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1.概述
~~~~~~~~
GIF（GraphicsInterchangeFormat，图形交换格式）文件是由CompuServe公司
开发的图形文件格式，版权所有，任何商业目的使用均须CompuServe公司授权。
GIF图象是基于颜色列表的（存储的数据是该点的颜色对应于颜色列表的索引值），
最多只支持8位（256色）。
GIF文件内部分成许多存储块，用来存储多幅图象或者是决
定图象表现行为的控制块，用以实现动画和交互式应用。
GIF文件还通过LZW压缩算法
压缩图象数据来减少图象尺寸（关于LZW算法和GIF数据压缩>>...）。
2.GIF文件存储结构
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
GIF文件内部是按块划分的，包括控制块（ControlBlock）和数据块
（DataSub-blocks）两种。
控制块是控制数据块行为的，根据不同的控制块包含一些
不同的控制参数；数据块只包含一些8-bit的字符流，由它前面的控制块来决定它的功
能，每个数据块大小从0到255个字节，数据块的第一个字节指出这个数据块大小（字节数），
计算数据块的大小时不包括这个字节，所以一个空的数据块有一个字节，那就是数据块的
大小0x00。
下表是一个数据块的结构：
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
0
块大小
BlockSize-块大小，不包括这个这个字节（不计算块大小自身）
1
DataValues-块数据，8-bit的字符串
2
...
254
255
一个GIF文件的结构可分为文件头（FileHeader）、GIF数据流（GIFDataStream）和
文件终结器（Trailer）三个部分。
文件头包含GIF文件署名（Signature）和版本号（Version）；
GIF数据流由控制标识符、图象块（ImageBlock）和其他的一些扩展块组成；文件终结器只
有一个值为0x3B的字符（';'）表示文件结束。
下表显示了一个GIF文件的组成结构：
GIF署名
文件头
版本号
逻辑屏幕标识符
GIF数据流
全局颜色列表
...
图象标识符
图象块
图象局部颜色列表图
基于颜色列表的图象数据
...
GIF结尾
文件结尾
下面就具体介绍各个部分:
文件头部分（Header）
~~~~~~~~~~~~~~~~~
GIF署名（Signature）和版本号（Version）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
GIF署名用来确认一个文件是否是GIF格式的文件，这一部分由三个字符组成：
"GIF";文件版本号也是由三个字节组成,可以为"87a"或"89a".具体描述见下表:
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
'G'
GIF文件标识
2
'I'
3
'F'
4
'8'
GIF文件版本号：
87a-1987年5月
89a-1989年7月
5
'7'或'9'
6
'a'
GIF数据流部分（GIFDataStream）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
逻辑屏幕标识符（LogicalScreenDescriptor）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
这一部分由7个字节组成，定义了GIF图象的大小（LogicalScreenWidth&Height）、颜
色深度（ColorBits）、背景色（BlackgroundColorIndex）以及有无全局颜色列表（Global
ColorTable）和颜色列表的索引数（IndexCount），具体描述见下表：
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
逻辑屏幕宽度
像素数，定义GIF图象的宽度
2
3
逻辑屏幕高度
像素数，定义GIF图象的高度
4
5
m
cr
s
pixel
具体描述见下...
6
背景色
背景颜色（在全局颜色列表中的索引，如果没有全局颜色列表，该值没有意义）
7
像素宽高比
像素宽高比（PixelAspectRadio）
m-全局颜色列表标志（GlobalColorTableFlag），当置位时表示有全局颜色列表，pixel值有意义.
cr-颜色深度（ColorResoluTion），cr+1确定图象的颜色深度.
s-分类标志（SortFlag），如果置位表示全局颜色列表分类排列.
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）.
全局颜色列表（GlobalColorTable）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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。
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
索引1的红色值
2
索引1的绿色值
3
索引1的蓝色值
4
索引2的红色值
5
索引2的绿色值
6
索引2的蓝色值
7
...
