如何从头开始完全实现PNG解码器

Question

为了学习目的，我开始研究 PNG 编码/解码库，所以我想手动实现它的每个部分。

我已经花了很长时间了，但现在我有点卡住了。以下是我已经成功实施的事情：

• 我可以加载 PNG 二进制文件并浏览它的字节
• 我可以读取元数据的签名和 IHDR 块
• 我可以读取 IDAT 块并将图像数据连接到缓冲区中
• 我可以从上述图像数据中读取并解释 zlib 标头

这就是我陷入困境的地方。我隐约知道这里的步骤是：

• 根据头提取 zlib 压缩数据
• 找出所使用的过滤方法并“撤消”它们以获取原始数据
• 如果一切顺利，现在我拥有以下形式的原始 RGB 数据[<R of 1st pixel>, <G of 1st pixel>, <B of 1st pixel>, <R of 2nd pixel>, <G of 2nd pixel>, etc...]

我的问题是：

• 是否有任何易于理解的实现（也许带有示例）或关于 zlib 提取的指南，因为我发现官方规范很难理解
• 同一个文件中可以使用多种过滤方法吗？如何弄清楚这些？如何弄清楚这些不同过滤部分的“边界”？
• 我对最终数据的理解是否正确？Alpha 通道或使用调色板时怎么样？

Answer 1

1. 是的。您可以查看puff.c，它是一个 inflate 实现，其编写的明确目的是作为如何解码 deflate 流的指南。

2. 图像的每一行都可以使用不同的过滤器，该过滤器在解压缩行的第一个字节中指定。

3. 是的，如果你没问题，那么你将得到一个像素序列，其中每个像素都是一个灰度值 G，带有 alpha 通道、GA、RGB（按红-绿-蓝顺序），或者RGBA。