GB T 15121.3-1996 信息技术 计算机图形 存储和传送图片描述信息的元文卷 第3部分;二进制编码.pdf
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1、中华人民共和国国家标准信息技术计算机图形存储和传送图片描述信息的元文卷第三部分二进制编码发布实施国家技术监督局发布前言本标准等同采用国际标准信息技术计算机图形存储和传送图片描述信息的元文卷第部分二进制编码为适应信息处理的需要本标准规定了存储和传送图片描述信息的元文卷及其二进制编码本标准无论在技术内容上还是编排格式上均与国际标准保持一致在信息技术计算机图形存储和传送图片描述信息的元文卷总标题下包括以下部分第一部分功能描述第二部分字符编码第三部分二进制编码第四部分清晰正文编码本标准的附录附录附录均是提示的附录本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由电子工业部标准化研究所归口本标准起草单位北京化
2、工大学本标准主要起草人朱望规王宝艾于晓川徐枫前言国际标准化组织和国际电工委员会是世界性的标准化专门机构国家成员体它们都是或的成员国通过国际组织建立的各个技术委员会参与制定针对特定技术范围的国际标准和的各技术委员会在共同感兴趣的领域内进行合作与和有联系的其他官方和非官方国际组织也可参与国际标准的制定工作对于信息技术领域和建立了一个联合技术委员会即由联合技术委员会提出的国际标准草案需分发给国家成员体进行表决发布一项国际标准至少需要的参与表决的国家成员体投票赞成国际标准是信息技术联合委员会制定的同时被和国际组织通过在统一标题信息技术计算机图形存储和传送图片描述信息的元文卷下包括下述部分第部分功能描述
3、第部分字符编码第部分二进制编码第部分清晰正文编码引言二进制编码的目的计算机图形元文卷的二进制编码提供了一种元文卷语法的表示方法它能优化生成和解释元文卷的速度且提供了一种在计算机系统之间交换的标准方法此编码使用二进制数据格式它比其他编码数据格式更类似计算机系统内所使用的数据表示有些数据格式可以确切地与某些计算机系统的数据格式相匹配在这种情况下与其他标准编码相比处理过程被大大减少就大多数计算机系统而言对二进制编码的处理要求要比其他编码的处理要求低得多假如一个计算机系统的结构与用二进制编码的标准格式不匹配其处理要求的绝对极小化是关键的并且在不同的系统之间的交换无关紧要则使用符合第章所指定规则的一个专
4、用编码可能更为合适目标本编码有以下特点参数表的分区元文卷元素用二进制编码分为一个或多个分区见第章元素的第一分区或仅有的分区包含操作码元素类别加上元素标识元素的对准每个元素始于一个字边界如果一个元素的数据无论分区与否不中断在偶八位位组边界上则随后元素的对准需在前一个元素数据之后填充零直到下一偶八位位组边界为止一个无操作码元素在这种编码中有效它被解释器跳过或被忽略这可以用在与机器无关的记录边界上的数据进行对准以改进处理速度格式的一致性所有元素都有一个相关参数长度值这个长度以八位位组计数来指定因此不解释它而高速地扫描元文卷是可能的坐标数据的对准由于元素对准在缺省精度时坐标数据总是始于字边界上在多种计
5、算机系统上不必通过从多个计算机字的碎片收集来保证单个坐标处理降到最低限度整型数据编码的效率诸如索引颜色和字符等其他数据被编码为一个或多个八位位组由元文卷描述符元素所给定的适当精度决定每个参数的精度位数据的次序在每个字或一个字中的单元中最高位号的位是最高有效的位同样在数据字顺序处理时最低有效位是跟在最高有效位的后面可扩展性元素类别和元素标识值的排列设计成允许将来能增加例如新的图形元素实型数据格式或用浮点数表示或用元文卷定点表示来对实数进行编码游程编码若许多邻接的象元有相同的颜色或颜色索引可用一个高效率的编码对于每个游程在颜色或颜色索引象元计数由后随的随色或颜色索引标明紧缩的表编码若邻接的颜色象元
6、没有相同的颜色或颜色索引元文卷提供了位流表在表中的值被尽可能紧密地紧缩在一起与其他标准的关系本标准所用实型数的浮点表示和中用的一样字符数据的表示遵循及的规则对某些元素定义的值范围留作登记值这些值和它们的意义将由已建立的规程来定义见的中华人民共和国国家标准信息技术计算机图形存储和传送图片描述信息的元文卷第三部分二进制编码国家技术监督局批准实施范围本标准规定了计算机图形元文卷的二进制编码对于在中规定的每个元素根据数据类型规定了一个编码对这些数据类型的每个按照位八位位组和字规定了一个显式表示对于有些数据类型确切的表示是用于元文卷的函数功能正如在元文卷描述符中所记录的那样在许多情况下图形元文卷的这种编