图象标识符（ImageDescriptor）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
一个GIF文件内可以包含多幅图象，一幅图象结束之后紧接着下是一幅图象的标识符，
图象标识符以0x2C（','）字符开始，定义紧接着它的图象的性质，包括图象相对于逻
辑屏幕边界的偏移量、图象大小以及有无局部颜色列表和颜色列表大小，由10个字节组成：
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
0
0
1
0
1
1
0
0
图象标识符开始，固定值为','
2
X方向偏移量
必须限定在逻辑屏幕尺寸范围内
3
4
Y方向偏移量
5
6
图象宽度
7
8
图象高度
9
10
m
i
s
r
pixel
m-局部颜色列表标志（LocalColorTableFlag）
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（InterlaceFlag），置位时图象数据使用交织方式排列（详细描述...），
否则使用顺序排列。
s-分类标志（SortFlag），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（SizeofLocalColorTable），pixel+1就为颜色列表的位数
局部颜色列表（LocalColorTable）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
如果上面的局部颜色列表标志置位的话，则需要在这里（紧跟在图象标识符之后）定义
一个局部颜色列表以供紧接着它的图象使用，注意使用前应线保存原来的颜色列表，使
用结束之后回复原来保存的全局颜色列表。
如果一个GIF文件即没有提供全局颜色列表，
也没有提供局部颜色列表，可以自己创建一个颜色列表，或使用系统的颜色列表。
局部
颜色列表的排列方式和全局颜色列表一样：
RGBRGB......
基于颜色列表的图象数据（Table-BasedImageData）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
由两部分组成：
LZW编码长度（LZWMinimumCodeSize）和图象数据（ImageData）。
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
LZW编码长度
LZW编码初始码表大小的位数，详细描述见LZW编码...
...
图象数据，由一个或几个数据块（DataSub-blocks）组成
数据块
...
GIF图象数据使用了LZW压缩算法（详细介绍请看后面的『LZW算法和GIF数据压缩』），
大大减小了图象数据的大小。
图象数据在压缩前有两种排列格式：
连续的和交织的（由
图象标识符的交织标志控制）。
连续方式按从左到右、从上到下的顺序排列图象的光栅
数据；交织图象按下面的方法处理光栅数据：
创建四个通道（pass）保存数据，每个通道提取不同行的数据：
第一通道（Pass1）提取从第0行开始每隔8行的数据；
第二通道（Pass2）提取从第4行开始每隔8行的数据；
第三通道（Pass3）提取从第2行开始每隔4行的数据；
第四通道（Pass4）提取从第1行开始每隔2行的数据；
下面的例子演示了提取交织图象数据的顺序：
行
通道1
通道2
通道3
通道4
0--------------------------------------------------------
1
1--------------------------------------------------------
4
2--------------------------------------------------------
3
3--------------------------------------------------------
4
4--------------------------------------------------------
2
5--------------------------------------------------------
4
6--------------------------------------------------------
3
7--------------------------------------------------------
4
8--------------------------------------------------------
1
9--------------------------------------------------------
4
10--------------------------------------------------------
3
11--------------------------------------------------------
4
12--------------------------------------------------------
2
13--------------------------------------------------------
4
14--------------------------------------------------------
3
15--------------------------------------------------------
4
16--------------------------------------------------------
1
17--------------------------------------------------------
4
18--------------------------------------------------------
3
19--------------------------------------------------------
4
20--------------------------------------------------------
2
图形控制扩展（GraphicControlExtension）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
这一部分是可选的（需要89a版本），可以放在一个图象块（图象标识符）或文本扩展块
的前面，用来控制跟在它后面的第一个图象（或文本）的渲染（Render）形式，组成结构如下：
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
扩展块标识
ExtensionIntroducer-标识这是一个扩展块，固定值0x21
2
图形控制扩展标签
GraphicControlLabel-标识这是一个图形控制扩展块，固定值0xF9
3
块大小
BlockSize-不包括块终结器，固定值4
4
保留
处置方法
i
t
i-用户输入标志；t-透明色标志。
详细描述见下...
5
延迟时间
DelayTime-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
6
7
透明色索引
TransparentColorIndex-透明色索引值
8
块终结器
BlockTerminator-标识块终结，固定值0
处置方法（DisposalMethod）：
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
用户输入标志（UseInputFlag）：
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
透明颜色标志（TransparentColorFlag）：
置位表示使用透明颜色
注释扩展（CommentExtension）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
这一部分是可选的（需要89a版本），可以用来记录图形、版权、描述等任何的非图形和
控制的纯文本数据（7-bitASCII字符），注释扩展并不影响对图象数据流的处理，解码器
完全可以忽略它。
存放位置可以是数据流的任何地方，最好不要妨碍控制和数据块，推
荐放在数据流的开始或结尾。
具体组成：
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
扩展块标识
ExtensionIntroducer-标识这是一个扩展块，固定值0x21
2
注释块标签
CommentLabel-标识这是一个注释块，固定值0xFE
...
CommentData-一个或多个数据块（DataSub-Blocks）组成
注释块
...
