J2me开发PNG文件格式文档格式.docx

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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。

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。

PNG文件格式中的数据块

数据块符号

数据块名称

多数据块

可选否

位置限制

IHDR

文件头数据块

否

第一块

cHRM

基色和白色点数据块

是

在PLTE和IDAT之前

gAMA

图像γ数据块

sBIT

样本有效位数据块

PLTE

调色板数据块

在IDAT之前

bKGD

背景颜色数据块

在PLTE之后IDAT之前

hIST

图像直方图数据块

tRNS

图像透明数据块

oFFs

（专用公共数据块）

pHYs

物理像素尺寸数据块

sCAL

IDAT

图像数据块

与其他IDAT连续

tIME

图像最后修改时间数据块

无限制

tEXt

文本信息数据块

zTXt

压缩文本数据块

fRAc

gIFg

gIFt

gIFx

IEND

图像结束数据

最后一个数据块

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。

数据块结构

PNG文件中，每个数据块由4个部分组成，如下：

名称

字节数

说明

Length（长度）

4字节

指定数据块中数据域的长度，其长度不超过（231－1）字节

ChunkTypeCode（数据块类型码）

数据块类型码由ASCII字母（A-Z和a-z）组成

ChunkData（数据块数据）

可变长度

存储按照ChunkTypeCode指定的数据

CRC（循环冗余检测）

存储用来检测是否有错误的循环冗余码

CRC（cyclicredundancycheck）域中的值是对ChunkTypeCode域和ChunkData域中的数据进行计算得到的。

CRC具体算法定义在ISO3309和ITU-TV.42中，其值按下面的CRC码生成多项式进行计算：

x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1

下面，我们依次来了解一下各个关键数据块的结构吧。

文件头数据块IHDR（headerchunk）：

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。

文件头数据块由13字节组成，它的格式如下表所示。

域的名称

Width

4bytes

图像宽度，以像素为单位

Height

图像高度，以像素为单位

Bitdepth

1byte

图像深度：

索引彩色图像：

1，2，4或8

灰度图像：

1，2，4，8或16

真彩色图像：

8或16

ColorType

颜色类型：

0：

灰度图像,1，2，4，8或16

2：

真彩色图像，8或16

3：

索引彩色图像，1，2，4或8

4：

带α通道数据的灰度图像，8或16

6：

带α通道数据的真彩色图像，8或16

Comdivssionmethod

压缩方法（LZ77派生算法）

Filtermethod

滤波器方法

Interlacemethod

隔行扫描方法：

非隔行扫描

1：

Adam7（由AdamM.Costello开发的7遍隔行扫描方法）

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：

∙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：

IHDR

∙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。

∙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。

∙色深：

所有的色深都能被支持。

∙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：

））

∙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！

∙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。

∙PLTEchunk：

支持

∙IDATchunk：

图像信息必须使用5种过滤方式中的方式0（None,Sub,Up,Average,Paeth）

∙IENDchunk：

当IEND数据块被找到时，这个PNG图像才认为是合法的PNG图像。

∙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。

bKGDcHRMgAMAhISTiCCPiTXtpHYs

sBITsPLTsRGBtEXttIMEtRNSzTXt

关于更多的信息，可以参考http:

//www.w3.org/TR/REC-png.html

调色板数据块PLTE（palettechunk）包含有与索引彩色图像（indexed-colorimage）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（imagedatachunk）之前。

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：

颜色

字节

意义

Red

0=黑色,255=红

Green

0=黑色,255=绿色

Blue

0=黑色,255=蓝色

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。

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。

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。

图像数据块IDAT（imagedatachunk）：

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。

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。

图像结束数据IEND（imagetrailerchunk）：

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。

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：

0000000049454E44AE426082

不难明白，由于数据块结构的定义，IEND数据块的长度总是0（00000000，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49454E44），因此，CRC码也总是AE426082。

实例研究PNG

以下是由Fireworks生成的一幅图像，图像大小为8*8，

为了方便大家观看，我们将图像放大：

使用UltraEdit32打开该文件，如下：

00000000~00000007：

可以看到，选中的头8个字节即为PNG文件的标识。

接下来的地方就是IHDR数据块了：

00000008~00000020：

∙0000000D说明IHDR头块长为13

∙49484452IHDR标识

∙00000008图像的宽，8像素

∙00000008图像的高，8像素

∙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）

∙03颜色类型，索引图像

∙00PNGSpec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）

∙00同上

∙00非隔行扫描

∙3621A3B8CRC校验

00000021~0000002F：

可选数据块sBIT，颜色采样率，RGB都是256（2^8=256）

00000030~00000062：

这里是调色板信息

∙00000027说明调色板数据长为39字节，既13个颜色数

∙504C5445PLTE标识

∙FFFF00颜色0

∙FFED00颜色1

∙…………

∙0900B2最后一个颜色，12

∙5FF5BBDDCRC校验

00000063~000000C5：

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。

000000C0~000000F8：

以上选中部分是IDAT数据块

∙00000027数据长为39字节

∙49444154IDAT标识

∙789C……压缩的数据，LZ77派生压缩方法

∙DA1206A5CRC校验

IDAT中压缩数据部分在后面会有详细的介绍。

000000F9~00000104：

IEND数据块，这部分正如上所说，通常都应该是

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。

）

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。

其实，我们可以通过改变调色板的色值来完成一些又趣的事情，比如说实现云彩/水波的流动效果，实现图像的淡入淡出效果等等，在此，给出一个链接给大家看也许更直接：

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：