现在使用gif的场景有很多,很多老师喜欢在课件添加 gif 图片。

在开始讲gif之前,先告诉大家 gif 的格式。

请看图片,gif 图分为图片文件头(File Header),gif信息(GIF Data Stream)和文件结尾(Trailer)三个部分,最主要的是 gif 信息。gif信息是由控制块(Control Block)和数据块(Data Sub-blocks)组成的。

文件头包括了GIF文件署名(Signature)和版本号(Version),文件署名就是“gif”字符串,版本号有 87a 和 89a 两个。表示提出的时间,但是现在使用的图片格式有很多,很难说有支持现在全部格式的库。

gif 信息

gif 信息包括逻辑屏幕标识符(Logical Screen Descriptor),全局颜色列表(Global Color Table),图片块

逻辑屏幕标识符

逻辑屏幕标识符定义了 gif 图片的逻辑屏幕宽度、逻辑屏幕高度,颜色深度,背景色有无全局颜色列表(Global Color Table)和颜色列表的索引数(Index Count),请看下表

需要知道,图片的位是反过来写的,也就是从屏幕标识符的第5个byte开始,第0-2位表示的是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)),第3位是 s 分类标志(Sort Flag),如果置位表示全局颜色列表分类排列。然后就是 cr ,颜色深度(Color ResoluTion),cr+1确定图象的颜色深度。m - 全局颜色列表标志(Global Color Table Flag),当置位时表示有全局颜色列表,pixel值有意义。

全局颜色列表

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。

看到名字可以想到,有全局颜色列表也有局部颜色表,因为一张图像最多只会包含256个RGB值,在一张连续动态GIF里,每一帧之间信息差异不大,颜色是被大量重复使用的。在存储时,我们用一个公共的索引表,把图片中用到的颜色提取出来,这就是颜色列表,所以可以减少存放的数据,因为颜色需要使用 4 个 byte 来放。

假如一个图片使用了3个颜色 x0、x1、x2 ,如果没有使用全局颜色列表,图片长度1000,宽度1000那么每个点都存放颜色,一个颜色需要 4 byte (rbg和透明),存放的空间就为 1000*1000*4 ,而有颜色表就直接指定颜色表的位置就可以,可以剩下3倍的空间。

图片块

这里就是gif 的数据,可以有很多张图片,图片之间存储连续,图片里面包括控制块和图片数据。

这里的图片叫帧,他的信息包括:

  • 帧分隔符
  • 帧数据说明
  • 点阵数据(它存储的不是颜色值,而是颜色索引)
  • 帧数据扩展(只有89a标准支持)

图片的控制块包括图片的图象标识符、图象的性质,一共需要10字节,请看下面

  • m - 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连续方式排列,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

和全局颜色列表不相同的,局部颜色列表需要有 x 方向偏移、y 方向偏移、图象宽度、图象高度

图片块包括图片数据和图形控制扩展。

图形控制扩展(Graphic Control Extension)

包括

  • 扩展块标识 Extension Introducer - 标识这是一个扩展块,固定值0x21
  • 图形控制扩展标签 Graphic Control Label - 标识这是一个图形控制扩展块,固定值0xF9
  • 块大小 Block Size - 不包括块终结器,固定值4
  • 处置方法
  • i - 用户输入标志(Use Input Flag):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
  • t - 透明颜色标志(Transparent Color Flag):置位表示使用透明颜色
  • 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
  • 透明色索引 Transparent Color Index - 透明色索引值
  • 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

处置方法、i、t 在一个byte,其中第0bit为t,bit1为i,bit2-4处置方法

所有的控制都可以这样跳过,先读byte0,是否是扩展块,固定值0x21,然后读取byte1,可以知道是什么控制。接着就是读取长度byte2,跳过他就可以拿到下一个数据块或控制。如果拿到数据块,那么数据块byte0就是表示数据长度,跳过他就可以拿到下一个数据块或控制。

  • byte0 扩展块
  • byte1 信息
  • byte2 信息长度
  • byte n n的大小为信息长度+2,这是块终结器。

读取到 byte n 下一个就可以重复判断是扩展块还是数据。

** 图片数据 **

图片数据如下

  • 编码长度 LZW Code Size - LZW压缩的编码长度,也就是要压缩的数据的位数
  • … 数据块开始
  • 块大小 数据块,如果需要可重复多次
  • 编码数据
  • … 数据块结束
  • 块终结器 - 一个图象的数据编码结束,固定值0

因为gif使用lzw压缩算法,所以解析gif需要先解析lzw,然后就可以得到图片的数据。

gif 会把相同的图片作为索引,放在lzw,之后相同的数据就使用索引拿到,这样可以减少文件大小。

关于 lzw,请看 http://blog.csdn.net/abcjennifer/article/details/7995426

本文的格式大部分参考 http://www.cnblogs.com/think/archive/2006/04/12/372942.html

关于 gif 解析请看

wpf 如何使用 Magick.NET 播放 gif 图片

wpf GifBitmapDecoder 解析 gif 格式


本文会经常更新,请阅读原文: https://lindexi.gitee.io/lindexi/post/gif-%E6%A0%BC%E5%BC%8F.html ,以避免陈旧错误知识的误导,同时有更好的阅读体验。

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