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前言

只要是做圖片的或者與圖片相關(guān)的，那么圖片的格式就是一個(gè)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(diǎn)，很多時(shí)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(nèi)容來自百度百科，還會(huì)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(shí)，但是不用再去找百度，還有就是可以看到我關(guān)于這種圖片格式的深層次的了解，看完這篇，包括我在內(nèi)，會(huì)感覺到即使很小很小的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，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(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。GIF格式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)成一種最簡單的動(dòng)畫。

GIF圖象是基于顏色列表的（存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是該點(diǎn)的顏色對(duì)應(yīng)于顏色列表的索引值），最多只支持8位（256色）。GIF文件內(nèi)部分成許多存儲(chǔ)塊，用來存儲(chǔ)多幅圖象或者是決定圖象表現(xiàn)行為的控制塊，用以實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫和交互式應(yīng)用。GIF文件還通過LZW壓縮算法壓縮圖象數(shù)據(jù)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(duì)清晰，特別適合于初期慢速的互聯(lián)網(wǎng)，而大受歡迎。

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（Portable Network Graphics，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，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。

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(guān)于照片的場景不會(huì)自動(dòng)播放GIF，也沒有角標(biāo)。
• 一些應(yīng)用將GIF視為靜態(tài)圖像去操作，導(dǎo)致用戶保持了一個(gè)GIF后，結(jié)果應(yīng)用將其保存成JPG。
• iOS只能通過imageI/O去操作GIF數(shù)據(jù)，UIKit對(duì)其絕緣。

分類

GIF分為靜態(tài)GIF和動(dòng)畫GIF兩種，擴(kuò)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(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，最常見的就是通過一幀幀的動(dòng)畫串聯(lián)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(wǎng)絡(luò)上非常流行的圖形文件格式。

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。

格式

1. 語法

此給出的語法用來說明形成gif數(shù)據(jù)流的塊序列，用一些規(guī)則列表來表達(dá)。下面列出用于gif語法的符號(hào)定義。

• <> 語法詞
• ::= 符號(hào)定義
• * 0個(gè)或更多的事件發(fā)生
• + 1個(gè)或更多的事件發(fā)生
• | 替代元素
• [] 可選元素

gif語法的符號(hào)定義：<GIF數(shù)據(jù)流> ::= 頭部 <；邏輯視屏> <；數(shù)據(jù)>* 尾記錄

gif數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)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(kuò)充和尾記錄，包含用于控制處理數(shù)據(jù)流或設(shè)置硬件參數(shù)的信息。
• 成像塊，如：圖像描述符和純文本擴(kuò)充，包含用于在顯示設(shè)備上成像的信息和數(shù)據(jù)。
• 特殊用途塊，如：注釋擴(kuò)充和應(yīng)用擴(kuò)充，包含那些既不用于處理數(shù)據(jù)流也不用于在顯示設(shè)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(duì)于那些沒有設(shè)置局部色表的圖像起作用。全局色表的作用域是整個(gè)數(shù)據(jù)流。局部色表對(duì)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(diǎn)像png格式定義種的調(diào)色板，如果要修改gif圖片的顏色，哈哈，修改這個(gè)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(gè)字節(jié)開始（頭部6個(gè) + 邏輯視頻描述塊7個(gè)）。

以下是各數(shù)據(jù)塊的說明，如果注明為版本89a的話，則說明這個(gè)數(shù)據(jù)塊不會(huì)在87a版的協(xié)議中出現(xiàn)。

• 頭部（6個(gè)字節(jié)）
• 標(biāo)識(shí)符(3字節(jié)） ---GIF
• 版本（3字節(jié)） ---87a (or 89a)
• 邏輯視屏描述塊
• 邏輯屏幕寬（2字節(jié)）
• 邏輯屏幕高（2字節(jié)）
• Packed Fields (1字節(jié)）
• 背景色索引（1字節(jié)）
• 象素高寬比（1字節(jié)）

