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在發(fā)展停滯了二十多年后，PNG正準(zhǔn)備重拾昔日輝煌。萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟 (W3C) 24號(hào)宣布了PNG[1]（Portable Network Graphics，發(fā)音為“ping”）的第三版規(guī)范[2]。

PNG 格式已經(jīng)存在20多年了，得到廣泛應(yīng)用。它是一種用于無(wú)損、可移植且壓縮良好的靜態(tài)和動(dòng)畫光柵圖像存儲(chǔ)的可擴(kuò)展文件格式，旨在替代 GIF（讀jif） 且可取代 TIFF 的部分常見(jiàn)用途。但迄今為止，該標(biāo)準(zhǔn)僅進(jìn)行過(guò)兩次重大修訂。一次是 1996 年發(fā)布時(shí)的1.0，另一次是 2003 年發(fā)布的2.0[3]。PNG具有許多重要優(yōu)勢(shì)。盡管蘋果公司擁有一些相關(guān)專利，但 PNG 格式基本是免費(fèi)的，而 GIF 格式則受到專利限制（專利先已經(jīng)過(guò)期）。

PNG 3.0帶來(lái)很多新功能，首先是HDR的支持：

我更感興趣的是它對(duì)動(dòng)圖的支持和Exif的提升。

動(dòng)態(tài)PNG格式是Mozilla在很久以前提出的，但這一次才真正合入標(biāo)準(zhǔn)。APNG（Animated Portable Network Graphics）即動(dòng)態(tài)便攜式網(wǎng)絡(luò)圖形，是基于 PNG 格式擴(kuò)展的動(dòng)畫格式，在圖像質(zhì)量、透明度、文件體積等方面具備優(yōu)勢(shì)。

APNG 以 PNG 規(guī)范為基礎(chǔ)，存儲(chǔ)為二進(jìn)制文件，數(shù)據(jù)同樣以 “塊（chunks）” 的形式組織。在 PNG 原有結(jié)構(gòu)上，APNG 引入了三個(gè)新的塊類型：acTL（動(dòng)畫控制塊）、fcTL（幀控制塊）、fdAT（幀數(shù)據(jù)塊）。acTL 塊位于第一個(gè) IDAT 塊之前，用于標(biāo)識(shí)該文件為 APNG 文件，同時(shí)包含動(dòng)畫的總幀數(shù)和循環(huán)次數(shù)信息。fcTL 塊出現(xiàn)在每一幀之前，存儲(chǔ)著幀的元數(shù)據(jù) ，如幀的尺寸、位置、顯示延遲、透明處理方式等。fdAT 塊用于存儲(chǔ)幀的內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)與 IDAT 塊類似，但開頭多了一個(gè)序列號(hào)，該序列號(hào)與 fcTL 塊中的序列號(hào)相關(guān)聯(lián)，用于確保幀的正確順序和時(shí)間控制。

APNG 的第一幀是普通的 PNG 流，這使得不支持 APNG 的軟件或?yàn)g覽器能夠顯示 APNG 文件的第一幀內(nèi)容，忽略后續(xù)的動(dòng)畫塊，從而實(shí)現(xiàn)了與 PNG 的向后兼容性。這點(diǎn)非常重要。

相比GIF僅支持 8 位顏色深度，最多顯示 256 色，APNG 支持 24 位顏色深度，能夠呈現(xiàn)超過(guò) 1600 萬(wàn)種顏色，且在色階過(guò)渡上更平滑，圖像質(zhì)量更高，抗鋸齒效果更好。APNG 支持 8 位 Alpha 透明通道，不僅可以實(shí)現(xiàn)完全透明，還能呈現(xiàn)透明度漸變效果 。而 GIF 只支持簡(jiǎn)單的全透明或不透明，在處理帶有透明效果的圖像時(shí)，邊緣容易出現(xiàn)雜邊，視覺(jué)效果不佳。APNG 采用 Deflate 壓縮算法，在相同的圖像內(nèi)容和顏色深度下，APNG 文件體積往往比 GIF 更小。APNG 還會(huì)通過(guò)算法計(jì)算幀之間的差異，只存儲(chǔ)幀之間的差異，而不是存儲(chǔ)全幀，進(jìn)一步減小了文件大小。

