PNG wurde entwickelt, um das ältere GIF-Format zu ersetzen, und bietet verlustfreie Komprimierung und eine breitere Palette von Funktionen. Das PNG-Format hat sich dadurch schnell zu einem beliebten Standard entwickelt.
Im Gegensatz zu JPEG verliert das PNG-Format nicht an Qualität, was es zur idealen Wahl für Grafiken macht, die scharfe Kanten, Transparenz und eine genaue Farbwiedergabe erfordern. Daher ist PNG besonders für Logos und Icons geeignet.
Der Name Portable Network Graphics ist auch ein rekursives Akronym für „PNG’s Not GIF“, was seinen ursprünglichen Zweck als Alternative zum GIF-Format unterstreicht. Das PNG-Format wurde offiziell vom W3C (World Wide Web Consortium) empfohlen und ist heute eines der wichtigsten Grafikformate im Internet.
Wie wurde das PNG-Format entwickelt?
Das PNG-Format wurde 1995 als Reaktion auf die Kontroverse um das Patent für den LZW-Komprimierungsalgorithmus, der im GIF-Format verwendet wird, entwickelt. CompuServe, der Erfinder des GIF-Formats, nutzte unwissentlich die patentierte Technologie, was zu finanziellen Forderungen von Unisys (dem Patentinhaber) gegen Unternehmen führte, die das Format verwendeten.
Thomas Boutell und eine Gruppe von Programmierern aus der comp.graphics Diskussionsgruppe entwickelten das PNG-Format als patentfreie Alternative zu GIF. Die erste offizielle Spezifikation des Formats (Version 1.0) wurde im Oktober 1996 veröffentlicht. Im Jahr 1998 wurde das PNG-Format ein offizieller W3C-Standard und im Jahr 2003 ein ISO/IEC-Standard (ISO/IEC 15948:2003).
Interessanterweise tauchte, als die geplante Einführung von Gebühren für die Nutzung des GIF-Formats angekündigt wurde, ein humorvolles Meme „GIF – jetzt für $0,01 pro Pixel“ im Internet auf, das die Entwicklung eines alternativen, kostenlosen Formats vorantrieb. Heute ist PNG ein völlig kostenloser und offener Standard, was wesentlich zu seiner weiten Verbreitung beigetragen hat.
Was sind die Merkmale des PNG-Formats?
Verlustfreie Komprimierung
Das wichtigste Merkmal des PNG-Formats ist seine verlustfreie Komprimierung mit dem Deflate-Algorithmus (derselbe, der auch im ZIP-Format verwendet wird). Dadurch wird sichergestellt, dass jedes Pixel des Originalbildes bei der Dekomprimierung genau wiedergegeben wird, ohne Qualitätsverluste oder Artefakte, die für verlustbehaftete Formate typisch sind.
Der Prozess der PNG-Komprimierung besteht aus zwei Schritten. Zunächst werden die Bilddaten mit einem von fünf Filtern (None, Sub, Up, Average, Paeth) gefiltert, um sie besser komprimieren zu können. Dann wird der eigentliche Deflate-Komprimierungsalgorithmus angewendet, der auf dem LZ77-Verfahren und der Huffman-Kodierung basiert. Dieses Verfahren macht PNG zu einem effizienten Format.
Farbtiefe und Transparenz im PNG-Format
Das PNG-Format unterstützt verschiedene Farbmodi und Transparenzgrade:
- Graustufenmodus (Grautöne) – 1, 2, 4, 8 oder 16 Bits pro Pixel
- RGB (True Color)-Modus – 8 oder 16 Bits pro Kanal (24 oder 48 Bits pro Pixel)
- Indizierter Farbmodus (Palette) – bis zu 8 Bits (256 Farben)
- Alphakanal – 8 oder 16 Bits für Transparenz
- RGBA-Modus – RGB mit Alphakanal (32 oder 64 Bits pro Pixel)
Der Hauptvorteil von PNG gegenüber dem GIF-Format ist die Unterstützung der vollen 8-Bit-Transparenz (Alphakanal mit 256 Stufen), die fließende Übergänge zwischen Objekt und Hintergrund ermöglicht. GIF hingegen bietet nur binäre Transparenz (ein Pixel ist entweder völlig transparent oder völlig undurchsichtig).
