注:本文中的版本号是发表时最新的版本号,当您安装时,请安装相应的版本。
首先,建议先安装MSYS:
1、什么是MSYS?
MSYS的全称是Minimal GNU(POSIX)system on Windows,是一个小型的GNU环境,其实就是在Win上使用Linux的命令行进行操作,可以代替cmd来使用。对一些GNU的开源软件,MSYS可能是必需的,因为它们通常需要./configure然后make才能运行。我们将MSYS和MinGW配合使用就可以打造出一个Win下的GNU命令行终端和编译系统。
2、MSYS安装
MSYS可以通过自动安装包进行安装(因为MSYS的更新速度不像MinGW那样快),最新的自动安装包包含了所有的最新的MinGW组件。可以在官网http://sourceforge.net/projects/mingw直接点击Download下载最新的自动安装包,安装时只需要安装MSYS Development Toolkit即可(因为MSYS只支持gcc3,而我们需要使用最新的gcc4.6.2)。剩下的,就是等待,自动安装包会将默认把MSYS安装的C:\MinGW目录下,当然,你也可以将其安装到其他目录。
注:自动安装包的安装步骤,网上有很多文章,且方法也没有过时,可以去参考,这里就不复述,请见谅。
3、安装最新的MinGW
在安装完MSYS后,我们需要安装MinGW。为了安装最新版的MinGW,我们需要手动安装。Source Forge官网提供的MinGW自动安装包安装的版本会比最新版本晚。
首先,你需要7-zip,用来解压gcc的lzma压缩包。
其次,下载MinGW的必须组件:
下载Home / MinGW / Base / binutils /目录下的:binutils-2.22-1-mingw32-bin.tar.lzma;
下载Home / MinGW / Base / gcc / Version4 /下的:gcc-core-4.6.2-1-mingw32-bin.tar.lzma;
下载Home / MinGW / Base / mingw-rt /下的:mingwrt-3.20-mingw32-dev.tar.gz;
下载Home / MinGW / Base / w32api /下的:w32api-3.17-2-mingw32-dev.tar.lzma。
接下来,安装三个必须的库文件:
Home / MinGW / Base / mpfr /下的libmpfr-2.4.1-1-mingw32-dll-1.tar.lzma;
Home / MinGW / Base / mpc /下的libmpc-0.8.1-1-mingw32-dll-2.tar.lzma;
Home / MinGW / Base / gmp /下的libgmp-5.0.1-1-mingw32-dll-10.tar.lzma。
将以上七个文件全部解压到一个文件夹中,其中会含有tar文件,再将这些tar文件解压到一个文件夹中,并将这个文件夹命名为MinGW。将其与安装MSYS时产生的MinGW文件夹合并,然后将C:\MinGW\bin和C:\MinGW\libexec\gcc\mingw32\4.6.2添加到环境变量中(环境变量的添加请参考这里的1.2.1节。)
至此,最基本的MinGW就安装完成了(C++自动包含在内)。
接下来,安装gdb和make:
下载Home / MinGW / Extension / gdb /下的gdb-7.4-2-mingw32-bin.tar.lzma;
下载Home / MinGW / Extension / make /下 的:make-3.82-5-mingw32-bin.tar.lzma;
同样,解压,合并到MinGW下的文件夹,需要注意的是,gdb还需需要用到两个包,所以请到
Home / MinGW / Base / libiconv /下的libiconv-1.14-2-mingw32-dll-2.tar.lzma;
Home / MinGW / Base / gettext 下的libintl-0.18.1.1-2-mingw32-dll-8.tar.lzma。
最后到Home / MinGW / Base / gcc / Version4 /下的libstdc++-4.6.2-1-mingw32-dll-6.tar.lzma,这是标准C++的函数库。将这些文件的dll放到MinGW的bin文件夹中,至此,标准的C/C++编译环境已经搭建完成。
关于Home / MinGW / Base /下各组件的解释:
binutils:MinGW的汇编器和连接器等基础工具;
gettext:GNU国际化与本地化(i18n)函数库;
libiconv:Unicode与其他编码的编码转换库;
Pthread:一套通用的线程库;
mingwrt:MinGW的Runtime;
w32api:win32的API函数的头文件和函数库;
mpc:复数运算库;
gcc:含有多种语言的编译器,其中gcc-core含有C/C++编译器,必须安装。其他语言编译器的根据自己的需要进行安装;
mpfr:高精度的浮点运算库;
gmp:高精度数学函数库;
首先,我们添加框架和样式。
<link rel="stylesheet" href="http://code.jquery.com/mobile/1.0a2/jquery.mobile-1.0a2.min.css" />
<script src="http://code.jquery.com/jquery-1.4.4.min.js"></script>
<script src="http://code.jquery.com/mobile/1.0a2/jquery.mobile-1.0a2.min.js"></script>
现在,让我们来创建页面。这里我们应该注意一下jQuery Mobile和jQTouch的相似性——整个应用程序就是一个html页面,在这个html页面中,特殊标记的div就是这个应用程序的“页面”。在它的基础表单中,这样的“应用程序页面”如下所示:
<div data-role="page">
<div data-role="header">...</div>
<div data-role="content">...</div>
<div data-role="footer">...</div>
</div>
“data-role”参数用来设置div的功能:页面,表头,页面的内容或页脚。另外,必须为data-role="page"的div设置“id”参数才能对这个应用程序进行导航。
另外一个值得一提的参数是“data-theme”。这个参数可以应用到所有的页面元素上,它可以决定使用哪个默认的样式。在这篇文档中,你可以找到一些可用的主题的例子(请点击查阅)。
