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  • GDI+中GIF图片的显示

    某位网友曾经问过我GDI+中Gif图像显示的问题,一直没时间给你写,在此致歉。我把这篇文章送给他。

    一、GIF格式介绍

    1.概述

    GIF(Graphics Interchange Format,图形交换格式)文件是由 CompuServe公司开发的图形文件格式,版权所有,任何商业目的使用均须 CompuServe公司授权。

    GIF图象是基于颜色列表的(存储的数据是该点的颜色对应于颜色列表的索引值),最多只支持8位(256色)。GIF文件内部分成许多存储块, 用来存储多幅图象或者是决定图象表现行为的控制块, 用以实现动画和交互式应用。GIF文件还通过LZW压缩算法压缩图象数据来减少图象尺寸。

    2.GIF文件存储结构

    GIF文件内部是按块划分的,包括控制块( Control Block )和数据块(Data Sub-blocks)两种。控制块是控制数据块行为的,根据不同的控制块包含一些不同的控制参数; 数据块只包含一些8-bit的字符流,由它前面的控制块来决定它的功能,每个数据块大小从0到255个字节, 数据块的第一个字节指出这个数据块大小(字节数), 计算数据块的大小时不包括这个字节,所以一个空的数据块有一个字节,那就是数据块的大小0x00。 下表是一个数据块的结构:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    0

    块大小

    Block Size - 块大小,不包括这个这个字节(不计算块大小自身)
    1   Data Values - 块数据,8-bit的字符串
    2  
    ...  
    254  
    255  

    一个GIF文件的结构可分为文件头(File Header)、GIF数据流(GIF Data Stream)和文件终结器(Trailer)三个部分。文件头包含GIF文件署名(Signature)和版本号(Version);GIF数据流由控制标识符、图象块(Image Block)和其他的一些扩展块组成;文件终结器只有一个值为0x3B的字符('';'')表示文件结束。下表显示了一个GIF文件的组成结构:

      GIF署名 文件头  
      版本号
      逻辑屏幕标识符 GIF数据流  
      全局颜色列表  
      ...  
      图象标识符 图象块  
      图象局部颜色列表图
      基于颜色列表的图象数据  
     
      ...  
      GIF结尾 文件结尾  

    下面就具体介绍各个部分:

    文件头部分(Header)

    GIF署名(Signature)和版本号(Version)

    GIF署名用来确认一个文件是否是GIF格式的文件,这一部分由三个字符组成:"GIF";文件版本号也是由三个字节组成,可以为"87a"或"89a".具体描述见下表:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    1 ''G'' GIF文件标识
    2 ''I''
    3 ''F''
    4 ''8'' GIF文件版本号:87a - 1987年5月
            89a - 1989年7月
    5 ''7''或''9''
    6 ''a''

    GIF数据流部分(GIF Data Stream)

    逻辑屏幕标识符(Logical Screen Descriptor)

    这一部分由7个字节组成,定义了GIF图象的大小(Logical Screen Width & Height)、颜色深度(Color Bits)、背景色(Blackground Color Index)以及有无全局颜色列表(Global Color Table)和颜色列表的索引数(Index Count),具体描述见下表:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT  
    1 逻辑屏幕宽度 像素数,定义GIF图象的宽度
    2
    3 逻辑屏幕高度 像素数,定义GIF图象的高度
    4
    5 m cr s pixel 具体描述见下...
    6 背景色 背景颜色(在全局颜色列表中的索引,如果没有全局颜色列表,该值没有意义)
    7 像素宽高比 像素宽高比(Pixel Aspect Radio)

    m - 全局颜色列表标志(Global Color Table Flag),当置位时表示有全局颜色列表,pixel值有意义.

    cr - 颜色深度(Color ResoluTion),cr+1确定图象的颜色深度.

    s - 分类标志(Sort Flag),如果置位表示全局颜色列表分类排列.

    pixel - 全局颜色列表大小,pixel+1确定颜色列表的索引数(2的pixel+1次方).

    全局颜色列表(Global Color Table)

    全局颜色列表必须紧跟在逻辑屏幕标识符后面,每个颜色列表索引条目由三个字节组成,按R、G、B的顺序排列。

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    1 索引1的红色值  
    2 索引1的绿色值  
    3 索引1的蓝色值  
    4 索引2的红色值  
    5 索引2的绿色值  
    6 索引2的蓝色值  
    7 ...  