块终结器
BlockTerminator-标识注释块结束，固定值0
图形文本扩展（PlainTextExtension）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
这一部分是可选的（需要89a版本），用来绘制一个简单的文本图象，这一部分由
用来绘制的纯文本数据（7-bitASCII字符）和控制绘制的参数等组成。
绘制文本
借助于一个文本框（TextGrid）来定义边界，在文本框中划分多个单元格，每个字
符占用一个单元，绘制时按从左到右、从上到下的顺序依次进行，直到最后一个字符
或者占满整个文本框（之后的字符将被忽略，因此定义文本框的大小时应该注意到是
否可以容纳整个文本），绘制文本的颜色索引使用全局颜色列表，没有则可以使用一
个已经保存的前一个颜色列表。
另外，图形文本扩展块也属于图形块（Graphic
RenderingBlock），可以在它前面定义图形控制扩展对它的表现形式进一步修改。
图形文本扩展的组成：
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
扩展块标识
ExtensionIntroducer-标识这是一个扩展块，固定值0x21
2
图形控制扩展标签
PlainTextLabel-标识这是一个图形文本扩展块，固定值0x01
3
块大小
BlockSize-块大小，固定值12
4
文本框左边界位置
TextGlidLeftPosotion-像素值，文本框离逻辑屏幕的左边界距离
5
6
文本框上边界位置
TextGlidTopPosotion-像素值，文本框离逻辑屏幕的上边界距离
7
8
文本框高度
TextGlidWidth-像素值
9
10
文本框高度
TextGlidHeight-像素值
11
12
字符单元格宽度
CharacterCellWidth-像素值，单个单元格宽度
13
字符单元格高度
CharacterCellHeight-像素值，单个单元格高度
14
文本前景色索引
TextForegroundColorIndex-前景色在全局颜色列表中的索引
15
文本背景色索引
TextBlackgroundColorIndex-背景色在全局颜色列表中的索引
N
...
PlainTextData-一个或多个数据块（DataSub-Blocks）组成，保存要在显示的字符串。
文本数据块
...
N+1
块终结
BlockTerminator-标识注释块结束，固定值0
推荐：
1.由于文本的字体（Font）和尺寸（Size）没有定义，解码器应该根据情况选择最合适的；
2.如果一个字符的值小于0x20或大于0xF7，则这个字符被推荐显示为一个空格（0x20）；
3.为了兼容性，最好定义字符单元格的大小为8x8或8x16（宽度x高度）。
应用程序扩展（ApplicationExtension）
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
这是提供给应用程序自己使用的（需要89a版本），应用程序可以在这里定义自
己的标识、信息等，组成：
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
BIT
1
扩展块标识
ExtensionIntroducer-标识这是一个扩展块，固定值0x21
2
图形控制扩展标签
ApplicationExtensionLabel-标识这是一个应用程序扩展块，固定值0xFF
3
块大小
BlockSize-块大小，固定值11
4
应用程序标识符
ApplicationIdentifier-用来鉴别应用程序自身的标识（8个连续ASCII字符）
5
6
7
8
9
10
11
12
应用程序鉴别码
ApplicationAuthenticationCode-应用程序定义的特殊标识码（3个连续ASCII字符）
13
14
N
...
应用程序自定义数据块-一个或多个数据块（DataSub-Blocks）组成，保存应用
程序自己定义的数据
应用程序数据
...
N+1
块终结器
lockTerminator-标识注释块结束，固定值0
文件结尾部分
~~~~~~~~~~~
文件终结器（Trailer）
~~~~~~~~~~~~~~~~
这一部分只有一个值为0的字节，标识一个GIF文件结束.
BYTE
7
6
5
4
3
2
1
0
1
文件终结
GIFTrailer-标识GIF文件结束，固定值0x3B
2.LZW算法和GIF数据压缩
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
GIF文件的图象数据使用了可变长度编码的LZW压缩算法（Variable-Length_Code
LZWCompression），这是从LZW（LempelZivCompression）压缩算法演变过来的，通
过压缩原始数据的重复部分来达到减少文件大小的目的。
标准的LZW压缩原理：
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
先来解释一下几个基本概念：
LZW压缩有三个重要的对象：
数据流（CharStream）、编码流（CodeStream）和编译
表（StringTable）。
在编码时，数据流是输入对象（图象的光栅数据序列），编码流
就是输出对象（经过压缩运算的编码数据）；在解码时，编码流则是输入对象，数据
流是输出对象；而编译表是在编码和解码时都须要用借助的对象。
字符（Character）：
最基础的数据元素，在文本文件中就是一个字节，在光栅数据中就
是一个像素的颜色在指定的颜色列表中的索引值；
字符串（String）：
由几个连续的字符组成；
前缀（Prefix）：
也是一个字符串
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