在我们的应用程序的主页上应该有一个菜单,菜单项分别指向使用这些例子的页面。要创建这样一个菜单,我们需要添加一个ul列表。如下所示:
<ul data-role="listview" data-inset="true" data-theme="a">
<li><a href="#twitter_page">Twitter example</a></li>
<li><a href="#map_page">Map example</a></li>
<li><a href="#search">Search example</a></li>
<li><a href="#about">About</a></li>
</ul>
ul标签的参数:
◆data-role="listview"— 表示这是一个你想要应用样式的列表。
◆data-inset="true" — 非全屏显示一个列表,如果你的目的刚好相反,可以把它设置成“false”。
◆data-theme="a"- 使用哪个配色方案。
jQuery Mobile包含很多列表类型:简单的,带图标的,带图像数据的,等等。在这篇文档中,你可以找到一些例子(请点击查阅)。
此外,我还想把一个设置按钮添加到工具栏上。这是很容易做到的:
<a href="#settings" data-icon="gear" >Options</a>
就像你看到的一样,这个按钮可以把你导航到个性化的页面,在“gear”样式(data-icon="gear")中,它的外观是一个图标,它位于工具栏的右边。在这个框架中,有一套预置的图标。在这篇文档中,你可以看到一些例子(请点击查阅)。
最后,主页如下所示:
<div data-role="page" id="main_page" data-theme="b">
<div data-role="header" >
<h1 id="twi_acc">Home page</h1>
<a href="#settings" data-icon="gear" >Options</a>
</div>
<div data-role="content" >
<ul data-role="listview" data-inset="true" data-theme="a">
<li><a href="#twitter_page">Twitter example</a></li>
<li><a href="#map_page">Map example</a></li> <li><a href="#search">Search example</a></li>
<li><a href="#about">About</a></li>
</ul>
</div>
<div data-role="footer">
</div>
</div>
现在,让我们来创建其他的页面。我们将会把注意力集中在设置页面上。这里我们将会放置一些表单元素。在这篇文档中,你可以找到可用的表单元素的完整列表(请点击查阅)。
根据指南,你应该把所有元素都放到一个特定的div中:
<div data-role="fieldcontain">
</div>
让我们按照这条建议来行事。现在,我们把下面这些元素放在表单上。
input域:
<label for="name">My name:</label>
<input type="text" name="name" id="name" value="" />
文本域:
<label for="textarea">About myself:</label>
<textarea cols="40" rows="8" name="textarea" id="textarea"></textarea>
滑块,设置它的最大值,最小值和当前值:
<label for="slider">Value this site:</label>
<input type="range" name="slider" id="slider" value="0" min="-50" max="50" />
选项:
<label for="slider2">Value this site:</label>
<select name="slider2" id="slider2" data-role="slider">
<option value="off">Like</option>
<option value="on">Dislike</option>
</select>
选择器:
<select name="select-choice-1" id="select-choice-1">
<option value="standard">Tired</option>
<option value="standard">Happy</option>
<option value="standard">Sick</option>
<option value="standard">Sunny</option>
</select>
现在,我们来创建一个搜索页面。它主要由两个元素构成:input域和searchresult列表。
<div data-role="content" >
<label for="search">Search</label>
<input type="search" name="password" id="search" value="" />
<ul data-role="listview" data-inset="true" id="searchresult">
</ul>
</div>
现在,我们需要使用JavaScript,把input域绑定到keyup函数上,来填充searchresult列表。
$("#search").keyup(function(){
var res = shuffle(monthes);
var list='';
$.each(res, function(index, value) {
list+='<li role="option" tabindex="0" data-theme="a" ><div ><div >'+value+'</div><span ></span></div></li>';
});
$("#searchresult").html(list);
});
关于这段代码,有几点需要说明一下。在第一行中,我们对现有的数组进行了“shuffle”。Shuffle函数如下所示:
var shuffle = function(o){ //v1.0
for(var j, x, i = o.length; i; j = parseInt(Math.random() * i), x = o[--i], o[i] = o[j], o[j] = x);
