PNG格式

1、圖像png格式簡介

PNG是20世紀90年代中期開始開發的圖像文件存儲格式，其目的是企圖替代GIF和TIFF文件格式，同時增加一些GIF文件格式所不具備的特性。流式網絡圖形格式(PortableNetwork Graphic Format，PNG)名稱來源于非官方的“PNG’s NotGIF”，是一種位圖文件(bitmapfile)存儲格式，讀成“ping”。PNG用來存儲灰度圖像時，灰度圖像的深度可多到16位，存儲彩色圖像時，彩色圖像的深度可多到48位，并且還可存儲多到16位的α通道數據。PNG使用從LZ77派生的無損數據壓縮算法。

2、圖像png文件結構

PNG圖像格式文件(或者稱為數據流)由一個8字節的PNG文件署名(PNG filesignature)域和按照特定結構組織的3個以上的數據塊(chunk)組成。

PNG定義了兩種類型的數據塊，一種是稱為關鍵數據塊(criticalchunk)，這是標準的數據塊，另一種叫做輔助數據塊(ancillarychunks)，這是可選的數據塊。關鍵數據塊定義了4個標準數據塊，每個PNG文件都必須包含它們，PNG讀寫軟件也都必須要支持這些數據塊。雖然PNG文件規范沒有要求PNG編譯碼器對可選數據塊進行編碼和譯碼，但規范提倡支持可選數據塊。

3、圖像png文件特性

PNG文件格式保留GIF文件格式的下列特性：

使用彩色查找表或者叫做調色板可支持256種顏色的彩色圖像。

流式讀/寫性能(streamability)：圖像文件格式允許連續讀出和寫入圖像數據，這個特性很適合于在通信過程中生成和顯示圖像。

逐次逼近顯示(progressivedisplay)：這種特性可使在通信鏈路上傳輸圖像文件的同時就在終端上顯示圖像，把整個輪廓顯示出來之后逐步顯示圖像的細節，也就是先用低分辨率顯示圖像，然后逐步提高它的分辨率。

透明性(transparency)：這個性能可使圖像中某些部分不顯示出來，用來創建一些有特色的圖像。

輔助信息(ancillaryinformation)：這個特性可用來在圖像文件中存儲一些文本注釋信息。

獨立于計算機軟硬件環境。

使用無損壓縮。

PNG文件格式中要增加下列GIF文件格式所沒有的特性：

每個像素為48位的真彩色圖像。

每個像素為16位的灰度圖像。

可為灰度圖和真彩色圖添加α通道。

添加圖像的γ信息。

使用循環冗余碼(cyclic redundancycode，CRC)檢測損害的文件。

加快圖像顯示的逐次逼近顯示方式。

標準的讀/寫工具包。

可在一個文件中存儲多幅圖像。

GIF格式

1、圖像GIF格式工作原理

GIF是用于壓縮具有單調顏色和清晰細節的圖像（如線狀圖、徽標或帶文字的插圖）的標準格式。

GIF(Graphics InterchangeFormat)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。目前幾乎所有相關軟件都支持它，公共領域有大量的軟件在使用GIF圖像文件。GIF圖像文件的數據是經過壓縮的，而且是采用了可變長度等壓縮算法。所以GIF的圖像深度從lbit到8bit，也即GIF最多支持256種色彩的圖像。GIF格式的另一個特點是其在一個GIF文件中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。

2、圖像GIF格式分類

GIF分為靜態GIF和動畫GIF兩種，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,所以歸根到底GIF仍然是圖片文件格式。但GIF只能顯示256色。

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

3、圖像GIF格式歷史

GIF格式自1987年由CompuServe公司引入后，因其體積小而成像相對清晰，特別適合于初期慢速的互聯網，而從此大受歡迎。它采用無損壓縮技術，只要圖像不多于256色，則可既減少文件的大小，又保持成像的質量。（當然，現在也存在一些hack技術，在一定的條件下克服256色的限制，具體參見真彩色）然而，256色的限制大大局限了GIF文件的應用范圍，如彩色相機等。（當然采用無損壓縮技術的彩色相機照片亦不適合通過網絡傳輸。）另一方面，在高彩圖片上有著不俗表現的JPG格式卻在簡單的折線上效果差強人意。因此GIF格式普遍適用于圖表，按鈕等等只需少量顏色的圖像（如黑白照片）。

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（PortableNetworkGraphics，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。