PNG（Portable Network graphics）是一种专为网络环境设计的无损压缩位图格式，其存储原理围绕“结构化数据块”与“高效无损压缩算法”展开，通过严谨的文件架构和分步编码流程，实现图像数据的精准存储与无损恢复。
文件整体架构
PNG文件由多个“数据块”（chunks）构成，每个块以4字节长度字段、4字节类型字段和内容字段组成，以“结束块（IEND）”标记文件终止，核心数据块包括图像头（IHDR）、调色板（PLTE，仅索引色模式）、图像数据（IDAT）等，各块功能协同定义图像属性与像素信息。
| 数据块类型 | 功能 | 关键字段 |
|---|---|---|
| 定义图像尺寸、颜色类型、压缩参数 | 宽度（无符号整数）、高度（无符号整数）、位深度（1-8位/像素）、颜色类型（0=灰度、2=真彩色、3=索引色等）、压缩方法（必为0）、过滤方法（必为0） | |
| 为索引色模式提供调色板 | 调色板颜色数量（最多256）、每个颜色的R/G/B分量（8位） | |
| 存储经压缩的图像像素数据 | 压缩后的数据（ZLIB压缩结果） | |
| 标志文件结束 |
关键数据块详解
图像头（IHDR）
图像头是PNG文件的基础,宽度”和“高度”以无符号整数表示（单位为像素），“位深度”指每个像素的位数（如8位表示256级灰度或256色索引色），“颜色类型”区分图像模式（索引色、真彩色、灰度+Alpha等），“压缩方法”与“过滤方法”均固定为0（符合PNG标准）。
调色板（PLTE）
仅在索引色模式下存在,存储调色板数据，每个调色板条目包含R、G、B三个8位分量，最多支持256种颜色，用于映射索引值到实际颜色。
图像数据（IDAT）
图像数据块是PNG文件的核心,其内容由ZLIB压缩算法生成，ZLIB算法结合“预测编码”“行程长度编码（RLE）”与“霍夫曼编码”：
颜色与像素存储逻辑
压缩流程示例（真彩色模式）
以8位/像素的真彩色图像为例，步骤为：
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