《PNG文件格式》（二）PNG文件格式分析

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《PNG文件格式》（三）PNG文件实例剖析

摘自：

中文PNG格式说明：dev.gameres.com

PNG文件格式白皮书：www.w3.org

LZ77算法的JAVA实现：jazzlib.sourceforge.net

LZ77算法的JAVA实现，包括J2ME版本：www.jcraft.com

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PNG文件结构

对于一个PNG文件来说，其文件头总是由位固定的字节来描述的，HEX： 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A

使用ultra打开一个png图片，结果如下：

其中第一个字节0x89超出了ASCII字符的范围，这是为了避免某些软件将PNG文件当做文本文件来处理。文件中剩余的部分由3个以上的PNG的数据块（Chunk）按照特定的顺序组成，因此，一个标准的PNG文件结构应该如下：

PNG数据块（Chunk）

PNG定义了两种类型的数据块，一种是称为关键数据块(critical chunk)，这是标准的数据块，另一种叫做辅助数据块(ancillary chunks)，这是可选的数据块。关键数据块定义了4个标准数据块，每个PNG文件都必须包含它们，PNG读写软件也都必须要支持这些数据块。你可以从“可选否”一栏查看是否必须支持的数据块。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。

这里要补充一个iCCP

数据块结构

PNG文件中，每个数据块（比如IHDR，cHRM，IDAT等）由4个部分组成，如下：

CRC(cyclic redundancy check)域中的值是对Chunk Type Code域和Chunk Data域中的数据进行计算得到的。CRC具体算法定义在ISO 3309和ITU-T V.42中.

注意：Length值的是除：length本身，Chunk Type Code，CRC外的长度，也就是Chunk Data的长度。

下面，我们依次来了解一下各个【关键数据块】的结构

IHDR

文件头数据块IHDR(header chunk)：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（文件）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：

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。

● PLTE chunk：支持

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

● IEND chunk：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。

bKGD cHRM gAMA hIST iCCP iTXt pHYs

sBIT sPLT sRGB tEXt tIME tRNS zTXt

关于更多的信息，可以参考www.w3.org

pHYs

物理像素数据块，它表示了图片的像素尺寸，或者是高宽比，它的结果如下

unit specifier的定义如下：

PLTE

调色板数据块PLTE(palette chunk)包含有与索引彩色图像(indexed-color image)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(image data chunk)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：

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。

IDAT

图像数据块IDAT(image data chunk)：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。

IEND

图像结束数据IEND(image trailer chunk)：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：00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82

不难理解，由于数据块结构的定义，IEND数据块的长度总是0（00 00 00 00，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49 45 4E 44），因此，CRC码也总是AE 42 60 82。

IHDR cHRM pHYs IEND