1、概述　

       GIF(Graphics Interchange Format，圖形交換格式)文件是由 CompuServe公司開發的圖形文件格式，版權所有，任何商業目的使用均須 CompuServe公司授權。
　　GIF圖象是基于顏色列表的（存儲的數據是該點的顏色對應于顏色列表的索引值），最多只支持8位（256色）。GIF文件內部分成許多存儲塊， 用來存儲多幅圖象或者是決定圖象表現行為的控制塊， 用以實現動畫和交互式應用。GIF文件還通過LZW壓縮算法壓縮圖象數據來減少圖象尺寸。

2、GIF文件存儲結構

　　GIF文件內部是按塊劃分的，包括控制塊（ Control Block ）和數據塊（Data Sub-blocks）兩種。控制塊是控制數據塊行為的，根據不同的控制塊包含一些不同的控制參數； 數據塊只包含一些8-bit的字符流，由它前面的控制塊來決定它的功能，每個數據塊大小從0到255個字節， 數據塊的第一個字節指出這個數據塊大小（字節數）， 計算數據塊的大小時不包括這個字節，所以一個空的數據塊有一個字節，那就是數據塊的大小0×00。 下表是一個數據塊的結構：m - 全局顏色列表標志(Global Color Table Flag)，當置位時表示有全局顏色列表，pixel值有意義.
cr - 顏色深度(Color ResoluTion)，cr+1確定圖象的顏色深度.
s - 分類標志(Sort Flag)，如果置位表示全局顏色列表分類排列.
pixel - 全局顏色列表大小，pixel+1確定顏色列表的索引數（2的pixel+1次方）.連續的和交織的(由圖象標識符的交織標志控制)。連續方式按從左到右、從上到下的順序排列圖象的光柵數據；交織圖象按下面的方法處理光柵數據：

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
0 塊大小 Block Size - 塊大小，不包括這個這個字節（不計算塊大小自身）
1   Data Values - 塊數據，8-bit的字符串
2  
…  
254  
255  

　　一個GIF文件的結構可分為文件頭(File Header)、GIF數據流(GIF Data Stream)和文件終結器(Trailer)三個部分。文件頭包含GIF文件署名(Signature)和版本號(Version)；GIF數據流由控制標識符、圖象塊(Image Block)和其他的一些擴展塊組成；文件終結器只有一個值為0×3B的字符（”;”）表示文件結束。下表顯示了一個GIF文件的組成結構：

  GIF署名 文件頭  
  版本號
  邏輯屏幕標識符 GIF數據流  
  全局顏色列表  
  …  
  圖象標識符 圖象塊 　　　　                  　　　　　　　
  圖象局部顏色列表圖
　　                  　　　　　　　 基于顏色列表的圖象數據  
 
  …  
  GIF結尾 文件結尾  

　　下面就具體介紹各個部分:

文件頭部分(Header)

GIF署名(Signature)和版本號(Version)

GIF署名用來確認一個文件是否是GIF格式的文件，這一部分由三個字符組成：”GIF”;文件版本號也是由三個字節組成,可以為”87a”或”89a”.具體描述見下表:

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
1 ”G” GIF文件標識
2 ”I”
3 ”F”
4 ”8” GIF文件版本號：87a - 1987年5月
　　　　　　　 89a - 1989年7月
5 ”7”或”9”
6 ”a”

GIF數據流部分(GIF Data Stream)

邏輯屏幕標識符(Logical Screen Descriptor)

這一部分由7個字節組成，定義了GIF圖象的大小(Logical Screen Width & Height)、顏色深度(Color Bits)、背景色(Blackground Color Index)以及有無全局顏色列表(Global Color Table)和顏色列表的索引數(Index Count)，具體描述見下表：

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT  
1 邏輯屏幕寬度 像素數，定義GIF圖象的寬度
2
3 邏輯屏幕高度 像素數，定義GIF圖象的高度
4
5 m cr s pixel 具體描述見下…
6 背景色 背景顏色(在全局顏色列表中的索引，如果沒有全局顏色列表，該值沒有意義)
7 像素寬高比 像素寬高比(Pixel Aspect Radio)

全局顏色列表(Global Color Table)