return o;
};
然后,我们创建了一个列表。我们应该用这种方式来创建它,因为列表项是动态地添加到这个列表中的,为了挂载样式和参数,一个框架不会再处理它们了。
然后,我们使用anywhere函数,创建一个支持Twitter的页面。首先,我们应该连接那些库:
<script src="http://platform.twitter.com/anywhere.js?id=key_value&v=1" type="text/javascript"></script>
为了得到相应的Key,你必须在这个页面中注册一下(请点击查阅)。
然后,我们创建这个页面的代码:
<div data-role="page" id="twitter_page" data-theme="b">
<div data-role="header" >
<h1>Simple twitter example</h1>
</div>
<div data-role="content" >
<div id="twi_list"></div>
</div>
<div data-role="footer">
</div>
</div>
现在是最主要的东西了——JavaScript代码,当我们打开这个页面的时候,这些代码将会执行。要追踪这个事件,可以使用一个专门的事件——pageshow。关于其他的事件,具体可以参考(请点击查阅)。
$('#twitter_page').live('pageshow',function(event, ui){
twttr.anywhere(function(T) {
T.User.find('andrebrov').timeline().first(20).each(function(status) {
$('div#twi_list').append('<p>' + status.user.name + ': ' + status.text + '</p>');
});
});
});
关于anywhere函数的使用方法,具体可以参考(请点击查阅)。当我们打开我们刚刚创建好的这个页面的时候,我们会发现,有一段时间,它一直是空白的,这是因为tweets正在载入。为了让用户知道这是怎么回事,我们将会添加一个spinner。代码如下所示:
$('#twitter_page').live('pageshow',function(event, ui){
twttr.anywhere(function(T) {
$.mobile.pageLoading();
var j=0;
T.User.find('andrebrov').timeline().first(20).each(function(status) {
$('div#twi_list').append('<p>' + status.user.name + ': ' + status.text + '</p>');
j++;
if (j==1){
$.mobile.pageLoading(true);
}
});
});
});
在这篇文档中,你可以找到关于spinner,及其实用程序的详细信息(请点击查阅)。
现在,我们来创建地图页面。首先,选择合适的脚本
<script type="text/javascript" src="http://maps.google.com/maps/api/js?sensor=true"></script>
<script type="text/javascript" src="http://www.google.com/jsapi"></script>
然后,我们创建这个页面
<div data-role="page" id="map_page" data-theme="b">
<div data-role="header" >
<h1>Map example</h1>
</div>
<div data-role="content" >
<div id="map_canvas"></div>
</div>
<div data-role="footer">
</div>
</div>
“map_canvas”元素将会包含这个地图。让我们来定义它的样式:
#map_canvas{
width:100%;
height: 100%;
position:relative;
top:0px;
}
现在,我们添加一段JavaScript代码,这段代码可以确定当前的位置,把这个位置显示在地图的中央,然后给这个位置添加一个标记。此外,在这个标记上,我们还可以某个把某个事件绑定在它的点击操作上。
$('#map_page').live('pageshow',function(event, ui){
navigator.geolocation.getCurrentPosition(function(location) {
var point = new google.maps.LatLng(location.coords.latitude, location.coords.longitude);
var myOptions = {
zoom: 13,
center: point,
mapTypeId: google.maps.MapTypeId.ROADMAP
};
var map = new google.maps.Map(document.getElementByIdx_x("map_canvas"),myOptions);
var marker = new google.maps.Marker({position: point,map: map});
google.maps.event.addListener(marker, 'click', function() {
alert("Current coodinates are: latitude "+location.coords.latitude+", longitude "+location.coords.longitude);
});
});
});
最后,对于我来说,这个页面中最有趣的元素是:
完整的list-divider:
<li data-role="list-divider" role="heading" tabindex="0" ></li>
打开一个邮件客户端的链接:
<li><a href="mailto:mailme@gmail.com" >EMail me</a></li>
指向电话号码的链接:
<li><a href="tel:+79000000000" >Call me</a></li>
关于各种链接,具体可以参考这里!
总结
jQuery Mobile项目宣布其要成为“完整的,统一的,移动UI架构”,jQuery Mobile核心项目也将继续为移动提供优化!
