📄 png文件结构分析.htm
字号:
<P>bKGD cHRM gAMA hIST iCCP iTXt pHYs<BR>sBIT sPLT
sRGB tEXt tIME tRNS zTXt</P></BLOCKQUOTE></LI></UL>
<P>关于更多的信息，可以参考<A
href="http://www.w3.org/TR/REC-png.html"
target=_blank>http://www.w3.org/TR/REC-png.html</A></P>
<P><STRONG>PLTE</STRONG></P>
<P>调色板数据块PLTE(palette chunk)包含有与索引彩色图像(indexed-color
image)相关的彩色变换数据，它仅与索引彩色图像有关，而且要放在图像数据块(image data
chunk)之前。</P>
<P>PLTE数据块是定义图像的调色板信息，PLTE可以包含1~256个调色板信息，每一个调色板信息由3个字节组成：</P>
<TABLE class=text cellSpacing=1 cellPadding=3
align=center bgColor=#000000 border=0>
<TBODY>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>
<P align=center><STRONG>颜色</STRONG></P></TD>
<TD>
<P align=center><STRONG>字节</STRONG></P></TD>
<TD>
<P align=center><STRONG>意义</STRONG></P></TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>
<P>Red</P></TD>
<TD>
<P>1 byte</P></TD>
<TD>
<P>0 = 黑色, 255 = 红</P></TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>
<P>Green</P></TD>
<TD>
<P>1 byte</P></TD>
<TD>
<P>0 = 黑色, 255 = 绿色</P></TD></TR>
<TR bgColor=#ffffff>
<TD>
<P>Blue</P></TD>
<TD>
<P>1 byte</P></TD>
<TD>
<P>0 = 黑色, 255 = 蓝色 </P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P>因此，调色板的长度应该是3的倍数，否则，这将是一个非法的调色板。</P>
<P>对于索引图像，调色板信息是必须的，调色板的颜色索引从0开始编号，然后是1、2……，调色板的颜色数不能超过色深中规定的颜色数（如图像色深为4的时候，调色板中的颜色数不可以超过2^4=16），否则，这将导致PNG图像不合法。</P>
<P>真彩色图像和带α通道数据的真彩色图像也可以有调色板数据块，目的是便于非真彩色显示程序用它来量化图像数据，从而显示该图像。</P>
<P><STRONG>IDAT</STRONG></P>
<P>图像数据块IDAT(image data
chunk)：它存储实际的数据，在数据流中可包含多个连续顺序的图像数据块。</P>
<P>IDAT存放着图像真正的数据信息，因此，如果能够了解IDAT的结构，我们就可以很方便的生成PNG图像。</P>
<P><STRONG>IEND</STRONG></P>
<P>图像结束数据IEND(image trailer
chunk)：它用来标记PNG文件或者数据流已经结束，并且必须要放在文件的尾部。</P>
<P>如果我们仔细观察PNG文件，我们会发现，文件的结尾12个字符看起来总应该是这样的：</P>
<P>00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82</P>
<P>不难明白，由于数据块结构的定义，IEND数据块的长度总是0（00 00 00
00，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49 45 4E 44），因此，CRC码也总是AE 42 60
82。</P>
<P><STRONG>实例研究PNG</STRONG></P>
<P>以下是由Fireworks生成的一幅图像，图像大小为8*8，<IMG
onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src); src="" width=8
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}">为了方便大家观看，我们将图像放大：</P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542193858379.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<P>使用UltraEdit32打开该文件，如下：<BR><STRONG>00000000~00000007：</STRONG></P>
<P><STRONG><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/20054219404228.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></STRONG></P>
<P>可以看到，选中的头8个字节即为PNG文件的标识。</P>
<P>接下来的地方就是IHDR数据块了：</P>
<P><STRONG>00000008~00000020：</STRONG></P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542194046685.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<UL>
<LI>00 00 00 0D 说明IHDR头块长为13
<LI>49 48 44 52 IHDR标识
<LI>00 00 00 08 图像的宽，8像素
<LI>00 00 00 08 图像的高，8像素
<LI>04
色深，2^4=16，即这是一个16色的图像（也有可能颜色数不超过16，当然，如果颜色数不超过8，用03表示更合适）
<LI>03 颜色类型，索引图像
<LI>00 PNG
Spec规定此处总为0（非0值为将来使用更好的压缩方法预留），表示使压缩方法(LZ77派生算法)
<LI>00 同上
<LI>00 非隔行扫描
<LI>36 21 A3 B8 CRC校验</LI></UL>
<P><STRONG>00000021~0000002F：</STRONG></P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542194335337.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<P>可选数据块sBIT，颜色采样率，RGB都是256（2^8=256）</P>
<P><STRONG>00000030~00000062：</STRONG></P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542194424458.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<P>这里是调色板信息</P>
<UL>
<LI>00 00 00 27 说明调色板数据长为39字节，既13个颜色数
<LI>50 4C 54 45 PLTE标识
<LI>FF FF 00 颜色0
<LI>FF ED 00 颜色1
<LI>…… ……
<LI>09 00 B2 最后一个颜色，12
<LI>5F F5 BB DD CRC校验</LI></UL>
<P><STRONG>00000063~000000C5：</STRONG></P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542194448608.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<P>这部分包含了pHYs、tExt两种类型的数据块共3块，由于并不太重要，因此也不再详细描述了。<BR><BR><STRONG>000000C0~000000F8：</STRONG></P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542194513480.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<P>以上选中部分是IDAT数据块</P>
