将字符串编码为图片会导致压缩。

Question

我正在开发一个程序，它将接受一个字符串，将字符串中的每个字符转换为颜色，然后从左到右、从上到下地在图像上绘制这些颜色。使用同一程序，可以解码图像以获取原始消息。例如，这是作为图像编码的 clojure.core ：

我写这个只是作为一个玩具，但我注意到它生成的图像具有一个有趣的特性：它们比原始文本消息要小。对于 clojure.core，文本大小为259kb，但作为图像（如上所示），大小仅为88.9kb（两个值都是“磁盘上的大小”）。为确保数据未丢失，我解码了图像，并得到了原始消息。

这怎么可能呢？我认为图像（png格式）会有头文件和其他额外信息，会导致大小膨胀。

整个 clojure.core 包含265486个字符（根据Notepad++），这意味着每个字符基本上占用一个字节。

从使用 BufferedImage 类（Java）的经验来看，颜色似乎存储为4字节整数，因此每个像素需要 ~4倍的内存？

以下是它的编码方式：

1. 弹出字符串的第一个字符

2. 通过获取其ASCII值，将其乘以一个大数（以更好地覆盖可能的颜色范围），然后将该数字转换为3位、256进制数字（[123 100 200]）将其转换成颜色。

3. 每个数字都被视为红、绿和蓝通道，并传递给 BufferedImage 的 setRGB 方法。

4. 位置指示器向前移动，弹出下一个字符，然后重复该过程，直到整个消息被编码。

目前算法有点复杂。@Thumbnail在Code Review中提出了一种更好的方法，但我还没有实现它。由于结果是相同的，这对问题不应造成影响。

- Carcigenicate

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尽管答案有些显而易见，但我仍然很喜欢阅读你的发现。像这样的东西总是很有趣。 - Luke Joshua Park

Answer 1

可移植网络图形（PNG）是一种光栅图形文件格式，支持无损数据压缩（来自https://en.wikipedia.org/wiki/Portable_Network_Graphics），即在存储为 .png 文件时对图像数据进行压缩。

- thebjorn

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噢，回想起来那很明显。谢谢。 - Carcigenicate

值得一提的是，PNG使用Zlib/Deflate压缩算法（而且直接在文本文件上使用Deflate可能会获得更好的结果）。 - Harald K

@haraldK 那也是我的期望。除了deflate外，png还进行了预处理，有助于“真实”图像的压缩（在这些图像中，一个像素在统计上看起来非常像其相邻的像素）。您可以通过选择彼此相近的颜色来利用它（从而获得更好的png压缩）。此外，可能可以通过将多个字符编码到一个像素中（Truecolor + alpha png图像每像素使用64位）来制作较小尺寸的图像-尽管这样做很可能不会压缩得很好。 - thebjorn