原文名称:How to write a simple application on jQuery Mobile
查看原文
PNG文件格式分为PNG-24和PNG-8,其最大的区别是PNG-24是用24位来保存一个像素值,是真彩色,而PNG-8是用8位索引值来在调色盘 中索引一个颜色,因为一个索引值的最大上限为2的8次方既128,故调色盘中颜色数最多为128种,所以该文件格式又被叫做PNG-8 128仿色。PNG-24因为其图片容量过大,而且在Nokia和Moto等某些机型上创建图片失败和显示不正确等异常时有发生,有时还会严重拖慢显示速度,故并不常 用,CoCoMo认为这些异常和平台底层的图像解压不无关系。不过该格式最大的优点是可以保存Alpha通道,同事也曾有过利用该图片格式实现Alpha 混合的先例,想来随着技术的发展,手机硬件平台的提升,Alpha混合一定会被广泛的应用,到那时该格式的最大优势才会真正发挥。
8 bit PNGs use an indexed color palette like GIF. If you want variable transparency, use 32bit PNGs (24 bit color, 8 bit alpha). If you don't care about transparency, use 24 bit PNGs.
PNG-8文件是目前广泛应用的PNG图像格式,其主要有六大块组成:
1.PNG文件标志,为固定的64个字节:0x89504e47 0x0d0a1a0a
2.文件头数据块IHDR(header chunk)
3.调色板数据块PLTE(palette chunk)
4.sBIT,tRNS块 等。。。
5.图像数据块IDAT(image data chunk)
6.图像结束数据IEND(image trailer chunk),固定的96个字节:0x00000000 0x49454e44 0xae426082
这六大块按顺序排列,也就是说IDAT块永远是在PLTE块之后,期间也会有许多其他的区块用来描述信息,例如图像的最后修改时间是多少,图像的创建者是谁等,不过这些区块的信息对我们来说都是可有可无的描述信息,故压缩时一般先向这些区块开刀。
数据块1-4:
除了PNG文件标志,其中四大数据块和文件尾都是由统一的数据块文件结构描述的:
Chunk Length: 4byte
Chunk Type: 4byte
Chunk Data: Chunk Length的长度
Chunk CRC: 4byte
例如IHDR块的数据长度为13,既
Chunk Length = 13
Chunk Type = "IHDR"
IHDR块:
用来描述图像的基本信息,其格式为:
图像宽: 4byte
图像高: 4byte
图像色深: 4byte
颜色类型: 1byte
压缩方法: 1byte
滤波方法: 1byte
扫描方法: 1byte
曾经有人问过我,撒叫滤波方法和扫描方法,汗,说实话我也不知道,不过我们是在做手机游戏,不是在搞图形学不是嘛。
PLTE块:
这个就是传说中放置调色盘数据的地方啦,其格式为:
循环
RED: 1byte
GREEN:1byte
BLUE: 1byte
END
循环长度嘛,不就是Chunk Length / 3的长度嘛,而且Chunk Length一定为3的倍数。
tRNS块:
这个块时有时无,主要是看你是否使用了透明色。该区块的格式为:
循环
if(对应调色盘颜色非透明)
0xFF: 1byte
else
0x00: 1byte
END
循环长度为调色盘的颜色数,相当于调色盘颜色表的一个对应表,标识该颜色是否透明,0xFF不透明,0x00透明。故如果用UltraEdit查看PNG文件的二进制编码,如果看到一大片FF,一般就是tRNS区块啦,因为一个PNG文件一般只有一个透明色。
IDAT块: 这个就是存放图像数据的地方啦,这里要注意的是一个PNG文件可能有多个IDAT区块,而其他三大区块只可能有一个。 IDAT 区块是经过压缩的,所以数据不可读 ,压缩算法一般为LZ77滑动窗口算法,如果硬要看里面的数据的话,用zlib库也是可以的,CoCoMo当年就见过 Windows Mobile上的帝国时代巨变态的用zlib库压缩和解压该区块来进一步减少PNG文件大小,真是寸K寸金啊。
IEND块:
该区块虽然也按照数据块的结构,但Chunk Data是没有的,所以是固定的96个字节:0x00000000 0x49454e44 0xae426082
IEND数据块的长度总是0(00 00 00 00,除非人为加入信息),数据标识总是IEND(49 45 4E 44),因此,CRC码也总是AE 42 60 82。
PNG图像压缩:
了解了PNG的文件结构,压缩就有的放矢了。压缩有6个级别,可以根据需要选择。
Level1:读取PNG文件,将除六大块之外的所有区块都过滤掉
Level2:文件头是固定的0x89504e47 0x0d0a1a0a,文件尾是固定的0x00000000 0x49454e44 0xae426082,去掉!
