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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。萬維網(wǎng)聯(lián)盟 (W3C) 24號宣布了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。它是一種用于無損、可移植且壓縮良好的靜態(tài)和動畫光柵圖像存儲的可擴展文件格式，旨在替代 GIF（讀jif） 且可取代 TIFF 的部分常見用途。但迄今為止，該標(biāo)準(zhǔn)僅進(jìn)行過兩次重大修訂。一次是 1996 年發(fā)布時的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。盡管蘋果公司擁有一些相關(guān)專利，但 PNG 格式基本是免費的，而 GIF 格式則受到專利限制（專利先已經(jīng)過期）。

PNG 3.0帶來很多新功能，首先是HDR的支持：

我更感興趣的是它對動圖的支持和Exif的提升。

動態(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）即動態(tài)便攜式網(wǎng)絡(luò)圖形，是基于 PNG 格式擴展的動畫格式，在圖像質(zhì)量、透明度、文件體積等方面具備優(yōu)勢。

APNG 以 PNG 規(guī)范為基礎(chǔ)，存儲為二進(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 引入了三個新的塊類型：acTL（動畫控制塊）、fcTL（幀控制塊）、fdAT（幀數(shù)據(jù)塊）。acTL 塊位于第一個 IDAT 塊之前，用于標(biāo)識該文件為 APNG 文件，同時包含動畫的總幀數(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 塊用于存儲幀的內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)與 IDAT 塊類似，但開頭多了一個序列號，該序列號與 fcTL 塊中的序列號相關(guān)聯(lián)，用于確保幀的正確順序和時間控制。

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

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 1600 萬種顏色，且在色階過渡上更平滑，圖像質(zhì)量更高，抗鋸齒效果更好。APNG 支持 8 位 Alpha 透明通道，不僅可以實現(xiàn)完全透明，還能呈現(xiàn)透明度漸變效果 。而 GIF 只支持簡單的全透明或不透明，在處理帶有透明效果的圖像時，邊緣容易出現(xiàn)雜邊，視覺效果不佳。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 還會通過算法計算幀之間的差異，只存儲幀之間的差異，而不是存儲全幀，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)計提出，旨在替代老舊的 GIF 格式以及解決 MNG 格式程序庫復(fù)雜、資源占用大的問題。但 APNG 在發(fā)展過程中面臨諸多阻礙，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)分動畫和非動畫圖像的問題。不過，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 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)范更好地實現(xiàn)對 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，但去掉了 JPEG APP1 標(biāo)記、長度以及 “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 Exif數(shù)據(jù)在 PNG 中的存儲有了明確規(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)慎對待。這說明規(guī)范在考慮到實際應(yīng)用中圖像編輯情況的同時，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 文件在不同場景下對 Exif數(shù)據(jù)的兼容性和適用性。

展望未來，PNG 3.0 規(guī)范蘊含著無限潛力。隨著 APNG 被納入核心規(guī)范，將激勵更多開發(fā)者利用其特性，創(chuàng)作出更豐富、生動且高質(zhì)量的動畫內(nèi)容，無論是在網(wǎng)頁、應(yīng)用程序還是游戲領(lǐng)域，APNG 有望逐步取代 GIF 在動畫領(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，隨著 HDR 顯示設(shè)備的進(jìn)一步普及，基于 PNG 3.0 的 HDR 圖像將為用戶帶來更為逼真、震撼的視覺體驗。而對 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，特別是對于攝影師、設(shè)計師等專業(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盡快來到，讓我們擺脫GIF粗糙龐大的動圖！

【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/