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1. libpng的数据结构
2. libpng的使用
   1. 0判断是否为libpng数据
   2. 1初始化libpng
   3. 2创建图像信息png_infop变量
   4. 3设置错误返回点
   5. 4设置libpng的数据源
   6. 5png图像处理
      1. 高层处理
      2. 底层处理
   7. 6释放libpng的内存
3. 总结

上文《 图像解码之一——使用libjpeg解码jpeg图片 》介绍了使用libjpeg解码jpeg图片。png图片应用也非常广泛，本文将会简单介绍怎样使用 开源libpng库 解码png图片。

libpng的数据结构

png_structp变量是在libpng初始化的时候创建，由libpng库内部使用，代表libpng的是调用上下文，库的使用者不应该对这个变量进行访问。调用libpng的API的时候，需要把这个参数作为第一个参数传入。

png_infop变量，初始化完成libpng之后，可以从libpng中获得该类型变量指针。这个变量保存了png图片数据的信息，库的使用者可以修 改和查阅该变量，比如：查阅图片信息，修改图片解码参数。在早期的版本中直接访问该变量的成员，最新的版本建议是通过API来访问这些成员。

libpng的使用

0、判断是否为libpng数据

这步是可选的，在利用libpng继续数据处理之前，可以调用png_sig_cmp函数来检查是否为png数据，请参阅 libpng手册 了解详细内容。

1、初始化libpng

[cpp] view plain

1. /* Create and initialize the png_struct with the desired error handler
2. * functions.  If you want to use the default stderr and longjump method,
3. * you can supply NULL for the last three parameters.  We also supply the
4. * the compiler header file version, so that we know if the application
5. * was compiled with a compatible version of the library.  REQUIRED
6. */
7. png_ptr = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING,
8. png_voidp user_error_ptr, user_error_fn, user_warning_fn);

初始化libpng的时候，用户可以指定自定义错误处理函数，如果不需要指定自定义错误处理函数，则传NULL即可。 png_create_read_struct函数返回一个png_structp变量，前面已经提到该变量不应该被用户访问，应该在以后调用 libpng的函数时传递给libpng库。

如果你需要提供自定义内存管理模块则需要调用png_create_read_struct_2来完成对libpng的初始化：

[cpp] view plain

1. png_structp png_ptr = png_create_read_struct_2
2. (PNG_LIBPNG_VER_STRING, (png_voidp)user_error_ptr,
3. user_error_fn, user_warning_fn, (png_voidp)
4. user_mem_ptr, user_malloc_fn, user_free_fn)

2、创建图像信息——png_infop变量

[cpp] view plain

1. /* Allocate/initialize the memory for image information.  REQUIRED. */
2. info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);
3. if (info_ptr == NULL)
4. {
5. png_destroy_read_struct(&png_ptr, png_infopp_NULL, png_infopp_NULL);
6. return (ERROR);
7. }

如前面所说，用户将会通过png_infop变量来获得图片的信息，设置图片解码参数等。

3、设置错误返回点

上文libjpeg解码jpeg图片中提到用setjmp/longjmp函数来处理异常。libpng库默认集成这种机制来完成异常处理，如下代码初始化错误返回点：

[cpp] view plain

1. /* Set error handling if you are using the setjmp/longjmp method (this is
2. * the normal method of doing things with libpng).  REQUIRED unless you
3. * set up your own error handlers in the png_create_read_struct() earlier.
4. */
5. if (setjmp(png_jmpbuf(png_ptr)))
6. {
7. /* Free all of the memory associated with the png_ptr and info_ptr */
8. png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, png_infopp_NULL);
9. /* If we get here, we had a problem reading the file */
10. return (ERROR);
11. }

正如上面注释中提到情况，只有在初始化libpng的时候未指定用户自定义的错误处理函数情况下，才需要设置错误返回点。如果设置了用户自定义的错误处理函数，libpng将会调用用户自定义错误处理函数，而不会返回到这个调用点。