Level3:每个区块的Chunk Type我们是否需要呢?很明显,我们自己写的压缩格式自己应该清楚是按照什么样的顺序,去掉!
Level4:每个区块的Chunk Length我们是否需要呢?
IHDR块:定长13个字节,明显不需要,去掉。
PLTE块:最多128个颜色,为撒要用4byte来记录区块长度而不是用1byte来记录颜色数呢?
tRNS块:既然有颜色数,tRNS又是调色盘颜色表的对应表,既数量与颜色数相同,为撒还需要呢?
IDAT块:我想这个是唯一需要4byte来记录长度的区块。
Level5:每个区块的Chunk CRC是否需要呢?
因为计算CRC需要一些时间,但对于字节较少的区块一般可以忽略不计,所以对于这个问题还是由程序员自己决定吧。对于CRC的计算可以参看CoCoMo的另一篇Blog“PNG文件的CRC码计算”
Level6:每个区块我们是否要原封不动的保存期数据呢?
IHDR块:除了宽、高、色深是需要的,后面那4byte的信息是固定的0x03000000
PLTE块:为撒要用3byte来表示RGB而不是2byte的565格式?压缩方法可以参看CoCoMo的另一篇Blog“关于PNG图像压缩的一点感悟”
tRNS块:我想tRNS块是冗余最多的区块了吧,大段大段的0xFF明显没有必要,一般的PNG文件只有一个透明色,为撒要用对应表的方法而不是一个索 引来记录到底哪个是透明色呢?由于颜色数最多128,所以只需1byte就可以代替tRNS那么多0xFF啦。
IDAT块:么想法,如果你够变态,把zlib加进来吧!
PNG图像解压:
创建了自定义的文件,J2ME端读取后,就面临解压的问题了。我们可以利用此函数来创建Image:
static Image
createImage(byte[] imageData, int imageOffset, int imageLength)
前提是传入的imageData与PNG未被压缩前的一致。因为PNG文件格式是固定的,所以读取自定义的压缩文件后,开始将那些默认的数据再添加进去,实现解压的目的。下面就开始解压之旅吧!
首先要创建一个ByteArrayOutputStream out,
1.写入文件头:
out.writeInt(0x89504e47);
out.writeInt(0x0d0a1a0a);
2.写入IHDR块
out.writeInt(13);
out.writeInt(0x49484452); //0x49484452为Chunk Type "IHDR"
out.writeInt(width);
out.writeInt(height);
out.writeByte(depth);
out.writeInt(0x03000000); //压缩时舍掉的4byte,默认0x03000000
out.writeInt(crc);
其他区块方法一致,故略过。。。
3.写入文件尾
out.writeInt(0x00000000);
out.writeInt(0x49454e44);
out.writeInt(0xae426082);
4.转换成数组,创建Image
byte[] pngBuffer = out.toByteArray();
Image image = Image.createImage(pngBuffer, 0, pngBuffer.length);
哈哈,大功告成。这里注意如果中途数据写入有错误,经常会出现创建Image失败的异常,而且非常不好调试,不过只要自定的压缩格式定下来后,对应的创建Image的函数只要写一次,以后基本不会出问题哈。
PNG图像加解密:
很多人都担心自己辛苦创作的漂亮的美术图片很easy就被别人拿到了,究其原因是由于PNG文件格式是固定的,稍微了解的人用UltraEdit很容易就 能找到IHDR,PLTE等标识了。CoCoMo就经常看GameLoft的图像文件,哈哈。一般是2byte的Length,然后紧接着图片数据,都放 在一个文件里,直接拷贝2进制然后粘贴到一个新文件里就是一幅图。后来的加密技术会把PNG分块,例如前100个字节一块,紧接着1K一块,最后剩余字节 一块,然后把块顺序打乱,用2byte来记录总长度,1byte记录顺序,但是这并没有从根本上消除IHDR,IEND这些显眼的定位标识,好像在对破解 者说:嘿,看,我就在这里!
