GIF格式详解 — 256色调色板与动图
整理了 1987 年 CompuServe 创建的 GIF 格式的历史（87a·89a）、256 色调色板、LZW 无损压缩、仅一种颜色透明的方式、动画原理与文件结构，以及何时用 WebP 或视频替代 GIF 更好。
GIF（Graphics Interchange Format）是美国在线服务商 CompuServe 于 1987 年发布的格式，1989 年的修订版 GIF89a 加入了用于透明色和动画的扩展块。它从互联网早期就开始使用，至今仍是“动图”的代名词，但从技术上看，它属于最古老的一批格式。
256 色调色板与 LZW 压缩
GIF 并不为每个像素直接保存颜色，而是保存该像素是最多 256 色调色板（颜色表）中的第几号颜色。按照规范，颜色表的大小为 2 的幂，最多 256 项。这组编号再用 LZW 算法进行无损压缩。
压缩本身是无损的，但把拥有 1,600 多万种颜色的照片减少到 256 色的过程中会产生很大损失。天空、皮肤这类平滑渐变会表现为点状花纹（抖动）或色带。相反，颜色较少的像素画和简单图形则能保存得既小又清晰。
LZW 算法曾一度存在专利问题，这也是 1990 年代开发 PNG 的契机之一。相关专利早已到期。
透明度
GIF89a 的图形控制扩展（Graphic Control Extension）中有一个用来指定 透明色编号 的字段。该编号的像素不会被绘制到屏幕上，而是保留背景。也就是说，透明只有“完全透明或完全不透明”两种，无法表现半透明阴影或柔和边缘。因此，把透明 GIF 放在其他颜色的背景上时，边缘常常会出现白边（光晕）。
动画
GIF 动画是按顺序显示多张图像的方式，帧与帧之间的延迟时间按规范以 1/100 秒为单位 指定。循环次数则由之后被广泛使用的扩展块（NETSCAPE2.0）来设定。
文件结构
GIF 文件以 GIF87a 或 GIF89a 这 6 字节签名开头，随后依次是以下各块：
- 逻辑屏幕描述符：整个画布的宽高和背景色编号
- 全局颜色表：整个文件使用的调色板（可选）
- 图形控制扩展：下一帧的延迟时间、透明色编号、帧处置方式（89a）
- 图像描述符与图像数据：帧的位置和尺寸、必要时的局部颜色表，以及 LZW 压缩数据
- 3~4 按帧数重复，最后是结束字节（3B）。
每一帧都可以有自己的局部颜色表，所以理论上整体可以使用超过 256 种颜色，但在单帧之内仍然受 256 色限制。
优点与局限
- 兼容性：所有浏览器、聊天软件以及几乎所有程序都能播放，包括动画。
- 体积效率低：每一帧都单独以 256 色压缩，装入照片类影像时文件会非常大。Google 表示，动态 WebP 可以比 GIF·APNG 体积更小。
- 颜色与透明度受限：只有 256 色和 1 位透明。
主要用途与替代格式
在简短的表情反应图、加载图标、像素画等 最看重到处都能播放 的场合仍在使用。如果是要放到网站上的动态图片，动态 WebP·AVIF 或短视频（MP4·WebM）要小得多，也清晰得多。
转换时的注意事项
- GIF → JPG·PNG：大多数工具只把第一帧保存为静态图片。
- PNG·JPG → GIF：会被减少到 256 色，照片的画质会大幅下降。除非是 Logo 或图形，否则不建议。
- 将静态图片转换为各种格式的方法请参阅 图片格式转换。