实现APNG图片解码及缩放显示

在实现GIF图片缩放的文章中，我们使用了GIF解码器来实现GIF图片的解码，然后修改了SSIV的代码来实现动图的缩放。而APNG也是一种动态图片，是在APNG格式上进行扩展而来的，关于apng的文档参考这个链接，关于PNG的详细资料参考这个链接。

APNG的结构图

普通的png的结构是Signature（校验）开头，然后是IHDR（包含图片信息），然后是各种辅助块，最后是IDAT数据块和IEDN结束块。而APNG的开始和PNG相同，只是在IDAT之前会有acTL块，标识着是APNG图片。APNG还比PNG多了fcTL和fdAT块，其中fcTL的信息是标识着下一帧图片的信息，如宽高，offset等，而fdAT则是数据块，和IDAT类似，却多了一个sequence_number（帧编号）。如果IDAT之前有fcTL那么IDAT的数据则当做第一帧（如上图），否则忽略（如下图）。

块的结构

每一块都是这个结构，4个字节标识数据的长度，4个字节标识块类型，然后是数据（如果数据长度为0则无数据内容），最后是CRC校验。除了PNG签名，其他数据都比较符合这个规则。

然后看一下每个部分的内容。

PNG signature：PNG签名，不是块类型，固定为8字节内容：137 80(P) 78(N) 71(G) 13 10 26 10

IHDR块内容：宽高就表示图片宽高，其他表示图片绘制信息

Width                    4 bytes    宽度
Height                  4 bytes    高度
Bit depth           1 byte    位深
Colour type         1 byte
Compression method  1 byte
Filter method           1 byte
Interlace method    1 byte

acTL块：包含了图片的帧数和循环次数（0表示无限循环）

num_frames     4bytes  帧数
num_plays      4bytes  循环次数

fcTL块：包含了当前帧图片的宽高，offset，延迟，和绘制方式

sequence_number       4bytes    帧编号
width                 4bytes    宽度
height                4bytes    高度
x_offset              4bytes    x偏移
y_offset              4bytes    y偏移
delay_num             2bytes    延迟时间分子
delay_den             2bytes    延迟时间分母（如果未0则视为100，num和len的比就是延迟的秒）
dispose_op            1bytes    绘制下一帧时需要对当前缓冲区的操作
blend_op              1bytes    绘制当前帧时是混合还是直接替换

IDAT块：包含了图片数据。

frame_data            Xbytes    数据，长度由块长度标识决定

fdAT块：包含了帧编号和图片数据

sequence_number       4bytes    帧编号
frame_data            Xbytes    数据，长度由块长度标识决定

IEND块：标识图片的结尾，数据为空。

解析过程：先从数据流中读取信息，把图片各种信息保存下来，相关代码如下

int length, type;
boolean done = false;
while (!err() && !done) {length = readInt(); // 长度type = readInt(); // chunk typeswitch (type) {case APngConstant.IHDR_VALUE:readIHDR();break;case APngConstant.acTL_VALUE:readAcTL();break;case APngConstant.fcTL_VALUE:readFcTL();break;case APngConstant.IEND_VALUE:done = true;break;…………default:skip(length);break;}readCRC();if(!done) done = rawData.position() >= rawData.limit();
}

读取帧信息：获取当前帧信息并组合成图片。先读取PNG签名和第一个IDAT之前的所有除了acTL和fcTL的块信息，如果是IDAT的信息则直接读取；如果是fdAT的信息则需要进行处理，把fdAT块的类型改为IDAT，然后去掉帧编号，加上数据信息，因为改变了块的内容，需要重新进行CRC签名后加上修正后的CRC签名；最后加上IEND块；

CRC签名的方式：先更新TYPE的内容，然后更新数据信息即可。相关代码如下

    public static void updateCRC(int offset, byte[] bytes, int dataLength) {CRC32 crc32 = new CRC32();// update typecrc32.update(bytes, offset, 4);if (dataLength > 0) {// update datacrc32.update(bytes, offset + 4, dataLength);}// 写入修正后的crcwriteInt4ToBytes((int) crc32.getValue(), bytes, offset + 4 + dataLength);}

生成Bitmap：如果是第一帧，可以直接生成图片，如果是其他帧，则需要blend_op来绘制相关区域。先绘制底图，如果blend_op为0（APNG_BLEND_OP_SOURCE）则需要先清除当前区域再绘制；如果是1（APNG_BLEND_OP_OVER）则可以直接绘制该区域。关于底图的处理则是根据dispose_op来操作的，如果是0（APNG_DISPOSE_OP_NONE）则保存当前为底图；如果是1（APNG_DISPOSE_OP_BACKGROUND）则需要清除当前区域后再保存；如果是2（APNG_DISPOSE_OP_PREVIOUS）则不保存（相当于使用上一帧的底图）。

到此实现了整个APNG图片的解析，源码地址。当然还存在一些问题，例如生成bitmap的方式还有待改进。

结合GIF实现缩放的方式，使用同样的方式即可实现APNG图片的缩放。效果图如下

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