现在了解了之前的压缩和解压技术,这个问题也就迎刃而解了,因为Chunk Length,Chunk Type和Chunk CRC这些东西都消失了,甚至连数据块本身的数据都修改了,我可以按照ImageWidth、ImageHeight、ImageDepth的顺序写数 据,也可以倒过来写。我想再牛的PNG分析器也是无能为力的吧,唯一可以定位的就只有IDAT区块了,不过就算得到该区块的数据,也应该是一张黑白图。
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附录
PNG文件结构分析(上:了解PNG文件存储格式)
PNG的文件结构
对于一个PNG文件来说,其文件头总是由位固定的字节来描述的:
十进制数 137 80 78 71 13 10 26 10 十六进制数 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A
其中第一个字节0x89超出了ASCII字符的范围,这是为了避免某些软件将PNG文件当做文本文件来处理。文件中剩余的部分由3个以上的PNG的数据块(Chunk)按照特定的顺序组成,因此,一个标准的PNG文件结构应该如下:
PNG文件标志 PNG数据块 …… PNG数据块
PNG数据块(Chunk)
PNG定义了两种类型的数据块,一种是称为关键数据块(critical chunk),这是标准的数据块,另一种叫做辅助数据块(ancillary chunks),这是可选的数据块。关键数据块定义了4个标准数据块,每个PNG文件都必须包含它们,PNG读写软件也都必须要支持这些数据块。虽然 PNG文件规范没有要求PNG编译码器对可选数据块进行编码和译码,但规范提倡支持可选数据块。
下表就是PNG中数据块的类别,其中,关键数据块部分我们使用深色背景加以区分。
为了简单起见,我们假设在我们使用的PNG文件中,这4个数据块按以上先后顺序进行存储,并且都只出现一次。
数据块结构
PNG文件中,每个数据块由4个部分组成,如下:
名称 字节数 说明 Length (长度) 4字节 指定数据块中数据域的长度,其长度不超过(231 -1)字节 Chunk Type Code (数据块类型码) 4字节 数据块类型码由ASCII字母(A-Z和a-z)组成 Chunk Data (数据块数据) 可变长度 存储按照Chunk Type Code指定的数据 CRC (循环冗余检测) 4字节 存储用来检测是否有错误的循环冗余码
CRC(cyclic redundancy check)域中的值是对Chunk Type Code域和Chunk Data域中的数据进行计算得到的。CRC具体算法定义在ISO 3309和ITU-T V.42中,其值按下面的CRC码生成多项式进行计算:
x32 +x26 +x23 +x22 +x16 +x12 +x11 +x10 +x8 +x7 +x5 +x4 +x2 +x+1
下面,我们依次来了解一下各个关键数据块的结构吧。
IHDR
文件头数据块IHDR(header chunk):它包含有PNG文件中存储的图像数据的基本信息,并要作为第一个数据块出现在PNG数据流中,而且一个PNG数据流中只能有一个文件头数据块。
文件头数据块由13字节组成,它的格式如下表所示。
索引彩色图像:1,2,4或8
灰度图像:1,2,4,8或16
真彩色图像:8或16 ColorType 1 byte 颜色类型:
0:灰度图像, 1,2,4,8或16
2:真彩色图像,8或16
3:索引彩色图像,1,2,4或8
4:带α通道数据的灰度图像,8或16
6:带α通道数据的真彩色图像,8或16 Compression method 1 byte 压缩方法(LZ77派生算法) Filter method 1 byte 滤波器方法 Interlace method 1 byte 隔行扫描方法:
0:非隔行扫描
1: Adam7(由Adam M. Costello开发的7遍隔行扫描方法)
由于我们研究的是手机上的PNG,因此,首先我们看看MIDP1.0对所使用PNG图片的要求吧:
- 在MIDP1.0中,我们只可以使用1.0版本的PNG图片。并且,所以的PNG关键数据块都有特别要求:
IHDR - 文件大小:MIDP支持任意大小的PNG图片,然而,实际上,如果一个图片过大,会由于内存耗尽而无法读取。
- 颜色类型:所有颜色类型都有被支持,虽然这些颜色的显示依赖于实际设备的显示能力。同时,MIDP也能支持alpha通道,但是,所有的alpha通道信息都会被忽略并且当作不透明的颜色对待。
- 色深:所有的色深都能被支持。
- 压缩方法:仅支持压缩方式0(deflate压缩方式),这和jar文件的压缩方式完全相同,所以,PNG图片数据的解压和jar文件的解压可以使用相同的代码。(其实这也就是为什么J2ME能很好的支持PNG图像的原因:))
- 滤波器方法:尽管在PNG的白皮书中仅定义了方法0,然而所有的5种方法都被支持!
