Apng动画介绍

Apng

Apng是png格式的扩展，支持动图，并且添加了对24比特图片和8比特alpha通道的支持，而gif动图是不支持alpha通道的。

1. Apng的整体结构

Apng的文件后缀名是.png，一张Apng图片包含一系列的png帧，每个png帧又包含当前png的相关信息，其结构图（图片来自维基百科，请点击查看）如下：

Apng结构图

以下对上面的结构图进行说明：
1）Apng的IHDR（Image Head Chunk）用来包含Apng图片的宽、高等信息，acTL（Animation Control Chunk）包含动画播放的控制信息。
2）每一帧的fcTL（Frame Control Chunk）包含帧的一些控制信息，如Apng总的帧数，循环播放的次数，fdAT（Frame Data Chunk）包含每帧的图片数据信息，这跟png图片的IDAT块格式保持一致。
3）Apng的第一帧比较特殊，如果Apng的第一帧作为Apng默认显示的图片，则Apng结构跟上图的保持一致。如果Apng的第一帧不作为默认显示的图片，则Apng的默认显示图片从IDAT块取得，而Apng的结构图如下：

Apng结构图（第一帧非默认图）

Apng与正常的png数据结构差不多是一样的，只不过是多了三个chunk类型，分别是： acTL（Animation Control Chunk）、 fdAT（Frame Data Chunk）、 fcTL（Frame Control Chunk），chunk的格式一般如下：

Chunk的数据格式

Chunk由四部分组成，分别数据长度（4个字节），Chunk类型（4个字节），ChunkData，CRC（循环冗余校验，4个字节），下面分别对这三种chunk类型做具体说明。

2. acTL

acTL是Apng的动画控制Chunk，包含总的帧数num_frames，播放次数num_plays，num_frames和num_plays都占有4个字节，结构如下：

byte    含义 
0    num_frames：0~3字节表示该Apng总的播放帧数。
4    num_plays：4~7字节表示该Apng循环播放的次数。

num_frames一定大于等于1，如果等于1，表示Apng只有一帧，可以看成就是一张png图。
num_plays一定大于等于0，如果等于0，表示Apng动画是循环播放的。
备注：acTL一定是在IDAT前面。

3. fdAT

fdAT是每帧的数据Chunk，与png的IDAT结构保持一致，只是额外增加了一个序列号，fdAT的结构如下：

byte    含义 
0    sequence_number：0~3字节表示动画帧的编号，从0开始。
4    frame_data ：帧的数据信息。

这里需要说明的是，Apng的每一帧至少包含一个fdAT，而每一个fdAT是一张png的像素压缩数据，从该fdAT中，我们可以读取数据获得一张png图片。

4. fcTL

fcTL是每帧的控制信息块，fcTL一定是出现在fdAT或者IDAT的前面（第一帧为默认图片），fcTL的结构如下：

byte    含义 
0    sequence_number：控制帧的序号，从0开始。
4    width：帧的宽度。
8    height：帧的高度。
12    x_offset：在x方向的偏移。 
16    y_offset：在y方向的偏移。 
20    delay_num：帧动画时间间隙的分子 
22    delay_den：帧动画时间间隙的分母
24    dispose_op：在显示该帧之前，需要对前面缓冲输出区域做何种处理。
25    blend_op：具体显示该帧的方式。

下面对fcTL控制块包含的内容做具体说明：
1） x_offset，y_offset表示显示当前帧时，x方向和y方向需要偏移的距离，如果第一帧为默认显示图片，则x_offset，y_offset为0。
2）width、height、x_offset、y_offset、Apng的宽高(包含在IHDR块中)之间存在下面的约束条件：

x_offset >= 0
y_offset >= 0
width > 0
height > 0
x_offset + width<= IHDR width
y_offset + height <= IHDR height 

3） Apng动画每帧的显示时长可以通过delay_num * DELAY_FACTOR / delay_den来获得，时间单位是ms，其中DELAY_FACTOR是一个常量，为1000，下面对delay_num、delay_den为0的情况做下说明。
delay_num = 0 ：得到帧动画时间间隙为0，当前帧播放完了，立即播放下一帧。
delay_den = 0：delay_den为0，默认把其当做100来计算帧动画时间间隙，计算公式是：delay_num * DELAY_FACTOR / 100。
4） dispose_op有三种类型，如下：

value    含义 
0       APNG_DISPOSE_OP_NONE：不做任何处理。
1       APNG_DISPOSE_OP_BACKGROUND：前一帧的x方向的偏移、y方向的偏移和当前帧的宽、高做一个剪裁，并将剪裁的区域抠成全黑色透明。
2       APNG_DISPOSE_OP_PREVIOUS：将当前缓冲输出区域恢复到先前的内容区域。

5）blend_op有两种类型，如下：

value    含义 
0       APNG_BLEND_OP_SOURCE：通过dispose处理后得到的bitmap，在该bitmap对当前帧的x方向的偏移、y方向的偏移和当前帧的宽、高做一个剪裁，并将剪裁的区域抠成全黑色透明，最后将当前帧写到该剪裁区域上。
1       APNG_BLEND_OP_OVER：当前帧覆盖到当前的缓冲区域并显示。

5. 总结

以上只是对Apng的结构做了些简要说明，Apng的具体结构可以参见APNG Specification。在介绍完Apng的结构后，后续会介绍Apng的解析和播放。