7、码将使元文卷的生成和解释所需的努力最小引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性信息处理信息交换用七位编码字符集信息处理七位和八位编码字符集代码扩充技术信息处理系统计算机图形存储和传送图片描述信息的元文卷第一部分功能描述信息技术字型信息交换二进制浮点运算标准记法约定命令头的使用遍及本标准适用于包含操作码元素类别加元素标识和参数长度信息见第章的二进制编码元素在本标准中术语八位位组和字有特定的含义这些含义可能与使用这种编码的元文卷的那些特殊计算机系统不匹配一个八位位组是一个位实体
8、所有位都有效位被从最高有效位到最低有效位编号一个字是一个位实体所有位都有效位被从最高有效位到最低有效位编号总体结构元文卷的一般形式元文卷中的所有元素用统一的格式编码元素被表示为可变长度数据结构它包括指明特定元素的操作码信息元素类别加元素标识它的参数数据的长度和最后的参数数据如果有的话元文卷结构如下仅在该图解中是元文卷的缩写元文卷开始元素后随元文卷描述符元素这之后后随图片各自在逻辑上与其他无关最后元文卷以元文卷结束元素为结束图片的一般形式除元文卷开始元文卷结束和元文卷描述符元素以外元文卷被划分为一个个图片所有图片相互间是独立的图片由一个图片开始元素一个图片描述元素一个图片体开始元素任意数量的控制
9、元素图形原语元素和属性元素最后是一个图片结束元素所组成仅在该图解中是图片的缩写而是图片体开始的缩写二进制元文卷的一般结构元文卷的二进制编码是一个由一系列位的集合所组成的逻辑数据结构为方便于描述元文卷元素的长度和对准在这个结构中定义了二个不同大小的字段在本标准中这些字段用以解释元素和参数的内容和结构为计量元素的长度元文卷被划分成若干表示为位字段的八位位组结构也把元文卷分成称为字是逻辑上元文卷字的位项为在大多数的计算机上优化二进制元文卷的处理元文卷元素被强制在二进制数据结构的字边界上开始若元素的参数数据没有填补到这样的边界则这个对准可能需要将若干位空填补到字边界八位位组是二进制元文卷组织的基本单位
10、一个八位位组的位被编号从到以为最高有效位一个字的位被编码为到而为最高有效位八位位组字若二进制数据结构的连续位是以计数的连续的八位位组是以计数连续的字是以计数则在二进制数据结构中的位八位位组字的逻辑对应关系由下表表示元文卷位位号八位位组位号字位号八位位组字八位位组字八位位组字续表元文卷位位号八位位组位号字位号八位位组字八位位组字八位位组字八位位组字命令头结构在本条中术语命令用来表示一个二进制编码元素元文卷元素用两种形式之一的二进制代码表示短型命令或长型命令它们之间有两个不同短型命令总是包含一个完整的元素长型命令可以容纳部分的元素元素的数据表可以分区短型命令仅能容纳最多个八位位组长度的参数表长型命
11、令对每个元素的数据部分能容纳最多个八位位组长度在参数表前面的命令头格式有不同的形式元素的第一字规定这个元素的命令形式短型或长型对短型命令头由划分为三个字段的单字组成元素类别元素标识和参数表长度第字元类类别元素标识参数表长度图短型命令头格式短型命令头中的字段如下到位元素类别值范围到到位元素标识值范围到到位参数表长度此命令后面跟随的参数数据为八位位组长度值范围到这个命令头后随它的参数表长型命令头的第一字与短型命令头的第一字在结构上是相同的而参数表长度项出现二进制值十进数为用来指示命令是长型命令长型命令的命令头由二个字组成第二个字包含实际的参数表长度这二个字头字的字段后面跟随的是参数表除了允许较长的
12、参数表外长型命令允许参数表分成一个个分区第二个字第位指示出的是一个元素的结束或者还有更多的数据跟随其后对元素的后继数据分区省略长型命令头的第一个字包含元素分类和元素标识仅给出包含参数表长度的第二个字对每个分区参数表长度指定该分区的长度而不是整个元素的长度由参数表长度字的位为零指示它是该元素的最后一个分区第字第字元素类别元素标识参数表长度图长型命令头格式长型命令头的项如下第字到位元素类别值范围到到位元素标识值范围到到位二进制值十进制指示长型第字位分区旗标是最后分区非最后分区到位参数表长度跟在这个命令或这个分区后面的参数数据为八位位组个数值范围到参数值跟在长型或短型命令的参数表长度之后其数值由参数
