论GIF在教学中被APNG代替的可能

吴晓区 吴苗苗

【摘要】在教学中GIF能广泛应用是因为它的特点：位图化、动态化、透明化、文件小、颜色少、兼容广。GIF的颜色少意味着图质差，但在5G网络高宽带的支持下，课堂教学过程对动画的要求更高，256色的GIF提供的观看感受比不上能支持24位真彩色的APNG。本文将谈谈GIF与APNG的比较，和GIF被APNG代替的可能性。

【关键词】GIF;APNG;课堂教学

GIF（GraphicsInterchangeFormat）是CompuServe公司在1987年开发的图像文件格式，是目前在中学课堂教学中使用最多的动图。GIF文件是采用LZW（Lempel-Zev-Welch）串表压缩算法得到的，其最大的特点是其在一个GIF文件中可以存多幅彩色图像，如果把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上，就可构成一种最简单的动画。

APNG 是2004年发布的一种图片格式，旨在替换掉画质低劣的 GIF 动画。它实际上相当于 PNG 格式的一个扩展，其原理是将多帧连续的PNG合并在一个文件里按顺序播放，就会得到一个跟GIF一样的动画。

1 GIF与APNG的比较

1.1图像质量

GIF文件的数据是经过压缩的，它采用了索引色表的图像格式，即本身的存储数据是每个像素点的颜色对应于颜色列表的索引值，其最大的缺点是只支持8位通道色，最多只能显示256种颜色，色阶过渡糟糕，图片具有颗粒感，不能显示真彩色高清动态图片。见图1中的A处两图的比较，GIF格式中的线条有明显的锯齿，而APNG线条平滑观看起来比较舒服。

APNG是普通png图片的升级版，它的后綴依然是.png，PNG文件支持24位真彩色图片，可以显示28种颜色（约1678万种），可以达到人眼分辨颜色差异的极限，见图1中的B处两图的比较，APNG颜色过滤很自然，没有明显的断层，反观GIF颜色过滤就显示得很突然和粗糙，甚至感觉两种颜色会混在一起。

1.2图片体积

GIF 采用的是 LZW算法，而 APNG 采用的是 Deflate算法，再加上 APNG 继承了 PNG 的 filter算法，会通过算法计算帧之间的差异，利用相邻像素的相似性使压缩率大大提高，只存储帧之前的差异，而不是存储全帧，使得 APNG 文件大小有显著的减少。

从图2中几组GIF和APNG的对比中可以发现，都显示8位色的前提下，不管是纯色的时钟还是有多种彩色过滤的人脸，APNG在图质比GIF好的情况下体积还比GIF小。当然如果APNG要显示24位色的话那文件体积就比只能显示8位色的GIF大数倍。

1.3图层透明

GIF 虽然也支持透明，但是他只支持将某个颜色标记成透明，也就是说他不支持半透明，只支持完全透明或者完全不透明。如果把一个边缘是半透明的图片转换成 GIF，就会出现明显的杂边问题，图像显得很突兀。而 APNG支持8位 Alpha 透明通道，，透明度可以有256级，可以做到半透明让边缘像素的平滑过滤，使透明的图像看起来更自然。见图3中两图像边缘处的比较。

1.4格式兼容

早期动图的选择不多，GIF几乎成为所有的主流浏览器唯一选择。其实兼容性广的原因有以下四点：第一GIF采用 LZW 数据压缩算法，使得 GIF 体积小，在早期慢速的互联网易于传播;第二LZW算法是字典编码的一种，最大的优点在于压缩后的数据不需要额外携带字典就可以解压，所以几乎所有的浏览器都支持 GIF的显示;第三GIF已经发展成一种标准格式，有很多软件都能适配其格式;第四GIF的制作简单，制作工具也比较多。

APNG目前支持的浏览器只有 Firefox 、Chrome 58和 Safari，对于不支持 APNG 的浏览器或软件，只会显示APNG文件的第一帧，忽略后面附加的动画块，因为APNG 文件存储的第一帧为一个正常的 PNG 数据块，这也是为什么 APNG 能向下兼容 PNG 的原因，但是PANG并没有获得 PNG 组织官方的认可。在兼容性方面APNG的表现确实不理想。

通过比较不难得出在图像质量、图片体积、图层透明等方面APNG存在明显的优势，格式兼容成了GIF与APNG的对比中唯一的优势。

2 GIF被APNG代替的可能性

首先，缺乏浏览器支持。这就让APNG很难普及，网络上提供的APNG资源也非常少，而支持GIF的设备很多并且网络资源也非常丰富。

其次，没有PNG官方组织的认可。目前，PNG支持的是MNG格式与APNG在动态图标准上已经形成了对立。APNG作为基于PNG标准格式的扩展，没有了原始开发者的技术支持，失去了一个联盟来推广其格式，这就让APNG很难跟PNG一样被统一化、标准化。

最后，PPT不支持APNG。教学中使用的PPT可以完美的支持GIF，可以在幻灯片中直接插入GIF，对于在PPT中使用APNG，只能显示其第一帧的PNG，不能显示其动态过程，失去了其在教学中传授相关学科知识的使用价值。

总结，APNG要代替GIF还有很长的路要走，只有解决了兼容性和统一格式才能有代替GIF的可能。