<UL>
<LI>00 00 00 27 数据长为39字节
<LI>49 44 41 54 IDAT标识
<LI>78 9C…… 压缩的数据，LZ77派生压缩方法
<LI>DA 12 06 A5 CRC校验</LI></UL>
<P>IDAT中压缩数据部分在后面会有详细的介绍。</P>
<P><STRONG>000000F9~00000104：</STRONG></P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542194558732.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<P>IEND数据块，这部分正如上所说，通常都应该是</P>
<P>00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82</P>
<P>至此，我们已经能够从一个PNG文件中识别出各个数据块了。由于PNG中规定除关键数据块外，其它的辅助数据块都为可选部分，因此，有了这个标准后，我们可以通过删除所有的辅助数据块来减少PNG文件的大小。（当然，需要注意的是，PNG格式可以保存图像中的层、文字等信息，一旦删除了这些辅助数据块后，图像将失去原来的可编辑性。）</P>
<P><IMG onmousewheel="return bbimg(this)"
style="CURSOR: pointer"
onclick=javascript:window.open(this.src);
src="PNG文件结构分析_files/200542194646395.jpg"
onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"
border=0></P>
<P>删除了辅助数据块后的PNG文件，现在文件大小为147字节，原文件大小为261字节，文件大小减少后，并不影响图像的内容。</P>
<P>如上说过，IDAT数据块是使用了LZ77压缩算法生成的，由于受限于手机处理器的能力，因此，如果我们在生成IDAT数据块时仍然使用LZ77压缩算法，将会使效率大打折扣，因此，为了效率，只能使用无压缩的LZ77算法，关于LZ77算法的具体实现，此文不打算深究，如果你对LZ77算法的JAVA实现有兴趣，可以参考以下两个站点：</P>
<UL>
<LI><A href="http://jazzlib.sourceforge.net/"
target=_blank>http://jazzlib.sourceforge.net/</A>
<LI><A href="http://www.jcraft.com/jzlib/index.html"
target=_blank>http://www.jcraft.com/jzlib/index.html</A></LI></UL>
<P><STRONG>参考资料：</STRONG></P>
<P>PNG文件格式白皮书：<A
href="http://www.w3.org/TR/REC-png.html"
target=_blank>http://www.w3.org/TR/REC-png.html</A><BR>为数不多的中文PNG格式说明：<A
href="http://dev.gameres.com/Program/Visual/Other/PNGFormat.htm"
target=_blank>http://dev.gameres.com/Program/Visual/Other/PNGFormat.htm</A><BR>RFC-1950(ZLIB
Compressed Data Format Specification)：<A
href="ftp://ds.internic.net/rfc/rfc1950.txt"
target=_blank>ftp://ds.internic.net/rfc/rfc1950.txt</A><BR>RFC-1950(DEFLATE
Compressed Data Format Specification)：<A
href="ftp://ds.internic.net/rfc/rfc1951.txt"
target=_blank>ftp://ds.internic.net/rfc/rfc1951.txt</A><BR>LZ77算法的JAVA实现：<A
href="http://jazzlib.sourceforge.net/"
target=_blank>http://jazzlib.sourceforge.net/</A><BR>LZ77算法的JAVA实现，包括J2ME版本：<A
href="http://www.jcraft.com/jzlib/index.html"
target=_blank>http://www.jcraft.com/jzlib/index.html</A></P></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%" align=center
border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD width="74%"><A
href="http://www.gissky.net/blog/user1/997/archives/2005/3750.html#">阅读全文<SPAN
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| <A
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target=_blank>引用通告<SPAN id=ob_tbnum></SPAN></A> | <A
href="http://www.gissky.net/blog/user_post.asp?logid=3750"
target=_blank>编辑</A></TD>
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<DIV
align=right> </DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><BR>
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<UL>
<LI>上一篇：<A
href="http://www.gissky.net/blog/user1/997/archives/2005/3747.html">KID游戏资源浏览&提取工具</A>
<LI>下一篇：<A
href="http://www.gissky.net/blog/user1/997/archives/2005/3754.html">国外 2D 引擎相关站点 (English)</A></LI></UL></DIV>
<TABLE style="TABLE-LAYOUT: fixed; WORD-BREAK: break-all"
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<TBODY>
<TR bgColor=#f8f8f8>
<TD><FONT size=4><STRONG>Re<A
name=20558></A></STRONG></FONT><BR><SPAN
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18:02:19</SPAN> </TD></TR>
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<TR>
<TD><SPAN id=c_20558>支持楼主。<EMBED
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<TR>
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target=_blank>回复</A></TD>
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<H2>发表评论：</H2>
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