【速成】APNG - 格式结构详解

简要

兼容png格式,在png格式的基础上加入额外的信息描述动画序列,在不支持apng的地方可以显示第一帧内容。帧间无损压缩,有效降低存储大小。

结构

APNG与PNG相同,由若干个Chunk组成。每个Chunk的结构如下:

Length(4B) + Type(4B) + Data + CRC(4B)

(refs: https://www.w3.org/TR/PNG/#5Chunk-layout)

Type 的四个字节,分别为四个英文字母,大小写分别代表不同的意义,除文档已定义名字外可以自由命名(如 oRIg)

  • 1字母:大写/小写 重要数据/附加数据
  • 2字母:大写/小写 标准有定义的类型/自定义类型
  • 3字母:大写/小写 未使用
  • 4字母:大写/小写 非复制安全/复制安全 (对于编辑器来说复制安全的数据可以直接复制)

Data 长度为 Length

一般的PNG结构形如:
PNGSignature(8B) + IHDR(25B) + IDAT + IEND(12B)
  • PNGSignature:固定值 0x89, 0x50, 0x4e, 0x47, 0x0d, 0x0a, 0x1a, 0x0a
  • IHDR:PNG信息
  • IDAT:图像数据
  • IEND:结束标识,数据长度为0
`IHDR数据结构`
Width                       4 bytes
Height                      4 bytes
Bit depth                   1 byte
Colour type                 1 byte
Compression method          1 byte
Filter method               1 byte
Interlace method            1 byte

(refs: https://www.w3.org/TR/PNG/#11IHDR)

png例子-头部

png例子-尾部

一般的APNG结构形如:
PNGSignature(8B) + IHDR(25B) + acTL + fcTL + IDAT + [ fcTL + fdAT ... ] + IEND(12B)

其中

第一帧:fcTL + IDAT
后续帧:fcTL + fdAT
  • acTL:动画控制块(Animation Control Chunk),记录总帧数和循环次数,其中循环次数0表示无限循环
  • fcTL:帧控制块(Frame Control Chunk),记录每一帧的信息,
  • fdAT:帧数据块(Frame Data Chunk),每帧图像数据
`acTL数据结构`
 byte
    0   num_frames     (unsigned int)    Number of frames
    4   num_plays      (unsigned int)    Number of times to loop this APNG.  0 indicates infinite looping.

`fcTL数据结构`
 byte
    0    sequence_number       (unsigned int)   Sequence number of the animation chunk, starting from 0
    4    width                 (unsigned int)   Width of the following frame
    8    height                (unsigned int)   Height of the following frame
   12    x_offset              (unsigned int)   X position at which to render the following frame
   16    y_offset              (unsigned int)   Y position at which to render the following frame
   20    delay_num             (unsigned short) Frame delay fraction numerator
   22    delay_den             (unsigned short) Frame delay fraction denominator
   24    dispose_op            (byte)           Type of frame area disposal to be done after rendering this frame
   25    blend_op              (byte)           Type of frame area rendering for this frame 
`fdAT数据结构`
    0   sequence_number unsigned int    Sequence number of the animation chunk, starting from 0.
    4   frame_data  X bytes Frame data for this frame.

(refs: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla/Tech/APNG)

apng例子-acTL(num_frames=8, num_plays=0)

相关资料

https://www.w3.org/TR/PNG - png格式文档
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla/Tech/APNG - apng格式文档
https://wiki.mozilla.org/APNG_Specification - apng格式文档
https://en.wikipedia.org/wiki/APNG
https://baike.baidu.com/item/APNG/3582613
https://aotu.io/notes/2016/11/07/apng/index.html - 写得不错的apng介绍文章

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