APNG最早2004 年由 Mozilla 公司的 Stuart Parmenter 和 Vladimir Vuki?evi?設(shè)計(jì)提出，旨在替代老舊的 GIF 格式以及解決 MNG 格式程序庫(kù)復(fù)雜、資源占用大的問(wèn)題。但 APNG 在發(fā)展過(guò)程中面臨諸多阻礙，2007 年 PNG 組織投票否決其成為官方標(biāo)準(zhǔn)，主要原因是 PNG 組織更傾向于推廣 MNG，且 APNG 格式存在一些讓軟件難以區(qū)分動(dòng)畫和非動(dòng)畫圖像的問(wèn)題。不過(guò)，Mozilla Firefox 從 2007 年 3 月的 3.0 版本開始支持 APNG，隨后，Safari、Chrome 等瀏覽器也陸續(xù)加入支持行列。不過(guò)直到目前為止，Google都拒絕支持這種格式，但不出意外，Apple卻十分歡迎它。

PNG 第三版規(guī)范對(duì) Exif（Exchangeable Image File，可交換圖像文件）的支持有了顯著提升，主要體現(xiàn)在將其納入主規(guī)范，優(yōu)化存儲(chǔ)格式，并提高兼容性和適用性。在舊規(guī)范中，Exif并非 PNG 的標(biāo)準(zhǔn)組成部分 ，而在第三版規(guī)范里，它成為主規(guī)范的一部分。這意味著 Exif在 PNG 文件中的使用有了官方規(guī)范依據(jù)，軟件開發(fā)者能依據(jù)規(guī)范更好地實(shí)現(xiàn)對(duì) Exif數(shù)據(jù)的處理，提升了 Exif數(shù)據(jù)在 PNG 圖像中的地位和規(guī)范性。

eXIF 數(shù)據(jù)在 PNG 中的存儲(chǔ)格式得到明確規(guī)范。數(shù)據(jù)段按 “4.7.2 Interoperability Structure of APP1 in Compressed Data” of [CIPA - DC - 008] 規(guī)定的格式存儲(chǔ)，但去掉了 JPEG APP1 標(biāo)記、長(zhǎng)度以及 “Exif ID code”（即 “Exif”、NULL 和填充字節(jié)） 。這種優(yōu)化后的格式更貼合 PNG 文件結(jié)構(gòu)，減少了冗余信息，提高了存儲(chǔ)效率，也便于軟件解析和處理 Exif數(shù)據(jù)。

新規(guī)范下，雖然對(duì) Exif數(shù)據(jù)在 PNG 中的存儲(chǔ)有了明確規(guī)定，但也指出若圖像編輯后，Exif數(shù)據(jù)可能不再適用，建議解碼器謹(jǐn)慎對(duì)待。這說(shuō)明規(guī)范在考慮到實(shí)際應(yīng)用中圖像編輯情況的同時(shí)，也為軟件開發(fā)者處理 Exif數(shù)據(jù)提供了指導(dǎo)，提高了 PNG 文件在不同場(chǎng)景下對(duì) Exif數(shù)據(jù)的兼容性和適用性。

展望未來(lái)，PNG 3.0 規(guī)范蘊(yùn)含著無(wú)限潛力。隨著 APNG 被納入核心規(guī)范，將激勵(lì)更多開發(fā)者利用其特性，創(chuàng)作出更豐富、生動(dòng)且高質(zhì)量的動(dòng)畫內(nèi)容，無(wú)論是在網(wǎng)頁(yè)、應(yīng)用程序還是游戲領(lǐng)域，APNG 有望逐步取代 GIF 在動(dòng)畫領(lǐng)域的地位。HDR 支持的加入，使得 PNG 在處理專業(yè)圖像、攝影作品等方面更具優(yōu)勢(shì)，隨著 HDR 顯示設(shè)備的進(jìn)一步普及，基于 PNG 3.0 的 HDR 圖像將為用戶帶來(lái)更為逼真、震撼的視覺(jué)體驗(yàn)。而對(duì) Exif 元數(shù)據(jù)的支持，能極大地便利圖像的管理、檢索與后期處理，特別是對(duì)于攝影師、設(shè)計(jì)師等專業(yè)人士而言，這一功能將成為工作流程中的得力助手。

期待PNG 3.0盡快來(lái)到，讓我們擺脫GIF粗糙龐大的動(dòng)圖！

【1】PNG is BACK： https://www.programmax.net/articles/png-is-back/

【2】png 3： https://www.w3.org/TR/png-3/

【3】PNG 2.0： https://www.w3.org/TR/2003/REC-PNG-20031110/