13、表长度类型和操作数精度来决定这些参数值具有本标准第章中说明的格式坐标参数类型在元文件描述符中指定对非坐标参数参数类型在第章中规定若参数类型取决于编码它的编码由本标准第章中代码表规定除非另有声明参数表的顺序在第章的表中列出每个命令都强制始于一个字边界若某命令包含奇数个八位位组的参数数据它迫使在该命令的尾端填补一个空八位位组此外在参数精度短于一个八位位组的一些元素中即那些包含一个局部颜色精度参数的元素若没有数据填满这个八位位组就需要用空位填补八位位组的最后数据位在所有的情况参数表长度是真实包含在参数数据中的八位位组计数它并不包括填补的八位位组如果存在的话只有在命令尾端才进行填补象元阵列元素是唯一的
14、例外这个命令强制对准的目的是为了在大多数计算机上优化处理在缺省元文卷精度时期待出现最大数坐标等的参数将在位边界上对准且命令头也将在位边界上对准因此在缺省精度时最频繁分析的字段将完全处在大多数计算机设计的机器字内避免从几个计算机字的碎片中汇集单个元文卷参数将使从二进制元文卷数据流中复原元素参数和命令头所需的处理量几近减半若元文卷精度异于缺省这种优化可能被折衷或完全被毁坏命令仍然强制从位边界开始但是最频繁期待的参数可能不再在这样的边界上对准象在缺省精度时所做的具有元素类别元素标识和参数表长度的短型命令头保留给未来本标准的修订版中可用的元素类别的扩展在进行语法分析时解释器将它与其他元素一样看待下一个
15、正常元素将有一个实际的元素类别值不同于在命令头的元素类别项中的类别值它将被调整这将在本标准的未来修订版中定义原语数据形式的二进制编码用五种原语数据形式以表示在中用来描述其参数的各种抽象数据类型原语数据形式和用来表示它们的符号如下所述带正负号整数无正负号整数字符定点实数浮点实数每种原语数据形式除字符外都可以使用若干种精度原语数据形式的定义在中指出并给出对每种原语数据形式所允许的精度该定义是以位单元的元文卷字来表示的当显示数字值的形式时下列术语用在以下的图解中最高有效位最低有效位正负号位以下数据图解中数据类型是就参数开始于元文卷字边界而言通常参数可能对准在奇数个或偶数个八位位组的边界上因为其他参数
16、数据的奇数个或偶数个八位位组可能先于它们含有局部颜色精度参数的元素可能有短于一个八位位组的参数在这样情况下参数将可能不对准在八位位组边界上带正负号整数带正负号整数用二进制补码格式表示可以为带正负号整数指定四种精度位位位和位用这个原语数据格式去编码整型坐标数据不用位精度在随后的各条中值是指正整数值和对非负整数的两种实现位精度的带正负号整数每个值占有一个元文卷字的一半一个八位位组值值位精度的带正负号整数每个值占有一个元文卷字值位精度的带正负号整数每个值跨两个相继的元文卷字第字第字第字值值位精度的带正负号整数每个值占满两个完整的元文卷字第字第字值值无正负号整数可以为无正负号整数指定四种精度位位位位位
17、精度的无正负号整数每个值占一个元文卷字的一半值值位精度的无正负号整数每个值占有一个元文卷字值位精度的无正负号整数每个值跨两个相继的元文卷字第字第字第字值值值值位精度的无正负号整数每个值占满两个完整的元文卷字第字第字值值字符每个字符存储在一个或多个连续的八位位组中它取决于特定字符集的编码以下图示的字符以每个字符按个八位位组编码字符字符定点实数定点实数值象两个整数一样存储第一个表示整数部分且有与带正负号整数见同样的格式第二个表示小数部分且有与无正负号整数见同样的格式对定点实数可能指定两种精度位或位位精度定点实数每个定点实数占满两个元文卷字第一个字有位带正负号整数形式而第二个字有位无正负号整数形式第
18、字第字整数部分小数部分位精度定点实数每个定点实数占满个元文卷字第一部分有位带符号整数的格式而第二部分有位无符号整数的格式第字第字第字第字整数部分整数部分小数部分小数部分定点实数的值下述给出表示为实型数的值对位实数值对位实数值在这些方程中可用作整数部分而可用作小数部分作为整数部分的是一个小于或等于正表示实数的最大整数浮点实数浮点实数值被表示为的浮点数格式这个格式包含三个部分一个正负号位一个指数部分一个小数部分值是三值和的函数若是值是正的若是值是负的可以为浮点实数指定二种精度位或位对位表示值的计算如下若且则值无定义若且则值是一个尽可能大的正值或负值若则这值的大小是若且则这值的大小是若且则这值是对于
