本文对GIF文件的存储方式进行分析与讲解，本文参考文章地址为：gif 格式图片详细解析
一.概述
GIF图像是有CompuServe公司开发的图形文件格式，GIF图像是基于颜色列表的（即GIF文件中存储的数据为该点的颜色在颜色列表中的索引值），同时GIF最多支持8位（即256色）的颜色展示。
二.GIF文件结构
基础知识
GIF文件内部是按块来进行划分的，其中包括控制块（Control Block）和数据块（Data Sub-blcoks）两种。
控制块是用来控制数据块行为的，不同的控制块一般包含不同的控制参数。
数据块是用来记载数据的，数据块是一组8-bit组成的数据流，其中每个数据块的大小最大为256字节，其中第一个字节用于指出该数据块所含字节数，即一个数据块记录数据所用字节最多为255字节。以下是数据块的结构：
BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT 0 块大小 Blcok Size - 块大小，不包含这个字节 1 Data Values - 块数据，8-bit的字符串 2 … 254 255
GIF结构
GIF文件的结构为：文件头（File Header）、GIF数据流（GIF Data Stream）和文件终结器（Trailer）三部分。
接下来详细讲解每部分的构成。
三.GIF各部分组成
1.文件头
文件头包含文件署名（Signature）和版本号（Version）两部分。
(1)文件署名
文件署名表示该文件是GIF文件，这部分由”GIF”三个字符组成：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | ‘G’(0x47) | 文件署名 | |||||||
| 1 | ‘I’(0x49) | ||||||||
| 2 | “F”(0x46) | ||||||||
(2)版本号
版本号表示GIF版本号，有”87a”和”89a”两种：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | ‘8’(0x38) | 版本号 | |||||||
| 1 | ‘7’(0x39)或’9’(0x40) | ||||||||
| 2 | “a”(0x61) | ||||||||
2.GIF数据流
GIF数据流包含逻辑屏幕标识符（Logical Screen Descriptor）、全局颜色列表（Global Color Table）和图像块（Image Block）三个基本部分以及一些扩展部分组成，扩展部分包括：图形控制扩展（Graphic Control Extension）、注释扩展（Comment Extension）、图形文本扩展（Plain Text Extension）以及应用程序扩展（Application Extension）四部分。
(1)逻辑屏幕标识符
该部分由7个字节组成，结构为：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 逻辑屏幕宽度 | 像素数，定义GIF图像宽度 | |||||||
| 1 | |||||||||
| 2 | 逻辑屏幕高度 | 像素数，定义GIF图像高度 | |||||||
| 3 | |||||||||
| 4 | m | cr | s | pixel | 具体描述见下 | ||||
| 5 | 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，则该值没有意义） | |||||||
| 6 | 像素宽高比 | 像素宽高比 | |||||||
- m：全局颜色列表标志，当置位时表示有全局颜色列表，pixel值有意义
- cr：颜色深度，cr+1确定图像的颜色深度
- s：分类标志，如果置位表示全局颜色列表分类排序
- 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）
(2)全局颜色列表
全局颜色列表需要紧跟在逻辑屏幕标识符后，颜色列表中保存颜色的索引，其中每个索引又由三个字节（代表R、G、B）组成：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 索引1的R值 | |||||||
| 1 | 索引1的G值 | |||||||
| 2 | 索引1的B值 | |||||||
| 3 | 索引2的R值 | |||||||
| 4 | 索引2的G值 | |||||||
| 5 | 索引2的B值 | |||||||
| 6 | … | |||||||
(3)图像块
图像块由图像标识符（Image Descriptor）、局部颜色列表（Local Color Table）和基于颜色列表的图像数据（Table-Based Image Data）组成。
①图像标识符
一个GIF中可以包含多张图片，新的图像以图像标识符开始，该部分由10个字节组成：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 图像标识符开始，固定值’,’ (0x2C) |
| 1 | X方向偏移量 | 必须限制在逻辑屏幕尺寸范围内 | |||||||
| 2 | |||||||||
| 3 | Y方向偏移量 | ||||||||
| 4 | |||||||||
| 5 | 图像宽度 | ||||||||
| 6 | |||||||||
| 7 | 图像高度 | ||||||||
| 8 | |||||||||
| 10 | m | i | s | r | pixel | 具体描述见下 | |||
- m：局部颜色列表标志，当置位时表示图像标识符后有一个局部颜色列表，pixel值有意义
- i：交织标志，置位时图像数据使用交织方式排列，否则使用顺序排列
- s：分类标志，如果置位表示局部颜色列表分类排序
- r：保留，必须初始化为0
- pixel：局部颜色列表大小，pixel+1确定颜色列表的索引数（2的pixel+1次方）
②局部颜色列表
结构格式与全部颜色列表一致：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 索引1的R值 | |||||||
| 1 | 索引1的G值 | |||||||
| 2 | 索引1的B值 | |||||||
| 3 | 索引2的R值 | |||||||
| 4 | 索引2的G值 | |||||||
| 5 | 索引2的B值 | |||||||
| 6 | … | |||||||
③基于颜色列表的图像数据
图像数据是由LZW编码长度和N个数据块组成的：
LZW编码长度
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | LZW编码长度 | LZW编码初始码表大小的位数 | |||||||
N个数据块
连续的N个数据块，其中最后一个数据块是由长度为0的数据块组成，即：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| … | N组数据图像 | ||||||||