当libpng库出现错误的时候，libpng将会自动调用longjmp函数返回到这个点。在这个点我们可以进行必要的清理工作。

4、设置libpng的数据源

我在上文《 图像解码之一——使用libjpeg解码jpeg图片 》中提到，一个好的代码库应该能够运行用户输入各式各样的数据，而不能把输入数据定死。libpng在这方面做得非常的好，它提供了默认的文件输入流的支持，并且提供了用户自定义回调函数来完成png数据的输入。

对于文件流数据数据设置代码如下：

[cpp] view plain

1. /* One of the following I/O initialization methods is REQUIRED */
2. def streams /* PNG file I/O method 1 */
3. /* Set up the input control if you are using standard C streams */
4. png_init_io(png_ptr, fp);

用户自定义回调函数设置libpng数据源的代码如下：

如果你已经使用png_sig_cmp函数来检查了png数据，需要调用png_set_sig_bytes函数来告诉libpng库，这样库处理数据的时候将会跳过相应的数据，具体请参考 libpng手册 。

5、png图像处理

这步有两种设置方案一种称为高层处理，一种称为底层处理。

当用户的内存足够大，可以一次性读入所有的png数据，并且输出数据格式为如下libpng预定义数据类型时，可以用高层函数，下libpng预定义数据类型为：

PNG_TRANSFORM_IDENTITY          No transformation

PNG_TRANSFORM_STRIP_16          Strip 16-bit samples to

8 bits

PNG_TRANSFORM_STRIP_ALPHA     Discard the alpha channel

PNG_TRANSFORM_PACKING           Expand 1, 2 and 4-bit

samples to bytes

PNG_TRANSFORM_PACKSWAP        Change order of packed

pixels to LSB first

PNG_TRANSFORM_EXPAND            Perform set_expand()

PNG_TRANSFORM_INVERT_MONO   Invert monochrome images

PNG_TRANSFORM_SHIFT              Normalize pixels to the

sBIT depth

PNG_TRANSFORM_BGR                 Flip RGB to BGR, RGBA

to BGRA

PNG_TRANSFORM_SWAP_ALPHA     Flip RGBA to ARGB or GA

to AG

PNG_TRANSFORM_INVERT_ALPHA  Change alpha from opacity

to transparency

PNG_TRANSFORM_SWAP_ENDIAN   Byte-swap 16-bit samples

PNG_TRANSFORM_GRAY_TO_RGB   Expand grayscale samples

to RGB (or GA to RGBA)

高层读取函数如下：

[cpp] view plain

1. /*
2. * If you have enough memory to read in the entire image at once,
3. * and you need to specify only transforms that can be controlled
4. * with one of the PNG_TRANSFORM_* bits (this presently excludes
5. * dithering, filling, setting background, and doing gamma
6. * adjustment), then you can read the entire image (including
7. * pixels) into the info structure with this call:
8. */
9. png_read_png(png_ptr, info_ptr, png_transforms, png_voidp_NULL);

该函数将会把所有的图片数据解码到info_ptr 数据结构 中。png_transforms为整型参数，为上面libpng预定义的数据类型进行or操作得到。调用了该函数，就不可以再调用png_set_transform函数来设置输出数据。

该函数相当于调用底层函数（下文将会介绍）如下调用顺序：

a)调用png_read_info函数获得图片信息。

b)根据png_transforms所指示的，调用png_set_transform设置输出格式转换的函数。

c)调用png_read_image来解码整个图片的数据到内存。

d)调用png_read_end结束图片解码。

当你调用png_read_png之后，则可以调用如下函数得到png数据：

[cpp] view plain

1. /* The call to png_read_info() gives us all of the information from the
2. * PNG file before the first IDAT (image data chunk).  REQUIRED
3. */
4. png_read_info(png_ptr, info_ptr);