Packed Fields說明：

• 全局色表標(biāo)志 1 Bit
• 顏色方案 3 Bits
• 短標(biāo)志 1 Bit
• 全局色表尺寸 3 Bits

文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

GIF文件內(nèi)部是按塊劃分的，包括控制塊（ Control Block ）和數(shù)據(jù)塊（DataSub-blocks）兩種?？刂茐K是控制數(shù)據(jù)塊行為的，根據(jù)不同的控制塊包含一些不同的控制參數(shù)；數(shù)據(jù)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(gè)數(shù)據(jù)塊大小從0到255個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)塊的第一個(gè)字節(jié)指出這個(gè)數(shù)據(jù)塊大?。ㄗ止?jié)數(shù)），計(jì)算數(shù)據(jù)塊的大小時(shí)不包括這個(gè)字節(jié)，所以一個(gè)空的數(shù)據(jù)塊有一個(gè)字節(jié)，那就是數(shù)據(jù)塊的大小0x00。 下表是一個(gè)數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)：

一個(gè)GIF文件的結(jié)構(gòu)可分為文件頭(File Header)、GIF數(shù)據(jù)流(GIF DataStream)和文件終結(jié)器(Trailer)三個(gè)部分。文件頭包含GIF文件署名(Signature)和版本號(hào)(Version)；GIF數(shù)據(jù)流由控制標(biāo)識(shí)符、圖象塊(ImageBlock)和其他的一些擴(kuò)展塊組成；文件終結(jié)器只有一個(gè)值為0x3B的字符（'';''）表示文件結(jié)束。下表顯示了一個(gè)GIF文件的組成結(jié)構(gòu)：

• 文件頭

是用來標(biāo)識(shí)GIF署名(Signature)和版本號(hào)(Version)的。

GIF署名用來確認(rèn)一個(gè)文件是否是GIF格式的文件，這一部分由三個(gè)字符組成："GIF"；文件版本號(hào)也是由三個(gè)字節(jié)組成，可以為"87a"或"89a"。具體如下圖所示。

文件頭組成

• GIF數(shù)據(jù)流

它包含了很多的部分。

(1) 邏輯屏幕標(biāo)識(shí)符(Logical Screen Descriptor)：這一部分由7個(gè)字節(jié)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(shù)(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(biāo)識(shí)符后面，每個(gè)顏色列表索引條目由三個(gè)字節(jié)組成，按R、G、B的順序排列。

(3)圖象標(biāo)識(shí)符(Image Descriptor)：一個(gè)GIF文件內(nèi)可以包含多幅圖象，一幅圖象結(jié)束之后緊接著下是一幅圖象的標(biāo)識(shí)符，圖象標(biāo)識(shí)符以0x2C('','')字符開始，定義緊接著它的圖象的性質(zhì)，包括圖象相對(duì)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(gè)字節(jié)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(biāo)志置位的話，則需要在這里（緊跟在圖象標(biāo)識(shí)符之后）定義一個(gè)局部顏色列表以供緊接著它的圖象使用，注意使用前應(yīng)線保存原來的顏色列表，使用結(jié)束之后回復(fù)原來保存的全局顏色列表。如果一個(gè)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(chuàng)建一個(gè)顏色列表，或使用系統(tǒng)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(shù)據(jù)(Table-Based Image Data)：由兩部分組成：LZW編碼長度(LZW Minimum Code Size)和圖象數(shù)據(jù)(Image Data)。

下面給出總體的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的原理圖。

制作

PC上制作軟件主要為Adobe ImageReady 和 fireworks 兩個(gè)。
WEB上gif在線制作編輯gif5.net，支持圖片、視頻、FLASH轉(zhuǎn)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(chǔ)存結(jié)構(gòu)和動(dòng)畫原理
3. GIF圖片原理和儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)深入解析

后記

未完，待續(xù)~~~