論GIF在教學(xué)中被APNG代替的可能

吳曉區(qū) 吳苗苗

【摘要】在教學(xué)中GIF能廣泛應(yīng)用是因?yàn)樗奶攸c(diǎn)：位圖化、動(dòng)態(tài)化、透明化、文件小、顏色少、兼容廣。GIF的顏色少意味著圖質(zhì)差，但在5G網(wǎng)絡(luò)高寬帶的支持下，課堂教學(xué)過(guò)程對(duì)動(dòng)畫的要求更高，256色的GIF提供的觀看感受比不上能支持24位真彩色的APNG。本文將談?wù)凣IF與APNG的比較，和GIF被APNG代替的可能性。

【關(guān)鍵詞】GIF;APNG;課堂教學(xué)

GIF（GraphicsInterchangeFormat）是CompuServe公司在1987年開發(fā)的圖像文件格式，是目前在中學(xué)課堂教學(xué)中使用最多的動(dòng)圖。GIF文件是采用LZW（Lempel-Zev-Welch）串表壓縮算法得到的，其最大的特點(diǎn)是其在一個(gè)GIF文件中可以存多幅彩色圖像，如果把存于一個(gè)文件中的多幅圖像數(shù)據(jù)逐幅讀出并顯示到屏幕上，就可構(gòu)成一種最簡(jiǎn)單的動(dòng)畫。

APNG 是2004年發(fā)布的一種圖片格式，旨在替換掉畫質(zhì)低劣的 GIF 動(dòng)畫。它實(shí)際上相當(dāng)于 PNG 格式的一個(gè)擴(kuò)展，其原理是將多幀連續(xù)的PNG合并在一個(gè)文件里按順序播放，就會(huì)得到一個(gè)跟GIF一樣的動(dòng)畫。

1 GIF與APNG的比較

1.1圖像質(zhì)量

GIF文件的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)壓縮的，它采用了索引色表的圖像格式，即本身的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是每個(gè)像素點(diǎn)的顏色對(duì)應(yīng)于顏色列表的索引值，其最大的缺點(diǎn)是只支持8位通道色，最多只能顯示256種顏色，色階過(guò)渡糟糕，圖片具有顆粒感，不能顯示真彩色高清動(dòng)態(tài)圖片。見圖1中的A處兩圖的比較，GIF格式中的線條有明顯的鋸齒，而APNG線條平滑觀看起來(lái)比較舒服。

APNG是普通png圖片的升級(jí)版，它的后綴依然是.png，PNG文件支持24位真彩色圖片，可以顯示28種顏色（約1678萬(wàn)種），可以達(dá)到人眼分辨顏色差異的極限，見圖1中的B處兩圖的比較，APNG顏色過(guò)濾很自然，沒有明顯的斷層，反觀GIF顏色過(guò)濾就顯示得很突然和粗糙，甚至感覺兩種顏色會(huì)混在一起。

1.2圖片體積

GIF 采用的是 LZW算法，而 APNG 采用的是 Deflate算法，再加上 APNG 繼承了 PNG 的 filter算法，會(huì)通過(guò)算法計(jì)算幀之間的差異，利用相鄰像素的相似性使壓縮率大大提高，只存儲(chǔ)幀之前的差異，而不是存儲(chǔ)全幀，使得 APNG 文件大小有顯著的減少。

從圖2中幾組GIF和APNG的對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)，都顯示8位色的前提下，不管是純色的時(shí)鐘還是有多種彩色過(guò)濾的人臉，APNG在圖質(zhì)比GIF好的情況下體積還比GIF小。當(dāng)然如果APNG要顯示24位色的話那文件體積就比只能顯示8位色的GIF大數(shù)倍。

1.3圖層透明

GIF 雖然也支持透明，但是他只支持將某個(gè)顏色標(biāo)記成透明，也就是說(shuō)他不支持半透明，只支持完全透明或者完全不透明。如果把一個(gè)邊緣是半透明的圖片轉(zhuǎn)換成 GIF，就會(huì)出現(xiàn)明顯的雜邊問題，圖像顯得很突兀。而 APNG支持8位 Alpha 透明通道，，透明度可以有256級(jí)，可以做到半透明讓邊緣像素的平滑過(guò)濾，使透明的圖像看起來(lái)更自然。見圖3中兩圖像邊緣處的比較。

1.4格式兼容

早期動(dòng)圖的選擇不多，GIF幾乎成為所有的主流瀏覽器唯一選擇。其實(shí)兼容性廣的原因有以下四點(diǎn)：第一GIF采用 LZW 數(shù)據(jù)壓縮算法，使得 GIF 體積小，在早期慢速的互聯(lián)網(wǎng)易于傳播;第二LZW算法是字典編碼的一種，最大的優(yōu)點(diǎn)在于壓縮后的數(shù)據(jù)不需要額外攜帶字典就可以解壓，所以幾乎所有的瀏覽器都支持 GIF的顯示;第三GIF已經(jīng)發(fā)展成一種標(biāo)準(zhǔn)格式，有很多軟件都能適配其格式;第四GIF的制作簡(jiǎn)單，制作工具也比較多。

APNG目前支持的瀏覽器只有 Firefox 、Chrome 58和 Safari，對(duì)于不支持 APNG 的瀏覽器或軟件，只會(huì)顯示APNG文件的第一幀，忽略后面附加的動(dòng)畫塊，因?yàn)锳PNG 文件存儲(chǔ)的第一幀為一個(gè)正常的 PNG 數(shù)據(jù)塊，這也是為什么 APNG 能向下兼容 PNG 的原因，但是PANG并沒有獲得 PNG 組織官方的認(rèn)可。在兼容性方面APNG的表現(xiàn)確實(shí)不理想。

通過(guò)比較不難得出在圖像質(zhì)量、圖片體積、圖層透明等方面APNG存在明顯的優(yōu)勢(shì)，格式兼容成了GIF與APNG的對(duì)比中唯一的優(yōu)勢(shì)。

2 GIF被APNG代替的可能性

首先，缺乏瀏覽器支持。這就讓APNG很難普及，網(wǎng)絡(luò)上提供的APNG資源也非常少，而支持GIF的設(shè)備很多并且網(wǎng)絡(luò)資源也非常豐富。

其次，沒有PNG官方組織的認(rèn)可。目前，PNG支持的是MNG格式與APNG在動(dòng)態(tài)圖標(biāo)準(zhǔn)上已經(jīng)形成了對(duì)立。APNG作為基于PNG標(biāo)準(zhǔn)格式的擴(kuò)展，沒有了原始開發(fā)者的技術(shù)支持，失去了一個(gè)聯(lián)盟來(lái)推廣其格式，這就讓APNG很難跟PNG一樣被統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化。

最后，PPT不支持APNG。教學(xué)中使用的PPT可以完美的支持GIF，可以在幻燈片中直接插入GIF，對(duì)于在PPT中使用APNG，只能顯示其第一幀的PNG，不能顯示其動(dòng)態(tài)過(guò)程，失去了其在教學(xué)中傳授相關(guān)學(xué)科知識(shí)的使用價(jià)值。

總結(jié)，APNG要代替GIF還有很長(zhǎng)的路要走，只有解決了兼容性和統(tǒng)一格式才能有代替GIF的可能。