摘  要  运用libpng库函数，设计了一个可读写PNG格式图像的C++类。同时，在VC++6.0开发平台下，设计出一个基于多文档结构的图像浏览器，实现PNG格式图像的读写及显示。

关键词  PNG, 图像格式，C++，类

一、前言

PNG是一种可携式网络图像格式(Portable Network Graphic Format，PNG)，其名称来源于非官方的“PNG's Not GIF”，是一种位图文件(Bitmap file)存储格式，读成“ping”[1]。在20世纪90年代， GIF已经普遍使用，然而在1995年新年前后，Unisys 和CompuServe两家公司突然宣布编程使用GIF均需要向其支付版税，理由是他们拥有LZW压缩算法（GIF格式采用该算法）的版权。付费问题，迫使众多开发人员设计和开发新的用以代替GIF的图像格式。PNG出现的初衷就是为了替代GIF文件格式，避免支付版税。因此，设计PNG时，保留了GIF的众多特性，如（1）使用彩色查找表（也称调色板）可支持256种颜色的彩色图像；（2）流式读/写性能(Streamability)；（3）逐次逼近显示(Progressive display)；（4）透明性(Transparency)；（5）使用无损压缩等。同时，也增加了一些GIF文件格式所不具备的特性,如（1）每个像素为48位的真彩色图像；（2）每个像素为16位的灰度图像；（3）可为灰度图和真彩色图添加α通道；（4）添加图像的γ信息；（5）使用循环冗余码(Cyclic redundancy code，CRC)检测损害的文件；（6）加快图像显示的逐次逼近显示方式；（7）标准的读/写工具包等。目前，PNG已成为国际互网络联盟(World Wide Web Consortium ,W3C)推荐的标准[2]，是互联网中常用的图像格式之一，常见的绘图软件和浏览器均支持PNG图像浏览（其中IE 4.0以上版本均支持PNG）。本文利用http://www.libpng.org提供的libpng库[3]，设计一个可读写PNG图像的C++类，同时利用VC++6.0开发平台，通过PNG图像浏览器的实例设计，说明PNG类的使用方法。

二、PNG文件结构

PNG图像由一个8字节的PNG文件署名(PNG file signature)域和按照特定结构组织的3个以上的数据块(Chunk)组成。PNG文件署名域是用来识别该文件是不是PNG文件，如果用十进制数表示，该域的值依此是137, 80, 78, 71, 13, 10, 26, 10，（对应的十六进制数为 89，50，4e，47，0d， 0a，1a，0a）。PNG数据块由表1所示的4个域构成[2]。根据类型的不同，PNG数据块又可分为两种：一种是关键数据块(Critical chunk)，这是标准的数据块，另一种叫做辅助数据块(Ancillary chunks)，是可选的数据块。其中，关键数据块又定义了4个标准数据块，分别为（1）文件头数据块IHDR(Header chunk)；（2）调色板数据块PLTE(Palette chunk)；（3）图像数据块IDAT(Image data chunk)；（4）图像结束数据IEND(Image trailer chunk)。由于篇幅限制，这里只介绍与编程设计最为密切的文件头数据块结构，具体见表2，其他数据块格式可参考文献[2]。

表1  PNG数据块的结构