音视频编解码–PNG介绍

PNG (Portable Network Graphics) 是一种无损的位图图像格式。它是为了取代GIF格式而设计的，并且可以支持更多的颜色和透明度。

PNG图像使用一种称为DEFLATE的无损数据压缩算法来减小文件大小，因此不会损失图像质量。PNG图像支持8位灰度图像、索引彩色图像和24位真彩色图像，可以支持Alpha通道透明度，这意味着可以在图像中创建半透明的效果。

PNG图像也支持多层图像，这意味着可以将多个图像组合在一起，每个图像可以具有自己的透明度和颜色。PNG图像还支持动画，使用一种称为APNG的扩展格式来实现。与GIF格式不同，APNG可以支持真彩色和半透明图像，并可以使用更高的帧率来实现更流畅的动画效果。

libpng网址	http://www.libpng.org/
libpng代码	http://www.libpng.org/pub/png/libpng.html
libpng手册	http://www.libpng.org/pub/png/libpng-1.4.0-manual.pdf
MNG网址	http://www.libpng.org/pub/mng/
PNG spec	https://www.w3.org/TR/png/

PNG图像格式的发展历程如下：

PNG特点

PNG格式的主要特点是无损压缩、支持透明度、支持多种色彩模式和无版权限制。我们和之前的JPEG，GIF进行直接对比，如下表：

文件结构

PNG标准中定义了18种块类型，其中包括4个关键块和14个附属块。

关键块包括：IHDR，包含头部元数据，在签名后立即需要；IEND，必须作为最后一个块来完成文件；IDAT，一个或多个块存储压缩像素数据；PLTE，存储颜色调色板，仅在索引颜色模式下需要。

规范中的附属块分别对应着颜色空间信息（cHRM、gAMA、iCCP、sBIT、sRGB）、像素尺寸和宽高比（pHYs）、建议的调色板（sPLT）、建议背景的杂项信息（bKGD）、颜色直方图（hIST）、透明度信息（tRNS）、文本信息（iTXt、tEXt、zTXt）和时间戳信息（tIME）。

PNG支持五种颜色模式，其中包括灰度和真彩色，两者都具有包含alpha通道的附加模式，以及索引颜色模式。颜色模式在IHDR中设置，其他块中可选的参考颜色点（cHRM）和配置文件（ICCP）。透明度可以通过alpha通道或指示透明度的预选颜色来实现。

此外，编码器可以包含自定义块类型，以供特定应用程序使用，例如Adobe Photoshop的专有块。除了起始和结束块之外，文件中的块的顺序或位置只有宽松的约束。大多数块需要在第一个IDAT块之前存在（如下图），但文本信息除外，它可以在IEND之前的文件的任何位置出现。

透明度

在简单的形式中，透明度表示完全不可见的东西。徽标和图标通常需要放置在颜色可变的背景上。

这些徽标和图标的背景最好是透明的，以便可以在多个背景变化上使用单个图像。

JPEG图像不支持透明度，因此不适用于此类情况。

GIF图像通过将调色板中的一种颜色声明为透明（索引透明度）来支持透明度。由于缺少部分透明度，边缘（特别是圆角或太详细的边缘）会产生较差的锯齿效果。

PNG图像以两种方式支持透明度——插入允许部分透明的 alpha 通道或通过将单一颜色声明为透明（索引透明）。部分透明度使边缘平滑地融入背景。PNG8 图像只能支持索引透明度，而 PNG24 图像可以支持 alpha 通道透明度。

多色彩模式

这 3 种格式可以支持的颜色数量存在显着差异。

JPEG图像可以支持大约 1600 万种颜色。这就是它们适合存储自然场景图像的原因。

GIF图像限制为 256 种颜色。如果使用索引透明度，则将这 256 种颜色中的一种指定为透明，其余 255 种颜色用于其他颜色。

PNG图像主要有两种模式——PNG8 和 PNG24。PNG8 可以支持多达 256 种颜色，而 PNG24 可以像 JPEG 图像一样处理多达 1600 万种颜色。PNG8 用于颜色较少的简单形状，PNG24 用于高质量、复杂的徽标和透明背景上带圆角的形状。当然之后还发展了PNG32的格式：带有8bit的透明度分量。

查看工具

https://entropymine.com/jason/tweakpng/

https://www.nayuki.io/page/png-file-chunk-inspector

作者：Fenngtun | 公众号——MediaStack