19、位表示值的计算如下若且则此值无定义若且则此值是一个尽可能大的正值或负值若则值的大小是若且则值的大小是若且则值是位精度浮点实数每个浮点实数值占个元文卷字值中的每个字段大小如下符号位位指数位尾数位第字第字指数尾数尾数位精度浮点实数每个浮点实数值占个元文卷字值中的每个字段大小如下符号位位指数位尾数位第字第字第字第字指数尾数尾数尾数抽象的参数类型表示法表对每个抽象的参数类型按的二进制编码是如何表示原语数据格式表的各列如下抽象参数类型的符号由第章规定参数类型是以适当的精度根据原语的数据格式来构造的精度在第章中规定在给定精度下为表示所给的参数的实例所需八位位组数的符号和计算数值的公式对于参数可采取的值的范
20、围符号其后是参数可采取的数字值其后又是确定范围的数值第和列的符号广泛地用于第章的代码表在代码表上使用的是那些符号的变化表示正整数的范围正实数的范围表示负整数的范围负实数的范围表示非负整数的范围非负实数的范围表示个整数表示个实数表示不成束的整数实数混合使用指示一个有个实数的参数然后一个有个整数的参数最后是一个包括索引值的无限值参数表抽象数据类型表示抽象符号原语形式参数结构每个参数的八位位组符号和值参数范围符号和值按颜色索引精度按颜色索引精度见注或或见注按索引精度按位定点精度见注见注按整型精度或按实型精度见注见注见注见注按整型精度或或或或按实型精度见注见注见注或或或见注按整数精度或或见注或见注按定
21、点精度位见注见注按定点精度位按定点精度位见注或或见注或注对于由多个相同的分量组成的参数例如直接颜色点和其范围值表示单个分量的范围值对颜色模型或直接颜色分量抽象地认为范围中的一个实数对颜色模型或衍生的直接颜色分量抽象地认为是在可能具有不同范围的各自颜色空间中的一个实数颜色值范围元素提供在用表示的直接颜色分量和对应的实数值表示的直接分量之间的一种映射抽象参数枚举类型与抽象类型索引有相同编码精度为位实型精度元素包括一个指示符定点或浮点和两个精度分量符号在表中指示在两个分量中指定的位数之和同样的考虑用于表中实型精度元素和在表中符号实型精度控制元素可能引起元文卷体中被修改和当是浮点实数时是由下述的浮点标
22、准见第章浮点数格式来计算对参数类型和而言字符数据范围不是能应用的一个字符串用一个计数无正负号整数和随后的字符来编码在字符串中这个计数是八位位组计数而不是整个字符编码计数对单字节编码这两者相等对多字节编码则不等对元文卷命令自身而言这个计数编码与长度信息编码相似若第个八位位组在范围内则它表示整个字符串的字符计数若第个八位位组是则下一个位包含字符计数和继续旗标对部分字符串第位用作继续旗标它允许字符串多于个字符而后面的位表示字符计数若第位是则此部分字符串结束字符串参数若第位是此部分字符串后面将跟有另一个部分字符串若一个字符串的整个字符编码数是每个字符编码的八位位组数在字符串是一个常数等于且若字符串不继
23、续在一个长型命令字符串是可能的则字符串参数的八位位组数是或取决于此字符串是短型还是长型若每一个字符编码的八位位组数不是常数且字符串是一个可继续的长型字符串则字符串的八位位组数不是那么容易表示的但它是用于字符串数据部分的八位位组数与用于长度信息的八位组数之和抽象参数类型是单个值或是一个实数或是一个整数取决于元文卷描述符功能类型的说明后继的表使用单一的符号集和识别它们的计算取决于不同的类型抽象参数类型是单个值点是的有序对参数类型相当于的参数类型它是直接颜色还是颜色索引取决于在颜色选择方式元素中指定的值每个参数相关联的八位位组和范围符号和分别是和还是和取决于颜色选择方式在应用中为避免需要支持浮点对参
24、数类型和不需要动态范围对标量诸如线宽字符间距和提供了定点实数格式由构成定点实数定点实数用于和所有元文卷参数类型只有下述除外定比方式元素的米制比例因子参数设备视口说明方式元素的米制比例因子参数在本编码中这些参数常常用浮点编码象元阵列颜色能任意地为象元颜色选择和位精度也使用缺省或精度在象元阵列中颜色值的表示方法是单个颜色值表示的扩展象元阵列元素有可取下列二值之一的象元表示旗标游程表示法组合表示法对组合方式象元阵列的每一行表示为没有紧缩过的颜色值数组每行始于一个字边界因为所有行有相同的长度故没有存储行长度信息颜色数据占个八位位组其中是每行象元数是行数是每个颜色所占位数而表示在中的最大整数对游程编码每
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