4：带α通道数据的灰度图像，8或16
<BR>6：带α通道数据的真彩色图像，8或16 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Compression method </TD>
<TD>1 byte </TD>
<TD>压缩方法(LZ77派生算法) </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Filter method </TD>
<TD>1 byte </TD>
<TD>滤波器方法 </TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>Interlace method </TD>
<TD>1 byte </TD>
<TD>隔行扫描方法：<BR>0：非隔行扫描 <BR>1： Adam7(由Adam M.
Costello开发的7遍隔行扫描方法) </TD></TR></TBODY></TABLE>
<P>由于我们研究的是手机上的PNG，因此，首先我们看看MIDP1.0对所使用PNG图片的要求吧：</P>
<UL>
<LI>在MIDP1.0中，我们只可以使用1.0版本的PNG图片。并且，所以的PNG关键数据块都有特别要求：<BR>IHDR
<LI>文件大小：MIDP支持任意大小的PNG图片，然而，实际上，如果一个图片过大，会由于内存耗尽而无法读取。
<LI>颜色类型：所有颜色类型都有被支持，虽然这些颜色的显示依赖于实际设备的显示能力。同时，MIDP也能支持alpha通道，但是，所有的alpha通道信息都会被忽略并且当作不透明的颜色对待。
<LI>色深：所有的色深都能被支持。
<LI>压缩方法：仅支持压缩方式0（deflate压缩方式），这和jar文件的压缩方式完全相同，所以，PNG图片数据的解压和jar文件的解压可以使用相同的代码。（其实这也就是为什么J2ME能很好的支持PNG图像的原因：））
<LI>滤波器方法：尽管在PNG的白皮书中仅定义了方法0，然而所有的5种方法都被支持！
<LI>隔行扫描：虽然MIDP支持0、1两种方式，然而，当使用隔行扫描时，MIDP却不会真正的使用隔行扫描方式来显示。
<LI>PLTE chunk：支持
<LI>IDAT chunk：图像信息必须使用5种过滤方式中的方式0 (None, Sub, Up,
Average, Paeth)
<LI>IEND chunk：当IEND数据块被找到时，这个PNG图像才认为是合法的PNG图像。
<LI>可选数据块：MIDP可以支持下列辅助数据块，然而，这却不是必须的。
<BLOCKQUOTE>
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