サンプル画像を貼りたいけど、BloggerはAPNG非対応らしいので画像は無し。
今回はとりあえず動けばいいという考えで作ったので、あんまりソースきれいじゃない。でもAPNGを作るのはそんなに難しくない。今回は本当に最低限しか実装してないので、別の用途に使おうとすると大変かも。
とりあえずGraphicsでサンプル画像を作ってるが、たぶんファイルから読み込んだ画像でも問題ないはず。入力形式はBitmapになってれば良いので、BMPでもJPGでもPNGでも何でも問題ないはず。
今回はフレーム待ち時間は決め打ちで、ソースコードに書き込んでいる。delay_num, delay_denというのがそれで、1フレームあたりの待ち時間はdelay_num / delay_den [sec]になる。num＝1, den=8なら1フレーム0.125秒(8fps)になる。
この方法だと、30fps(0.0333...sec)みたいな秒で循環小数になるディレイでもある程度は正確に表記できる。そういえばJPGだったかのEXIFもこういうフォーマットだった気がする。あとMS FSXのAPIにもこういうのあったね。マルチメディアではよくあるフォーマットなのかも。
APNGでは16bit2個なので、1フレームあたり約15マイクロ秒から18時間くらいまで設定できる。
本来、ディレイはフレームごとに設定できるので、ある1フレームだけ表示時間を増やすとか、そういう表現もできる。
APNGはあくまでPNGのラッパーなので、おそらくPNGが対応する形式はすべて対応できる。階調のある透過や、24bitフルカラーも使える。たぶん64bitでも。もちろんPNGとして圧縮されるので、ファイル容量も(ちょっとしたアニメーションなら)大きくなりすぎることはない。
Bitmapのコンストラクタで32bitを指定して、背景に透過色を設定すると、Chromeでは背景が市松模様になるので、たぶんちゃんと透過も処理できてる。
WikipediaのAPNGのページを見てみると、最初のフレームをアニメーションに使うか否かを設定できたりするらしいが、今回参考にしたページにはそういうのは見当たらなかった(見落としてるだけかも)。
もしかしたら、IDAT単体ならサムネイルにIDATを使ってアニメーションには使用せず、fcTLとIDATを並べるとIDATもアニメーションに使う、みたいなことなのかも。
まぁ、ちゃんと使うなら本来の仕様を確認した方がいい。
ソースはそこそこ長い(300行ちょっとある)ので、続きを読むからどうぞ。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;
using System.IO;
using System.Text;
// [APNGの構造とRubyでの読み書き - NaCl非公式ブログ](https://nacl-ltd.github.io/2016/12/08/apng-and-ruby.html)
namespace GenerateAPNG
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string savePath = "apng.png";
ushort delay_num = 1;
ushort delay_den = 8;
List Images = new List();
#region 画像を作る
for (int i = 10; i < 100; i += 10)
{
using (Bitmap bmp = new Bitmap(100, 100, PixelFormat.Format32bppArgb))
using (Graphics g = Graphics.FromImage(bmp))
{
//g.Clear(Color.White);
g.CompositingMode = System.Drawing.Drawing2D.CompositingMode.SourceCopy;
g.Clear(Color.FromArgb(0, 255, 255, 255));
g.FillEllipse(Brushes.Black, i - 5, 50 - 5, 10, 10);
byte[] buff = Bitmap2Bytes(bmp, ImageFormat.Png);
using (FileStream fs = new FileStream(i + ".png", FileMode.Create, FileAccess.Write))
{
fs.Write(buff, 0, buff.Length);
}
Images.Add(buff);
}
}
#endregion
if (Images.Count == 0)
{
throw (new Exception());
}
UInt32 width = 0, height = 0;
byte depth = 0, colortype = 0, compress = 0, filter = 0, interlace = 0;
#region ヘッダを読み込む
foreach (byte[] chunk in ParseChunks(Images[0]))
{
string Type = Encoding.ASCII.GetString(chunk, 4, 4);
if (Type == "IHDR")
{
width = ToUInt32BE(chunk, 8 + 0);
height = ToUInt32BE(chunk, 8 + 4);
depth = chunk[8 + 8];
colortype = chunk[8 + 9];
compress = chunk[8 + 10];
filter = chunk[8 + 11];
interlace = chunk[8 + 12];
}
}
#endregion
if (width * height == 0)
{
// 幅と高さの積が0なら異常とする
// 幅と高さが正常に読めてるならその他も正常なはずだからDepth, ColorType,Compress,Filter,Interlaceはチェックしない(手抜き)
throw (new Exception());
}
using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
{
ms.WriteByte(0x89);
ms.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("PNG\r\n\x1A\n"), 0, 7);
#region IHDR
ms.Write((UInt32)13);
ms.Write("IHDR", Encoding.ASCII);
ms.Write(width);
ms.Write(height);
ms.Write(new byte[] { depth, colortype, compress, filter, interlace }, 0, 5);
WriteLastCRC(ms, -(4 + 13));
#endregion
#region acTL
ms.Write((UInt32)8);
ms.Write("acTL", Encoding.ASCII);
ms.Write((UInt32)Images.Count);
ms.Write((UInt32)0);
WriteLastCRC(ms, -(4 + 8));
#endregion
UInt32 sequenceNumber = 0;
#region fcTL
ms.Write((UInt32)26);
ms.Write("fcTL", Encoding.ASCII);
ms.Write((UInt32)sequenceNumber++);
ms.Write(width);
ms.Write(height);
ms.Write((UInt32)0);
ms.Write((UInt32)0);
ms.Write((UInt16)delay_num);
ms.Write((UInt16)delay_den);
ms.WriteByte(0);
ms.WriteByte(0);
WriteLastCRC(ms, -(4 + 26));
#endregion
#region IDAT(frame 0)
foreach (byte[] chunk in ParseChunks(Images[0]))
{
string Type = Encoding.ASCII.GetString(chunk, 4, 4);
if (Type == "IDAT")
{
ms.Write(chunk, 0, chunk.Length);
}
}
#endregion
#region frames
for (int i = 1; i < Images.Count; i++)
{
#region fcTL