全局顏色列表必須緊跟在邏輯屏幕標識符后面，每個顏色列表索引條目由三個字節組成，按R、G、B的順序排列。

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
1 索引1的紅色值  
2 索引1的綠色值  
3 索引1的藍色值  
4 索引2的紅色值  
5 索引2的綠色值  
6 索引2的藍色值  
7 … 　　　                  　　　　　　　

圖象標識符(Image Descriptor)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
一個GIF文件內可以包含多幅圖象，一幅圖象結束之后緊接著下是一幅圖象的標識符，圖象標識符以0×2C(”,”)字符開始， 定義緊接著它的圖象的性質，包括圖象相對于邏輯屏幕邊界的偏移量、圖象大小以及有無局部顏色列表和顏色列表大小， 由10個字節組成：

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT  
1 0 0 1 0 1 1 0 0 圖象標識符開始，固定值為”,”
2 X方向偏移量 必須限定在邏輯屏幕尺寸范圍內
3
4 Y方向偏移量
5
6 圖象寬度
7
8 圖象高度
9
10 m i s r pixel m - 局部顏色列表標志(Local Color Table Flag)
              置位時標識緊接在圖象標識符之后有一個局部顏色列表，供緊跟在它之后的一幅圖象使用；值否時使用全局顏色列表， 忽略pixel值。
i - 交織標志(Interlace Flag)，置位時圖象數據使用交織方式排列 （詳細描述…），否則使用順序排列。
s - 分類標志(Sort Flag)，如果置位表示緊跟著的局部顏色列表分類排列.
r - 保留，必須初始化為0.
pixel - 局部顏色列表大小(Size of Local Color Table)，pixel+1就為顏色列表的位數

局部顏色列表(Local Color Table)

如果上面的局部顏色列表標志置位的話，則需要在這里（緊跟在圖象標識符之后）定義一個局部顏色列表以供緊接著它的圖象使用，注 意使用前應線保存原來的顏色列表，使用結束之后回復原來保存的全局顏色列表。如果一個GIF文件即沒有提供全局顏色列表，也沒有提供局部顏色列表， 可以自己創建一個顏色列表，或使用系統的顏色列表。局部顏色列表的排列方式和全局顏色列表一樣：RGBRGB……

基于顏色列表的圖象數據(Table-Based Image Data)

由兩部分組成：LZW編碼長度(LZW Minimum Code Size)和圖象數據(Image Data)。

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
1 LZW編碼長度 LZW編碼初始碼表大小的位數，詳細描述見LZW編碼…
　　 … 圖象數據，由一個或幾個數據塊(Data Sub-blocks)組成
數據塊
…

GIF圖象數據使用了LZW壓縮算法（詳細介紹請看后面的『LZW算法和GIF數據壓縮』），大大減小了圖象數據的大小。圖象數據在壓縮前有兩種排列格式：

創建四個通道(pass)保存數據，每個通道提取不同行的數據：
第一通道(Pass 1)提取從第0行開始每隔8行的數據；
第二通道(Pass 2)提取從第4行開始每隔8行的數據；
第三通道(Pass 3)提取從第2行開始每隔4行的數據；
第四通道(Pass 4)提取從第1行開始每隔2行的數據；

下面的例子演示了提取交織圖象數據的順序：

行 　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      

圖形控制擴展(Graphic Control Extension)

這一部分是可選的（需要89a版本），可以放在一個圖象塊(圖象標識符)或文本擴展塊的前面， 用來控制跟在它后面的第一個圖象（或文本）的渲染(Render)形式，組成結構如下：

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
1 擴展塊標識 Extension Introducer - 標識這是一個擴展塊，固定值0×21
2 圖形控制擴展標簽 Graphic Control Label - 標識這是一個圖形控制擴展塊，固定值0xF9
3 塊大小 Block Size - 不包括塊終結器，固定值4
4 保留 處置方法 i t i - 用戶輸入標志；t - 透明色標志。
5 延遲時間 Delay Time - 單位1/100秒，如果值不為1，表示暫停規定的時間后再繼續往下處理數據流
6
7 透明色索引 Transparent Color Index - 透明色索引值
8 塊終結器 Block Terminator - 標識塊終結，固定值0