| 数据块 | |||||||||
| … | |||||||||
| 0x00 | 数据块大小为0，作为一组数据块的收尾 | ||||||||
(4)图形控制扩展
该部分需要89a版本，可以放在一个图像块或文本扩展块前面，用来控制后面的图像或文本的渲染形式，结构如下：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 扩展块标识 | 扩展块开始标识，固定值0x21 | |||||||
| 1 | 图形控制扩展标识 | 图形控制扩展标识，固定值0xF9 | |||||||
| 2 | 块大小 | 不包含块终结器，固定值0x04 | |||||||
| 3 | 保留 | 处置方式 | i | t | 具体描述如下 | ||||
| 4 | 延迟时间 | 单位1/100秒，如果值不为1，表示暂停规定时间后再继续处理下面数据流 | |||||||
| 5 | |||||||||
| 6 | 透明色索引 | 透明色索引值 | |||||||
| 7 | 块终结器 | 标识块终结，固定值0x00 | |||||||
- 处置方法：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
- i：用户输入标志，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
- t：透明颜色标志，置位表示使用透明颜色
(5)注释扩展
该部分需要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，结构如下：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 扩展块标识 | 扩展块开始标识，固定值0x21 | |||||||
| 1 | 注释扩展标识 | 注释控制扩展标识，固定值0xFE | |||||||
| … | N组数据块 | ||||||||
| 注释块 | |||||||||
| … | |||||||||
| 0x00 | 数据块大小为0，作为一组数据块的收尾 | ||||||||
(6)图形文本扩展
该部分需要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，结构如下：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 扩展块标识 | 扩展块开始标识，固定值0x21 | |||||||
| 1 | 注释扩展标识 | 注释控制扩展标识，固定值0x01 | |||||||
| 2 | 块大小 | 块大小，固定值0x0C | |||||||
| 3 | 文本框左边界位置 | 像素值，文本框离逻辑屏幕的左边界距离 | |||||||
| 4 | |||||||||
| 5 | 文本框上边界位置 | 像素值，文本框离逻辑屏幕的上边界距离 | |||||||
| 6 | |||||||||
| 7 | 文本框宽度 | 像素值 | |||||||
| 8 | |||||||||
| 9 | 文本框高度 | 像素值 | |||||||
| 10 | |||||||||
| 11 | 字符单元格宽度 | 像素值，单个单元格宽度 | |||||||
| 12 | 字符单元格高度 | 像素值，单个单元格高度 | |||||||
| 13 | 文本前景色索引 | 前景色在全局颜色列表中的索引 | |||||||
| 14 | 文本背景色索引 | 背景色在全局颜色列表中索引 | |||||||
| … | N组数据块 | ||||||||
| 文本数据块 | |||||||||
| … | |||||||||
| 0x00 | 数据块大小为0，作为一组数据块的收尾 | ||||||||
(7)应用程序扩展
该部分需要89a版本，应用程序可以在这里定义自己的标识、信息等，结构如下：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 扩展块标识 | 扩展块开始标识，固定值0x21 | |||||||
| 1 | 应用程序扩展标识 | 应用程序扩展标识，固定值0xFF | |||||||
| 2 | 块大小 | 块大小，固定值0x0B | |||||||
| 3 | 应用程序标识符 | 用来鉴别应用程序自身的标识（8个连续的ASCII字符） | |||||||
| 4 | |||||||||
| 5 | |||||||||
| 6 | |||||||||
| 7 | |||||||||
| 8 | |||||||||
| 9 | |||||||||
| 10 | |||||||||
| 11 | 应用程序鉴别码 | 应用程序定义的特殊标识码（3个连续ASCII字符） | |||||||
| 12 | |||||||||
| 13 | |||||||||
| … | N组数据块 | ||||||||
| 应用程序数据 | |||||||||
| … | |||||||||
| 0x00 | 数据块大小为0，作为一组数据块的收尾 | ||||||||
其中，现在最多使用的是网景公司定义的应用程序控制标识，该标识中定义了GIF播放的循环次数，结构如下：
| BYTE | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | BIT | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 扩展块标识 | 扩展块开始标识，固定值0x21 | ||||||||
| 1 | 应用程序扩展标识 | 应用程序扩展标识，固定值0xFF | ||||||||
| 2 | 块大小 | 块大小，固定值0x0B | ||||||||
| 3 | 0x4E(‘N’) | NETSCAPE | ||||||||
| 4 | 0x45(‘E’) | |||||||||
| 5 | 0x54(‘T’) | |||||||||
| 6 | 0x53(‘S’) | |||||||||
| 7 | 0x43(‘C’) | |||||||||
| 8 | 0x41(‘A’) | |||||||||
| 9 | 0x50(‘P’) | |||||||||
| 10 | 0x45(‘E’) | |||||||||
| 11 | 0x32(‘2’) | 2.0 | ||||||||
| 12 | 0x2E(‘.’) | |||||||||
| 13 | 0x30(‘0’) | |||||||||
| 14 | 0x03 | 该数据块长度为3字节(不包含该字节) | 数据块 | |||||||
| 15 | 0x01 | 数据块id | ||||||||
| 16 | 循环次数 | 循环次数 | ||||||||
| 17 | ||||||||||
| 18 | 0x00 | 数据块大小为0，作为一组数据块的收尾 | ||||||||
以上就是GIF文件的结构，下一篇文章将在iOS平台上对GIF文件直接操作进而达到对GIF调速的功能。