    图象标识符(Image Descriptor)

    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

    一个GIF文件内可以包含多幅图象,一幅图象结束之后紧接着下是一幅图象的标识符,图象标识符以0x2C('','')字符开始, 定义紧接着它的图象的性质,包括图象相对于逻辑屏幕边界的偏移量、图象大小以及有无局部颜色列表和颜色列表大小, 由10个字节组成:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT  
    1 0 0 1 0 1 1 0 0 图象标识符开始,固定值为'',''
    2 X方向偏移量 必须限定在逻辑屏幕尺寸范围内
    3
    4 Y方向偏移量
    5
    6 图象宽度
    7
    8 图象高度
    9
    10 m i s r pixel m - 局部颜色列表标志(Local Color Table Flag)
                  置位时标识紧接在图象标识符之后有一个局部颜色列表,供紧跟在它之后的一幅图象使用;值否时使用全局颜色列表, 忽略pixel值。
    i - 交织标志(Interlace Flag),置位时图象数据使用交织方式排列 (详细描述...),否则使用顺序排列。
    s - 分类标志(Sort Flag),如果置位表示紧跟着的局部颜色列表分类排列.
    r - 保留,必须初始化为0.
    pixel - 局部颜色列表大小(Size of Local Color Table),pixel+1就为颜色列表的位数

    局部颜色列表(Local Color Table)

    如果上面的局部颜色列表标志置位的话,则需要在这里(紧跟在图象标识符之后)定义一个局部颜色列表以供紧接着它的图象使用,注 意使用前应线保存原来的颜色列表,使用结束之后回复原来保存的全局颜色列表。如果一个GIF文件即没有提供全局颜色列表,也没有提供局部颜色列表, 可以自己创建一个颜色列表,或使用系统的颜色列表。局部颜色列表的排列方式和全局颜色列表一样:RGBRGB......

    基于颜色列表的图象数据(Table-Based Image Data)

    由两部分组成:LZW编码长度(LZW Minimum Code Size)和图象数据(Image Data)。

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    1 LZW编码长度 LZW编码初始码表大小的位数,详细描述见LZW编码...

     


    ...
    图象数据,由一个或几个数据块(Data Sub-blocks)组成

    数据块

    ...

    GIF图象数据使用了LZW压缩算法(详细介绍请看后面的『LZW算法和GIF数据压缩』),大大减小了图象数据的大小。图象数据在压缩前有两种排列格式:

    连续的和交织的(由图象标识符的交织标志控制)。连续方式按从左到右、从上到下的顺序排列图象的光栅数据;交织图象按下面的方法处理光栅数据:

    创建四个通道(pass)保存数据,每个通道提取不同行的数据:

    第一通道(Pass 1)提取从第0行开始每隔8行的数据;

    第二通道(Pass 2)提取从第4行开始每隔8行的数据;

    第三通道(Pass 3)提取从第2行开始每隔4行的数据;

    第四通道(Pass 4)提取从第1行开始每隔2行的数据;

    下面的例子演示了提取交织图象数据的顺序:

    通道1 通道2 通道3 通道4  
    0  -------------------------------------------------------- 1        
    1 --------------------------------------------------------       4  
    2  --------------------------------------------------------     3    
    3  --------------------------------------------------------       4  
    4  --------------------------------------------------------   2      
    5  --------------------------------------------------------       4  
    6  --------------------------------------------------------     3    
    7  --------------------------------------------------------       4  
    8  -------------------------------------------------------- 1        
    9  --------------------------------------------------------       4  
    10 --------------------------------------------------------     3    
    11 --------------------------------------------------------       4  
    12 --------------------------------------------------------   2      
    13 --------------------------------------------------------       4  
    14 --------------------------------------------------------     3    
    15 --------------------------------------------------------       4  
    16 -------------------------------------------------------- 1        
    17 --------------------------------------------------------       4  
    18 --------------------------------------------------------     3    
    19 --------------------------------------------------------       4  
    20 --------------------------------------------------------   2      

    图形控制扩展(Graphic Control Extension)

    这一部分是可选的(需要89a版本),可以放在一个图象块(图象标识符)或文本扩展块的前面, 用来控制跟在它后面的第一个图象(或文本)的渲染(Render)形式,组成结构如下:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    1 扩展块标识 Extension Introducer - 标识这是一个扩展块,固定值0x21
    2 图形控制扩展标签 Graphic Control Label - 标识这是一个图形控制扩展块,固定值0xF9
    3 块大小 Block Size - 不包括块终结器,固定值4
    4 保留 处置方法

    i

    t

    i - 用户输入标志;t - 透明色标志。详细描述见下...
    5 延迟时间 Delay Time - 单位1/100秒,如果值不为1,表示暂停规定的时间后再继续往下处理数据流
    6
    7 透明色索引 Transparent Color Index - 透明色索引值
    8 块终结器 Block Terminator - 标识块终结,固定值0

