GIF是一種使用LZW壓縮，支援多張圖像的容器。支援256色，透明通道為1bit。作為網際網路表情包的載體，GIF這項80年代的技術依然生生不息。
但它的弊端也是顯而易見的：易出現毛邊，色彩表現低劣，檔案壓縮比不高。針對這些問題，Mozilla釋出了APNG來代替老舊的GIF技術，同時許多開源元件也用WebP格式來代替GIF。
GIF在iOS的尴尬處境
長久以來，iOS一直被吐槽不能用GIF。造成這一局面的主要原因是：
- iOS關于照片的場景不會自動播放GIF,也沒有角标。
- 一些應用将GIF視為靜态圖像去操作，導緻使用者保持了一個GIF後，結果應用将其儲存成JPG。
- iOS隻能通過imageI/O去操作GIF資料，UIKit對其絕緣。
GIF的存儲結構
由于曆史的原因，GIF有兩個版本，但它們的檔案結構是一樣的，都是由不同用途的資料塊構成，可分為控制塊和資料塊。控制塊裡是決定GIF表現的參數，資料塊裡的資料由前面的控制塊裡的參數來解釋。
一個GIF檔案的内部結構如下圖：
GIF結構
Header：包含檔案簽名與版本号。
Trailer: 檔案結束辨別符。
GIF Data: Header 與 trailer 之間就是GIF檔案的資料。
我們從一個簡單的GIF圖入手，它包含兩張圖像：
這是它的十六進制資料,我用顔色區分了不同的資料塊：
Paste_Image.png
Header
GIF檔案的開頭是 Header 資料塊，長度為6位元組，ASCII值為“GIF87a”或”GIF89a”,前三位為GIF簽名，後三位為不同年份的版本号。
Paste_Image.png
利用這點，在iOS中判斷二進制檔案是否為GIF時，可以簡單去判斷它的前四位是否是”GIF8″。事實上絕大多數圖像都可以用檔案簽名來判斷類型。
GIF 内容
GIF資料包含多個資料塊，其結構如下:
邏輯螢幕描述符
0A000A00 B30000
這一資料塊由7個位元組組成，前四個位元組分别是圖像渲染區域的寬高。GIF的資料是按照大端序存儲的，0x0A00為10，是以這個GIF的寬高均為10。
接下來是一個壓縮位元組，第一個 Bit 為标志位，表示全局顔色清單是否存在。接下來三個Bit表示圖像調色闆中每個顔色的原色所占用的Bit數，011表示占用4個Bit，111占用8個Bit，以此類推。調色闆最多隻包含由24-Bit顔色中選出的256個顔色（實際有很多優化方案能提高顔色分辨率，如加入局部調色闆）。第五個Bit為标志位，表示顔色清單排序方式。若為1，表示顔色清單是按照顔色在圖像中出現的頻率降序排列。随後三個Bit表示全局顔色清單的大小，計算方法是2^N+1 ，其中N為這三個Bit的二進制數值。
第六個位元組是表示背景色在全局顔色清單中的索引，若無全局顔色清單則此位元組無效。在GIF的圖像資料中，沒有被指定顔色的像素會被背景色填充。
最後一個位元組是像素的寬高比，大多數時候這個值都是0，若值為N, 則圖像的寬高比：
aspectRatio = (pixelAspectRatio + 15) / 64
全局顔色清單
000000 80000000 80008080 00000080 80008000 8080C0C0 C0808080 FF000000 FF00FFFF 000000FF FF00FF00 FFFFFFFF FF
由前面的邏輯螢幕描述符可知，全局顔色清單的大小是16，每個顔色占三個位元組，按照RGB排列，是以它占有48個位元組。資料流中，顔色是按照清單中的索引存儲的。
應用程式擴充
>
x
GIF中擴充塊都以0x21開始，後一個位元組是擴充标簽，辨別擴充用途。
應用程式擴充的标簽是0xFF，它包含有應用程式的辨別資訊和應用程式資料。其中 Netscape 應用程式擴充常用于控制GIF的動畫循環次數。Netscape 擴充長19個位元組，前14個是應用程式的ACSII資訊，後四個是資料子塊，用于指定GIF的循環次數, 按無符号整型存儲，0表示無限循環。