ms.Write((UInt32)26);
ms.Write("fcTL", Encoding.ASCII);
ms.Write((UInt32)sequenceNumber++);
ms.Write(width);
ms.Write(height);
ms.Write((UInt32)0);
ms.Write((UInt32)0);
ms.Write((UInt16)delay_num);
ms.Write((UInt16)delay_den);
ms.WriteByte(0);
ms.WriteByte(0);
WriteLastCRC(ms, -(4 + 26));
#endregion
#region IDAT(frame n)
foreach (byte[] chunk in ParseChunks(Images[i]))
{
string Type = Encoding.ASCII.GetString(chunk, 4, 4);
if (Type == "IDAT")
{
UInt32 len = ToUInt32BE(chunk, 0) + 4;
ms.Write(len);
ms.Write("fdAT", Encoding.ASCII);
ms.Write((UInt32)sequenceNumber++);
ms.Write(chunk, 8, chunk.Length - 12);
WriteLastCRC(ms, -(4 + len));
}
}
#endregion
}
#endregion
#region IEND
ms.Write((UInt32)0);
ms.Write("IEND", Encoding.ASCII);
WriteLastCRC(ms, -(4 + 0));
#endregion
#region 確認と保存
{
long pos = ms.Position;
ms.Position = 0;
byte[] buff = new byte[ms.Length];
ms.Read(buff, 0, buff.Length);
ms.Position = pos;
// ParseChunksは各チャンクのCRCをチェックするので、最低限CRCが異常無いかだけは確認できる
ParseChunks(buff);
using (FileStream fs = new FileStream(savePath, FileMode.Create, FileAccess.Write))
{
fs.Write(buff, 0, buff.Length);
}
}
#endregion
}
}
static byte[][] ParseChunks(byte[] ByteData)
{
if (ByteData[0] != 0x89 || Encoding.UTF8.GetString(ByteData, 1, 7) != "PNG\r\n\x1A\n")
{
throw (new Exception());
}
List Chunks = new List();
{
byte[] buff = new byte[8];
Array.Copy(ByteData, 0, buff, 0, 8);
Chunks.Add(buff);
}
for (int pos = 8; pos < ByteData.Length;)
{
int len = (int)ToUInt32BE(ByteData, pos);
string type = Encoding.ASCII.GetString(ByteData, pos + 4, 4);
UInt32 crc = ToUInt32BE(ByteData, pos + 4 + 4 + len);
if (crc != CRC.Calc(ByteData, pos + 4, len + 4))
{
throw (new Exception());
}
byte[] buff = new byte[4 + 4 + len + 4];
Array.Copy(ByteData, pos, buff, 0, buff.Length);
Chunks.Add(buff);
pos += buff.Length;
}
return (Chunks.ToArray());
}
static byte[] Bitmap2Bytes(Bitmap Bitmap, ImageFormat Format)
{
using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
{
Bitmap.Save(ms, Format);
ms.Position = 0;
byte[] buff = new byte[ms.Length];
ms.Read(buff, 0, buff.Length);
return (buff);
}
}
static UInt32 ToUInt32BE(byte[] value, int startIndex)
{
return (
(UInt32)value[startIndex + 0] << 24 |
(UInt32)value[startIndex + 1] << 16 |
(UInt32)value[startIndex + 2] << 8 |
(UInt32)value[startIndex + 3]);
}
static void WriteLastCRC(Stream stream, long startIndex)
{
if (startIndex < 0)
{
startIndex = stream.Position + startIndex;
}
stream.Position = startIndex;
byte[] buff = new byte[stream.Length - stream.Position];
stream.Read(buff, 0, buff.Length);
stream.Write(CRC.Calc(buff, 0, buff.Length));
}
public class CRC
{
// [PNGで使うCRC32を計算する - Qiita #テーブルを導入する](http://qiita.com/mikecat_mixc/items/e5d236e3a3803ef7d3c5#%E3%83%86%E3%83%BC%E3%83%96%E3%83%AB%E3%82%92%E5%B0%8E%E5%85%A5%E3%81%99%E3%82%8B)
static readonly UInt32[] Table;
static CRC()
{
UInt32 magic = 0xEDB88320;
Table = new UInt32[256];
for (int i = 0; i < 256; i++)
{
UInt32 value = (UInt32)i;
for (int j = 0; j < 8; j++)
{
bool b = (value & 1) != 0;
value >>= 1;
if (b)
{
value ^= magic;
}
}
Table[i] = value;
}
}
public static UInt32 Calc(byte[] data, int start, int length)
{
UInt32 crc = 0xFFFFFFFF;
for (int i = start; i < start + length; crc = Table[(crc ^ data[i++]) & 0xFF] ^ (crc >> 8)) ;
return (~crc);
}
}
}
static class MyExt
{
public static void Write(this Stream stream, UInt32 value)
{
stream.Write(new byte[]
{
(byte)(value >> 24),
(byte)(value >> 16),
(byte)(value >> 8),
(byte)(value),
}, 0, 4);
}
public static void Write(this Stream stream, UInt16 value)
{
stream.Write(new byte[]
{
(byte)(value >> 8),
(byte)(value),
}, 0, 2);
}
public static void Write(this Stream stream, string value, Encoding encoding)
{
byte[] buff = encoding.GetBytes(value);
stream.Write(buff, 0, buff.Length);
}
}
}
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