该函数将会把输入png数据的信息读入到info_ptr数据结构中。

b)查询图像信息

前面提到png_read_info将会把输入png数据的信息读入到info_ptr数据结构中，接下来需要调用API查询该信息。

[cpp] view plain

1. png_get_IHDR(png_ptr, info_ptr, &width, &height, &bit_depth, &color_type,
2. &interlace_type, int_p_NULL, int_p_NULL);

c)设置png输出参数（转换参数）

这步非常重要，用户可以指定输出数据的格式，比如RGB888，ARGB8888等等输出数据格式。通过png_set_xxxxx函数来实现，例如如下代码：

[cpp] view plain

1. // expand images of all color-type and bit-depth to 3x8 bit RGB images
2. // let the library process things like alpha, transparency, background
3. if (bit_depth == 16)
4. png_set_strip_16(png_ptr);
5. if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE)
6. png_set_expand(png_ptr);
7. if (bit_depth<8)
8. png_set_expand(png_ptr);
9. if (png_get_valid(png_ptr, info_ptr, PNG_INFO_tRNS))
10. png_set_expand(png_ptr);
11. if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY ||
12. color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY_ALPHA)
13. png_set_gray_to_rgb(png_ptr);

如上代码将会把图像转换成RGB888的数据格式。这种转换函数还很多，请参阅libpng手册了解他们的作用。 虽然有很多设置输出参数的函数可以调用，但是用户的需求是无限的，很多输出格式libpng并不是原生支持的，比如YUV565，RGB565，YUYV 等等。幸好libpng提供了自定义转换函数的功能，可以让用户注册转换回调函数给libpng库，在libpng对输出数据进行转换的时候，先对 png_set_xxxxx函数设置的参数进行转换，最后将会调用用户自定义的转换函数进行转换。

1. for (y = 0; y < height; y++)
2. {
3. png_read_rows(png_ptr, &row_pointers[y], png_bytepp_NULL, 1);
4. }

f)结束读取数据

通过png_read_end结束读取png数据，代码如下：

[cpp] view plain

1. /* Read rest of file, and get additional chunks in info_ptr - REQUIRED */
2. png_read_end(png_ptr, info_ptr);

6、释放libpng的内存

调用png_destroy_read_struct来释放libpng的内存，代码如下：

[cpp] view plain

1. /* Clean up after the read, and free any memory allocated - REQUIRED */
2. png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, png_infopp_NULL);

通过上面的介绍，我们可以发现相对于libjpeg，libpng的扩展性非常好。我们基本上没有任何修改libpng库的需求，它的对外接口提供了足够的灵活性，允许我们扩展。从这个角度来讲，libpng库非常值得我们学习它的对外接口的定义。

使用可以参考：

android5.1源码 bootable/recovery/minui/resources.c中函数

int res_create_multi_display_surface(const char* name, int* frames, gr_surface** pSurface)

http://www.cnblogs.com/xiaoxiaoboke/archive/2012/02/13/2349765.html JPEG （Joint Photographic Experts Group） JPEG 是 JPEG 标准的产物，该标准由国际标准化组织（ISO）制订，是面向连续色调静止 图像 的一种压缩标准。 JPEG 格式是最常用的 图像 文件格式，后缀名为. jpg 或. jpeg 。——百度百科 JPEG 图片 格式组成部分：SOI（文件头）+APP0（ 图像 识别信息）+ DQT 1. PNG 文件格式 PNG 图像 格式文件(或者称为数据流)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 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。 首先了解 png ，bmp文件格式的特点，本篇不详细介绍。 bmp 图片 是微软的 图片 格式，就是原始的像素数据加上bmp文件头组成，像素数据是倒装的，即第一个像素的（RGB）三个字节再原始文件的最后。 png 是原始数据压缩后加入 png 格式文件描述。 下载 libpng 和z lib 的源码，放在同一个目录中 由于 libpng 实际上 使用 的是z lib 的算法， libpng 是zl 【2】解压源码并进入解压后的目录 【3】配置 ./configure --prefix=/opt/ lib decode --exec-prefix=/opt/ lib decode --enable-shared --enable-static -build=i386 -host=arm 注：/opt/ lib decode为自定义的