GIF

GIF je velmi populární formát pro sdílení animací. GIF animace se skládá z jednoho nebo více tzv. snímků (frames), které mají určenou délku, po kterou se mají zobrazit. Při přehrání animace se pak jednotlivé snímky zobrazují postupně jeden za druhým, což vytváří dojem animace.

Pořád se jedná o relativně jednoduchý formát, nicméně je už trošku složitější než např. TGA, protože používá kompresi a pixely nejsou uloženy v souboru přímo, místo toho je každý pixel reprezentován indexem do tabulky (palety) předpřipravených barev.

Pro vytvoření GIF animace tak použijeme kód, který už pro nás připravil někdo jiný. Konkrétně se bude jednat o knihovnu gifenc1. Stáhněte si soubory gifenc.c a gifenc.h a použijte je při překladu svého programu.

1I když jsme se předtím bavili o tom, že sdílet knihovny ve formě zdrojových kódů není úplně běžné, tato knihovna je velmi malá a jednoduchá a zároveň je open-source, takže zkopírovat její zdrojové kódy do našeho programu je asi nejjednodušší způsob, jak ji použít.

Vytvoření GIF animace

Pro práci s GIF souborem si nejprve musíme nadefinovat tzv. paletu (palette). Paleta není nic jiného než pole barev, které můžeme v naší animaci používat. Jednotlivým pixelům každého snímku pak pouze řekneme, jaký index z této palety se má použít pro jejich vykreslení. Například tato paleta definuje čtyři barvy:

typedef unsigned char byte;

byte palette[] = {
    0x00, 0x00, 0x00, /* 0 -> černá   (R=0, G=0, B=0)   */
    0xFF, 0x00, 0x00, /* 1 -> červená (R=255, G=0, B=0) */
    0x00, 0xFF, 0x00, /* 2 -> zelená  (R=0, G=255, B=0) */
    0x00, 0x00, 0xFF, /* 3 -> modrá   (R=0, G=0, B=255) */
};

Pokud použijeme pro pixel index 1, bude vykreslen červenou barvou, protože v této paletě se na pozici 1 nachází červená barva.

Jakmile máme nadefinovanou paletu, můžeme použít funkci ge_new_gif, která umožňuje vytvořit nový GIF soubor. Funkci musíme předat cestu k výstupnímu souboru, jeho rozměry, informace o paletě a o tom, kolikrát se má animace přehrát2:

2Pro použití hlavičkového souboru knihovny nezapomeňte na začátku svého programu vložit hlavičkový soubor gifenc.h.

 
int width = 300;
int height = 300;

ge_GIF* gif = ge_new_gif(
    "output.gif",
    width,
    height,
    palette,
    2,  /* hloubka palety */
    0   /* opakovat neustále dokola */
);

Parametr hloubky palety by měl být nastaven na dvojkový logaritmus počtu baret v paletě. V naší paletě jsou 4 barvy, takže jsme zde předali hodnotu parametru 2. Poslední parametr udává, kolikrát se má animace přehrát. Hodnota 0 udává, že se má animace opakovat neustále dokola3.

3Všechny tyto údaje lze vyčíst z dokumentace knihovny.

Zápis snímků

Když nyní máme vytvořenou animaci, můžeme do ní postupně zapisovat snímky. Zápis probíhá následovně:

  1. Do pole uloženého v atributu gif->frame zapíšeme hodnoty všech pixelů jednoho snímku. Každá hodnota by měla být indexem odpovídající barvy z námi zvolené palety. Pro adresování použijeme klasický převod z 2D na 1D index.
  2. Zavoláme funkci ge_add_frame, které řekneme, na jak dlouhou dobu se má tento snímek zobrazit. Tato doba je v setinách vteřiny.

Jakmile zapíšeme jeden snímek, můžeme celý proces opakovat pro zápis dalších snímků.

Uhodnete, jakou animaci vygeneruje následující kód4?

4Pro ověření tipu si program přeložte a podívejte se na výslednou animaci. Zakomentujte řádek s memset a zkuste odhadnout, jak a proč to změní výslednou animaci.

 
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    memset(gif->frame, 0, sizeof(uint8_t) * width * height);

    for (int row = 0; row < height; row++) {
        gif->frame[row * height + i] = ((i * 10) / 30) % 3 + 1;
    }
    for (int col = 0; col < width; col++) {
        gif->frame[i * height + col] = ((i * 10) / 30) % 3 + 1;
    }

    ge_add_frame(gif, 8);
}
Výsledek animace

Dokončení práce s animací

Jakmile zapíšeme všechny snímky, které chceme v animaci mít, nesmíme zapomenout animaci uložit do souboru a uvolnit její paměť pomocí funkce ge_close_gif:

ge_close_gif(gif);

Načtení GIF animace

Pokud byste naopak chtěli nějakou GIF animaci načíst ze souboru a něco s ní dále provést, můžete použít knihovnu gifdec od stejného autora, která slouží k načítání GIF souborů.

Cvičení 🏋

Zkuste použít knihovnu gifdef pro převod animace z GIF do TGA:

  1. Načtěte GIF animaci z disku.
  2. Projděte všechny snímky animace.
  3. Pro každý snímek převeďte pixely snímku z indexované palety do klasické mřížky pixelů používané ve formátu TGA.
  4. Zapište každý snímek na disk jako individuální TGA obrázek. Můžete na kraj obrázku vykreslit informaci o pořadí snímku.