(Disposal Method)：指出處置圖形的方法，當值為：
                        0 - 不使用處置方法
                        1 - 不處置圖形，把圖形從當前位置移去
                        2 - 回復到背景色
                        3 - 回復到先前狀態
                      4-7 - 自定義
用戶輸入標志(Use Input Flag)：指出是否期待用戶有輸入之后才繼續進行下去，置位表示期待，值否表示不期待。用戶輸入可以是按回車鍵、鼠標點擊等， 可以和延遲時間一起使用，在設置的延遲時間內用戶有輸入則馬上繼續進行，或者沒有輸入直到延遲時間到達而繼續
透明顏色標志(Transparent Color Flag)：置位表示使用透明顏色

注釋擴展(Comment Extension)

這一部分是可選的（需要89a版本），可以用來記錄圖形、版權、描述等任何的非圖形和控制的純文本數據(7-bit ASCII字符)，注釋擴展并不影響對圖象數據流的處理，解碼器完全可以忽略它。 存放位置可以是數據流的任何地方，最好不要妨礙控制和數據塊，推薦放在數據流的開始或結尾。具體組成：

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
1 擴展塊標識 Extension Introducer - 標識這是一個擴展塊，固定值0×21
2 注釋塊標簽 Comment Label - 標識這是一個注釋塊，固定值0xFE
  … Comment Data - 一個或多個數據塊(Data Sub-Blocks)組成
注釋塊
…
  塊終結器 Block Terminator - 標識注釋塊結束，固定值0

圖形文本擴展(Plain Text Extension)

這一部分是可選的（需要89a版本），用來繪制一個簡單的文本圖象，這一部分由用來繪制的純文本數據（7-bit ASCII字符）和控制繪制的參數等組成。繪制文本借助于一個文本框（Text Grid）來定義邊界，在文本框中劃分多個單元格，每個字符占用一個單元，繪制時按從左到右、從上到下的順序依次進行， 直到最后一個字符或者占滿整個文本框（之后的字符將被忽略，因此定義文本框的大小時應該注意到是否可以容納整個文本）， 繪制文本的顏色索引使用全局顏色列表，沒有則可以使用一個已經保存的前一個顏色列表。另外，圖形文本擴展塊也屬于圖形塊(Graphic Rendering Block)，可以在它前面定義圖形控制擴展對它的表現形式進一步修改。圖形文本擴展的組成：

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
1 擴展塊標識 Extension Introducer - 標識這是一個擴展塊，固定值0×21
2 圖形控制擴展標簽 Plain Text Label - 標識這是一個圖形文本擴展塊，固定值0×01
3 塊大小 Block Size - 塊大小，固定值12
4 文本框左邊界位置 Text Glid Left Posotion - 像素值，文本框離邏輯屏幕的左邊界距離
5
6 文本框上邊界位置 Text Glid Top Posotion - 像素值，文本框離邏輯屏幕的上邊界距離
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 字符單元格寬度 Character Cell Width - 像素值，單個單元格寬度
13 字符單元格高度 Character Cell Height- 像素值，單個單元格高度
14 文本前景色索引 Text Foreground Color Index - 前景色在全局顏色列表中的索引
15 文本背景色索引 Text Blackground Color Index - 背景色在全局顏色列表中的索引
N … Plain Text Data - 一個或多個數據塊(Data Sub-Blocks)組成，保存要在顯示的字符串。
文本數據塊
…
N+1 塊終結 Block Terminator - 標識注釋塊結束，固定值0

推薦：1.由于文本的字體(Font)和尺寸(Size)沒有定義，解碼器應該根據情況選擇最合適的；
2.如果一個字符的值小于0×20或大于0xF7，則這個字符被推薦顯示為一個空格(0×20)；
3.為了兼容性，最好定義字符單元格的大小為8×8或8×16（寬度x高度）。

應用程序擴展(Application Extension)