- 隔行扫描:虽然MIDP支持0、1两种方式,然而,当使用隔行扫描时,MIDP却不会真正的使用隔行扫描方式来显示。
- PLTE chunk:支持
- IDAT chunk:图像信息必须使用5种过滤方式中的方式0 (None, Sub, Up, Average, Paeth)
- IEND chunk:当IEND数据块被找到时,这个PNG图像才认为是合法的PNG图像。
- 可选数据块:MIDP可以支持下列辅助数据块,然而,这却不是必须的。
bKGD cHRM gAMA hIST iCCP iTXt pHYs
sBIT sPLT sRGB tEXt tIME tRNS zTXt
关于更多的信息,可以参考http://www.w3.org/TR/REC-png.html
PLTE
调色板数据块PLTE(palette chunk)包含有与索引彩色图像(indexed-color image)相关的彩色变换数据,它仅与索引彩色图像有关,而且要放在图像数据块(image data chunk)之前。
PLTE数据块是定义图像的调色板信息,PLTE可以包含1~256个调色板信息,每一个调色板信息由3个字节组成:
颜色
字节
意义
Red
1 byte
0 = 黑色, 255 = 红
Green
1 byte
0 = 黑色, 255 = 绿色
Blue
1 byte
0 = 黑色, 255 = 蓝色
因此,调色板的长度应该是3的倍数,否则,这将是一个非法的调色板。
对于索引图像,调色板信息是必须的,调色板的颜色索引从0开始编号,然后是1、2……,调色板的颜色数不能超过色深中规定的颜色数(如图像色深为4的时候,调色板中的颜色数不可以超过2^4=16),否则,这将导致PNG图像不合法。
真彩色图像和带α通道数据的真彩色图像也可以有调色板数据块,目的是便于非真彩色显示程序用它来量化图像数据,从而显示该图像。
IDAT
图像数据块IDAT(image data chunk):它存储实际的数据,在数据流中可包含多个连续顺序的图像数据块。
IDAT存放着图像真正的数据信息,因此,如果能够了解IDAT的结构,我们就可以很方便的生成PNG图像。
IEND
图像结束数据IEND(image trailer chunk):它用来标记PNG文件或者数据流已经结束,并且必须要放在文件的尾部。
如果我们仔细观察PNG文件,我们会发现,文件的结尾12个字符看起来总应该是这样的:
00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82
不难明白,由于数据块结构的定义,IEND数据块的长度总是0(00 00 00 00,除非人为加入信息),数据标识总是IEND(49 45 4E 44),因此,CRC码也总是AE 42 60 82。
实例研究PNG
以下是由Fireworks生成的一幅图像,图像大小为8*8, 为了方便大家观看,我们将图像放大:
使用UltraEdit32打开该文件,如下:
00000000~00000007:
可以看到,选中的头8个字节即为PNG文件的标识。
接下来的地方就是IHDR数据块了:
00000008~00000020:
- 00 00 00 0D 说明IHDR头块长为13
- 49 48 44 52 IHDR标识
- 00 00 00 08 图像的宽,8像素
- 00 00 00 08 图像的高,8像素
- 04 色深,2^4=16,即这是一个16色的图像(也有可能颜色数不超过16,当然,如果颜色数不超过8,用03表示更合适)
- 03 颜色类型,索引图像
- 00 PNG Spec规定此处总为0(非0值为将来使用更好的压缩方法预留),表示使压缩方法(LZ77派生算法)
- 00 同上
- 00 非隔行扫描
- 36 21 A3 B8 CRC校验
00000021~0000002F:
可选数据块sBIT,颜色采样率,RGB都是256(2^8=256)
00000030~00000062:
这里是调色板信息
- 00 00 00 27 说明调色板数据长为39字节,既13个颜色数
- 50 4C 54 45 PLTE标识
- FF FF 00 颜色0
- FF ED 00 颜色1
- …… ……
- 09 00 B2 最后一个颜色,12
- 5F F5 BB DD CRC校验
00000063~000000C5:
这部分包含了pHYs、tExt两种类型的数据块共3块,由于并不太重要,因此也不再详细描述了。
000000C0~000000F8:
以上选中部分是IDAT数据块
- 00 00 00 27 数据长为39字节
- 49 44 41 54 IDAT标识
- 78 9C…… 压缩的数据,LZ77派生压缩方法
- DA 12 06 A5 CRC校验
IDAT中压缩数据部分在后面会有详细的介绍。
000000F9~00000104:
IEND数据块,这部分正如上所说,通常都应该是 00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82
至此,我们已经能够从一个PNG文件中识别出各个数据块了。由于PNG中规定除关键数据块外,其它的辅助数据块都为可选部分,因此,有了这个标准后,我们可以通过删除所有的辅助数据块来减少PNG文件的大小。(当然,需要注意的是,PNG格式可以保存图像中的层、文字等信息,一旦删除了这些辅助数据块后,图像将失去原来的可编辑性。)