圖形控制擴充
21F90409 32000F00
圖形控制擴充塊屬于”89a”版本的定義。它在一個圖像資料塊的最前端，用來指定圖像的透明度與動畫屬性。圖形控制擴充的開端兩位元組是0x21F9，其中0x21表示這是一個擴充，F9表示擴充用于圖形控制。第三個位元組是塊大小(它到結束符之間的資料)。第四個位元組是壓縮字段，前三個Bit保留，四到六Bit是disposal method。第四、五個位元組是圖像控制擴充後面的圖像的動畫時間，以無符号整型存儲。第六個位元組是透明色索引，之後是塊結束符0x00。
圖像描述符
2C000000 000A000A 0000
圖像描述符位于GIF中每一個圖像資料的前端，由0x2C開始，長度為10個位元組。第一個位元組是圖像描述符的辨別0x2c，後面八個位元組表示圖像的frame（left, top, width, height），用來在動畫中局部更新圖像。最後一個是壓縮位元組，主要是關于局部顔色清單的資訊，其中第二個Bit表示圖像的存儲方式是交織還是連續。
局部顔色清單
如果上面的局部顔色清單标志位為1，那麼局部顔色清單會排列在圖像描述符後面，它隻對緊跟在它之後的圖像資料有效。如果局部顔色清單标志位為0，那麼圖像資料将使用全局顔色清單索引顔色。局部顔色清單的大小計算方法和像素顔色格式與全局顔色清單相同。
圖像資料
041C 1080472B 0549DA9B BAAE58E7 4D4F288E E629A519 697E1C0C 92DB1301 00
GIF的圖像資料是經過LZW壓縮的二進制流，通過解碼可以将其按照顔色清單中的顔色進行像素填充。第一個位元組是LZW最小編碼大小，用來進行資料解碼。第二個位元組是圖像資料的大小，之後的都是圖像資料，直到塊結束符。
結束符
3B
GIF的動畫原理
GIF動畫的循環次數是由應用擴充來控制的，而GIF動畫每一幀的過渡方式是由圖形控制擴充控制,圖像描述符控制圖像繪制的區域。
圖形控制擴充中控制動畫的參數分别是：disposal method，user input flag，delay time，transparency color。
disposal method
disposal method占3Bit，能夠表示0-7。
- disposal method = 1
解碼器不會清理畫布，直接将下一幅圖像渲染上一幅圖像上。
- disposal method = 2
解碼器會以背景色清理畫布，然後渲染下一幅圖像。背景色在邏輯螢幕描述符中設定。
- disposal method = 3
解碼器會将畫布設定為上之前的狀态，然後渲染下一幅圖像。
- disposal method = 4-7
保留值
user input flag
當user input flag為1時，GIF會在有使用者輸入事件（滑鼠、鍵盤）時才會過渡到下一幅圖像。
delay time
delay time占兩個位元組，為無符号整數，控制目前幀的展示時間，機關是0.01秒。
transparency color
如果圖形控制擴充的透明色标志位為1，那麼解碼器會通過透明色索引在顔色清單中找到改顔色，标記為透明，當渲染圖像時，标記為透明色的顔色将不會繪制，顯示下面的背景。
圖像渲染區域
GIF中圖像描述符指定了目前幀需要渲染的區域，這樣GIF的過渡動畫就隻用繪制兩幀之間不同的區域，前提是diposal method的值為1。
實驗
根據上面的知識，将第一幀的圖形控制擴充改為：
21F90409 0A000900
這裡将透明色改成了紅色（紅色在全局顔色清單中的索引是9），并将delay time改為0.1秒。修改完的GIF為：