這是提供給應用程序自己使用的（需要89a版本），應用程序可以在這里定義自己的標識、信息等，組成：

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0 BIT
1 擴展塊標識 Extension Introducer - 標識這是一個擴展塊，固定值0×21
2 圖形控制擴展標簽 Application Extension Label - 標識這是一個應用程序擴展塊，固定值0xFF
3 塊大小 Block Size - 塊大小，固定值11
4 應用程序標識符 Application Identifier - 用來鑒別應用程序自身的標識(8個連續ASCII字符)
5
6
7
8
9
10
11
12 應用程序鑒別碼 Application Authentication Code - 應用程序定義的特殊標識碼(3個連續ASCII字符)
13
14
N … 應用程序自定義數據塊 - 一個或多個數據塊(Data Sub-Blocks)組成，保存應用程序自己定義的數據
應用程序數據
…
N+1 塊終結器 lock Terminator - 標識注釋塊結束，固定值0

文件結尾部分

文件終結器(Trailer)

這一部分只有一個值為0的字節，標識一個GIF文件結束.

BYTE 7 6 5 4 3 2 1 0  
1 文件終結 GIF Trailer - 標識GIF文件結束，固定值0×3B

GIF圖象文件格式  
  　　GIF的全稱是Graphics   Interchange   Format,.譯做圖形交換格式。GIF是一種公用的圖象文件格式標準，但它歸compuServe公司版權所有。  
  GIF文件結構包含一個文件頭，  在一個GIF文件中首先碰到的是GIF的標志，這個標志告訴解碼程序這是個GIF文件。這個標志是3字節的串：GIF。一個GIF文件中可以存放多幅圖象，但絕大多數的文件都只包含一幅圖象。  
  　　然后是屏幕描述字(screen   descriptor),說明了用來生成的顯示文件中的圖象的顯示器分辨率，分別表示屏幕的寬和高。  
  　　緊跟下來的一個字節是全局標志，其低三位說明了即將碰到的圖象是多少顏色的。最高位表示是否存在一個全局色彩表。  
  　　背景色表示把背景置成適當的顏色，實際上是一個指向全局色彩表的數。  
  　　Struct   Global_Data{  
  　　　　Unsigned   short   screen_width;  
  　　　　Unsigned   short   screen_height;  
  　　　　Unsigned   char   background;  
  　　　　har   tail='\0';  
  　　　　}  
  　　接下來是全局色彩表，按順序存放所有的嚴肅，每一種嚴肅由色彩表的一項來描述，每項是3字節，分別表示紅、綠、藍三種原色的強度。其長度有全局標志的低三位表示。  
  　　以后的數據都是局部的了。是些數據塊的集合。下面是圖象數據塊的結構。  
  　　Struct   Local_Head{  
  　　　　　　Char   heading=',';  
  　　　　　　Unsigned   short   image_left;//圖象的屏幕上顯示的起始位置  
  　　　　Unsigned   short   image_top;  
  　　　　Unsigned   short   image_width;  
  　　　　Unsigned   short   image-height;  
  　　　　Unsigned   char   local_flag;//局部標志  
  　　　　}    
   
  　　局部標志和   全局標志的不同之處在于次高位，如果這位被置成1則表示圖像的位圖數據是以隔行方式存放的。也就是說，在解開的位圖數據中，第一行存放的是屏幕上第一行，第二行對應屏幕上的第9行，第三行對應屏幕上的第17行，以此遞增--這是第一遍掃描；第二遍掃描是從屏幕上的第5行開始，兩行之間也是以8遞增；第三遍掃描是從屏幕上的第3行開始，兩行之間以4遞增；第四遍掃描，也是最后一遍，從第2行開始，兩行之間以2遞增。隔行存放的圖像數據和順序（不隔行）存放的圖像數據的對應關系如下圖所示：  
  　　    
   
  　　隔行存放的GIF圖像在邊解碼邊顯示的時候可分成四遍掃描。第一遍掃描雖然只顯示了整個圖像的八分之一，第二遍的掃描后也只顯示了四分之一，但這已經把整個圖像的概貌顯示出來了。在顯示GIF圖像的時，隔行存放的圖像會給你這樣一個印象：向它的顯示速度似乎要比其他圖像快一些，這是隔行存放的優點。  
  　　在GIF圖像的編解碼中用到了LZW壓縮算法--把這些字符流轉換成另一種形式的代碼流，解碼過程則是把這種代碼流還原成原來的字符流。  

本文來自CSDN博客，轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/friendwaters/archive/2008/07/30/2737328.aspx