删除了辅助数据块后的PNG文件,现在文件大小为147字节,原文件大小为261字节,文件大小减少后,并不影响图像的内容。
其实,我们可以通过改变调色板的色值来完成一些又趣的事情,比如说实现云彩/水波的流动效果,实现图像的淡入淡出效果等等,在此,给出一个链接给大家看也许更直接:http://blog.csdn.net/flyingghost/archive/2005/01/13/251110.aspx ,我写此文也就是受此文的启发的。
如上说过,IDAT数据块是使用了LZ77压缩算法生成的,由于受限于手机处理器的能力,因此,如果我们在生成IDAT数据块时仍然使用LZ77压缩算法,将会使效率大打折扣,因此,为了效率,只能使用无压缩的LZ77算法,关于LZ77算法的具体实现,此文不打算深究,如果你对LZ77算法的JAVA实现有兴趣,可以参考以下两个站点:
- http://jazzlib.sourceforge.net/
- http://www.jcraft.com/jzlib/index.html
PNG文件结构分析(下:在手机上生成PNG文件)
上面我们已经对PNG的存储格式有了了解,因此,生成PNG图片只需要按照以上的数据块写入文件即可。
(由于IHDR、PLTE的结构都非常简单,因此,这里我们只是重点讲一讲IDAT的生成方法,IHDR和PLTE的数据内容都沿用以上的数据内容)
问题确实是这样的,我们知道,对于大多数的图形文件来说,我们都可以将实际的图像内容映射为一个二维的颜色数组,对于上面的PNG文件,由于它用的是16色的调色板(实际是13色),因此,对于图片的映射可以如下:
(调色板对照图)
12 11 10 9 8 7 6 5 11 10 9 8 7 6 5 4 10 9 8 7 6 5 4 3 9 8 7 6 5 4 3 2 8 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 0 0 5 4 3 2 1 0 0 0
PNG Spec中指出,如果PNG文件不是采用隔行扫描方法存储的话,那么,数据是按照行(ScanLine)来存储的,为了区分第一行,PNG规定在每一行的前面加上0以示区分,因此,上面的图像映射应该如下:
0 12 11 10 9 8 7 6 5 0 11 10 9 8 7 6 5 4 0 10 9 8 7 6 5 4 3 0 9 8 7 6 5 4 3 2 0 8 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 0 6 5 4 3 2 1 0 0 0 5 4 3 2 1 0 0 0
另外,需要注意的是,由于PNG在存储图像时为了节省空间,因此每一行是按照位(Bit)来存储的,而并不是我们想象的字节(Byte),如果你没有忘记的话,我们的IHDR数据块中的色深就指明了这一点,所以,为了凑成PNG所需要的IDAT,我们的数据得改成如下:
0 203 169 135 101 0 186 152 118 84 0 169 135 101 67 0 152 118 84 50 0 135 101 67 33 0 118 84 50 16 0 101 67 33 0 0 84 50 16 0
最后,我们对这些数据进行LZ77压缩就可以得到IDAT的正确内容了。
然而,事情并不是这么简单,因为我们研究的是手机上的PNG,如果需要在手机上完成LZ77压缩工作,消耗的时间是可想而知的,因此,我们得再想办法加减少压缩时消耗的时间。好在LZ77也提供了无压缩的压缩方法(奇怪吧?),因此,我们只需要简单的使用无压缩的方式写入数据就可以了,这样虽然浪费了空间,却换回了时间!
好了,让我们看一看怎么样凑成无压缩的LZ77压缩块:
其中的LEN是指数据的长度,占用两个字节,对于我们的图像来说,第一个Scan Line包含了5个字节(如第一行的0, 203, 169, 135, 101),所以LEN的值为5(字节/行) * 8(行) = 40(字节),生成字节为28 00(低字节在前),NLEN是LEN的补码,即NLEN = LEN ^ 0xFFFF,所以NLEN的为 D7 FF,Adler32信息为24 A7 0B A4(具体算法见源程序),因此,按照这样的顺序,我们生成IDAT数据块,最后,我们将IHDR、PLTE、IDAT和IEND数据块写入文件中,就可以得到PNG文件了,如图:
至此,我们已经能够采用最快的时间将数组转换为PNG图片了
参考资料:
PNG文件格式白皮书:http://www.w3.org/TR/REC-png.html
为数不多的中文PNG格式说明:http://dev.gameres.com/Program/Visual/Other/PNGFormat.htm
RFC-1950(ZLIB Compressed Data Format Specification):ftp://ds.internic.net/rfc/rfc1950.txt
RFC-1950(DEFLATE Compressed Data Format Specification):ftp://ds.internic.net/rfc/rfc1951.txt
LZ77算法的JAVA实现:http://jazzlib.sourceforge.net/
LZ77算法的JAVA实现,包括J2ME版本:http://www.jcraft.com/jzlib/index.html