    处置方法(Disposal Method):指出处置图形的方法,当值为:

                            0 - 不使用处置方法

                            1 - 不处置图形,把图形从当前位置移去

                            2 - 回复到背景色

                            3 - 回复到先前状态

                          4-7 - 自定义

    用户输入标志(Use Input Flag):指出是否期待用户有输入之后才继续进行下去,置位表示期待,值否表示不期待。用户输入可以是按回车键、鼠标点击等, 可以和延迟时间一起使用,在设置的延迟时间内用户有输入则马上继续进行,或者没有输入直到延迟时间到达而继续

    透明颜色标志(Transparent Color Flag):置位表示使用透明颜色

    注释扩展(Comment Extension)

    这一部分是可选的(需要89a版本),可以用来记录图形、版权、描述等任何的非图形和控制的纯文本数据(7-bit ASCII字符),注释扩展并不影响对图象数据流的处理,解码器完全可以忽略它。 存放位置可以是数据流的任何地方,最好不要妨碍控制和数据块,推荐放在数据流的开始或结尾。具体组成:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    1 扩展块标识 Extension Introducer - 标识这是一个扩展块,固定值0x21
    2 注释块标签 Comment Label - 标识这是一个注释块,固定值0xFE
     
    ...
    Comment Data - 一个或多个数据块(Data Sub-Blocks)组成

    注释块

    ...
      块终结器 Block Terminator - 标识注释块结束,固定值0

    图形文本扩展(Plain Text Extension)

    这一部分是可选的(需要89a版本),用来绘制一个简单的文本图象,这一部分由用来绘制的纯文本数据(7-bit ASCII字符)和控制绘制的参数等组成。绘制文本借助于一个文本框(Text Grid)来定义边界,在文本框中划分多个单元格,每个字符占用一个单元,绘制时按从左到右、从上到下的顺序依次进行, 直到最后一个字符或者占满整个文本框(之后的字符将被忽略,因此定义文本框的大小时应该注意到是否可以容纳整个文本), 绘制文本的颜色索引使用全局颜色列表,没有则可以使用一个已经保存的前一个颜色列表。另外,图形文本扩展块也属于图形块(Graphic Rendering Block),可以在它前面定义图形控制扩展对它的表现形式进一步修改。图形文本扩展的组成:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    1 扩展块标识 Extension Introducer - 标识这是一个扩展块,固定值0x21
    2 图形控制扩展标签 Plain Text Label - 标识这是一个图形文本扩展块,固定值0x01
    3 块大小 Block Size - 块大小,固定值12
    4 文本框左边界位置 Text Glid Left Posotion - 像素值,文本框离逻辑屏幕的左边界距离
    5
    6 文本框上边界位置 Text Glid Top Posotion - 像素值,文本框离逻辑屏幕的上边界距离
    7
    8 文本框高度 Text Glid Width -像素值
    9
    10 文本框高度 Text Glid Height - 像素值
    11
    12 字符单元格宽度 Character Cell Width - 像素值,单个单元格宽度
    13 字符单元格高度 Character Cell Height- 像素值,单个单元格高度
    14 文本前景色索引 Text Foreground Color Index - 前景色在全局颜色列表中的索引
    15 文本背景色索引 Text Blackground Color Index - 背景色在全局颜色列表中的索引
    N
    ...
    Plain Text Data - 一个或多个数据块(Data Sub-Blocks)组成,保存要在显示的字符串。

    文本数据块

    ...
    N+1 块终结 Block Terminator - 标识注释块结束,固定值0

    推荐:1.由于文本的字体(Font)和尺寸(Size)没有定义,解码器应该根据情况选择最合适的;

    2.如果一个字符的值小于0x20或大于0xF7,则这个字符被推荐显示为一个空格(0x20);

    3.为了兼容性,最好定义字符单元格的大小为8x8或8x16(宽度x高度)。

    应用程序扩展(Application Extension)

    这是提供给应用程序自己使用的(需要89a版本),应用程序可以在这里定义自己的标识、信息等,组成:

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
    1 扩展块标识 Extension Introducer - 标识这是一个扩展块,固定值0x21
    2 图形控制扩展标签 Application Extension Label - 标识这是一个应用程序扩展块,固定值0xFF
    3 块大小 Block Size - 块大小,固定值11
    4 应用程序标识符 Application Identifier - 用来鉴别应用程序自身的标识(8个连续ASCII字符)
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12 应用程序鉴别码 Application Authentication Code - 应用程序定义的特殊标识码(3个连续ASCII字符)
    13
    14
    N
    ...
    应用程序自定义数据块 - 一个或多个数据块(Data Sub-Blocks)组成,保存应用程序自己定义的数据

    应用程序数据

    ...
    N+1 块终结器 lock Terminator - 标识注释块结束,固定值0

    文件结尾部分

    文件终结器(Trailer)

    这一部分只有一个值为0的字节,标识一个GIF文件结束.

    BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0  
    1

    文件终结

    GIF Trailer - 标识GIF文件结束,固定值0x3B

    二、在GDI+中绘制GIF

    GDI+中绘制一个图片的代码如下:

    1.void CMyWnd::OnPaint()
    2.{
    3.CPaintDC dc(this);
    4.Graphics graphics(&dc); // Create a GDI+ graphics object
    5. 
    6.Image image(L"Test.Gif"); // Construct an image
    7.graphics.DrawImage(&image, 0, 0, image.GetWidth(), image.GetHeight());
    8.}

    Gif分为两种,一种是静态的,对于这种格式的Gif,在GDI+中无需采用任何方法就能够直接显示(上面的代码就属于这种情况)。另一种是动态的, 这种文件能够显示简单的动画。动态的实际上由多幅静态的组成,在显示Gif时,每幅图片按照一定的时间间隔依次进行显示,从而实现了动画效果。

    我把GIF封装成了一个类ImageEx,这个类继承了GDI+中的Image类。我们首先要做的工作是判断GIF是动态的还是静态的。

    01.bool ImageEx::TestForAnimatedGIF()
    02.{
    03.UINT count = 0;
    04.count = GetFrameDimensionsCount();
    05.GUID* pDimensionIDs = new GUID[count];
    06. 
    07.// 得到子帧的对象列表
    08.GetFrameDimensionsList(pDimensionIDs, count);
    09. 
    10.//获取总帧数
    11.m_nFrameCount = GetFrameCount(&pDimensionIDs[0]);
    12. 
    13.// 假设图像具有属性条目 PropertyItemEquipMake.
    14.// 获取此条目的大小.
    15.int nSize = GetPropertyItemSize(PropertyTagFrameDelay);
    16. 
    17.// 为属性条目分配空间.
    18.m_pPropertyItem = (PropertyItem*) malloc(nSize);
    19.GetPropertyItem(PropertyTagFrameDelay, nSize, m_pPropertyItem);
    20.delete pDimensionIDs;
    21.return m_nFrameCount > 1;
    22. 
    23.}

    m_pPropertyItem->value 是一个长整形数组, 每个长整形代表每帧的延时。由于获取的属性不同,GetPropertyItem会获得不同大小的对象, 因此要由用户来获得的对象大小,开辟与删除 GetPropertyItem相关的内存。对象的大小是通过GetPropertyItemSize 获取的,其参数是你所感兴趣的属性条目。 一旦获取了帧的数量与延时,我们就可生成一个线程来调用 DrawFrameGIF()来显示。

    01.bool ImageEx::DrawFrameGIF()
    02.{
    03.::WaitForSingleObject(m_hPause, INFINITE);
    04.GUID pageGuid = FrameDimensionTime;
    05.long hmWidth = GetWidth();
    06.long hmHeight = GetHeight();
    07.HDC hDC = GetDC(m_hWnd);
    08.if (hDC)
    09.{
    10.Graphics graphics(hDC);
    11.graphics.DrawImage(this, m_rc.left, m_rc.top, hmWidth, hmHeight);
    12.ReleaseDC(m_hWnd, hDC);
    13.}
    14.SelectActiveFrame(&pageGuid, m_nFramePosition++);
    15.if (m_nFramePosition == m_nFrameCount)
    16.m_nFramePosition = 0;  
    17. 
    18.long lPause = ((long*) m_pPropertyItem->value)[m_nFramePosition] * 10;
    19.DWORD dwErr = WaitForSingleObject(m_hExitEvent, lPause);
    20.return dwErr == WAIT_OBJECT_0;
    21.}
    1. 

    三、效果图

    图一 效果

    四、结束语

    本人无偿提供绘图软件与数据库软件技术咨询。有偿提供算法,控件,组件,绘图软件与数据库软件的开发。

    邮件地址:realman1981@sohu.com。

    电话:13679278016。

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