PNG unterstützt außerdem eine Farbtiefe von 16 Bit pro Kanal, also insgesamt 48 Bit für RGB, wodurch mehr als 281 Billionen Farben dargestellt werden können. In der Praxis unterstützen die meisten Webbrowser und Anwendungen jedoch hauptsächlich eine Farbtiefe von 8 Bit (24 Bit für RGB), was „nur“ 16,7 Millionen Farben ergibt.
FAQ
-
Was bedeutet PNG?
PNG steht für Portable Network Graphics. Es ist ein verlustfreies Grafikformat, das für hochwertige Bilder im Internet entwickelt wurde und transparente Hintergründe unterstützt.
-
Was ist der Unterschied zwischen PNG und JPG?
PNG eignet sich für Grafiken mit Transparenz und scharfen Kanten, während JPG besser für Fotos mit vielen Farbabstufungen geeignet ist. PNG bietet höhere Bildqualität, benötigt aber mehr Speicherplatz.
-
Ist PNG eine Vektordatei?
Nein, PNG ist kein Vektorformat, sondern ein Rastergrafikformat. Es speichert Bilder als Pixel und kann keine unbegrenzte Skalierung ohne Qualitätsverlust bieten.
-
Mit welchem Programm kann ich eine PNG-Datei öffnen?
PNG-Dateien können mit verschiedenen Programmen geöffnet werden, darunter Standardbildbetrachter wie Windows Foto, Mac Preview, Adobe Photoshop, GIMP und viele Webbrowser.
Wo wird das PNG-Format verwendet?
Web-Grafiken
PNG ist ideal für die Benutzeroberflächengrafiken von Websites und Anwendungen: Schaltflächen, Symbole, Logos, Banner und andere Elemente, die klar und deutlich aussehen müssen. Da das Format Transparenz unterstützt, eignet es sich hervorragend für Elemente, die sich nahtlos in verschiedene Hintergründe einfügen sollen.
Das Format ist auch ideal für Screenshots, vor allem für solche, die Text enthalten, da die Kanten scharf und die Buchstaben lesbar bleiben, im Gegensatz zu JPEG, das Artefakte um den Text herum erzeugen kann. Daher wird das PNG-Format häufig für Bildschirmaufnahmen verwendet.
Auf Websites werden häufig PNG-Dateien verwendet, um Produkte auf einem transparenten Hintergrund zu präsentieren. So kann das Produkt leicht in verschiedene visuelle Kontexte integriert werden, ohne dass eine grafische Nachbearbeitung erforderlich ist.
Grafikdesign und DTP
PNG wird oft als Zwischenformat bei der Arbeit an Projekten verwendet. Die verlustfreie Komprimierung sorgt dafür, dass die Qualität beim wiederholten Speichern und Öffnen der Datei erhalten bleibt, was für den Designprozess wichtig ist.
PNG im Vergleich zu anderen Formaten
Das PNG-Format hat im Vergleich zu anderen gängigen Grafikformaten seine Stärken und Schwächen. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Unterschiede zwischen PNG und konkurrierenden Formaten:
| Merkmal | PNG | JPEG | GIF | WebP | SVG |
| Komprimierungsart | Lossless | Lossy | Lossy/Lossless | Lossy/Lossless | Keine (Vektor) |
| Transparenz | Voll (Alphakanal) | Nein | Binär | Voll (Alphakanal) | Voll |
| Anzahl der Farben | 16,7 Millionen (8-Bit) / 281 Billionen (16-Bit) | 16,7 Millionen | 256 | 16,7 Millionen | Unbegrenzt |
| Animationen | Nein (APNG ja) | Nein | Ja | Ja | Nein |
| Dateigröße für Fotos | Groß | Klein | Sehr groß | Sehr klein | Nicht geeignet |
| Dateigröße für scharfkantige Grafiken | Klein | Mittel | Klein (für begrenzte Palette) | Sehr klein | Sehr klein |
| Browserunterstützung | Voll | Voll | Voll | Gut (94%+) | Gut |
| Optimale Nutzung | Grafiken mit Transparenz, Logos, Icons | Fotos, tonale Bilder | Einfache Animationen, Grafiken mit geringer Anzahl von Farben | Moderne Alternative zu PNG und JPEG | Vektorgrafiken, skalierbare Icons |
Das PNG-Format eignet sich gut für Grafiken, die Transparenz und scharfe Qualität erfordern, verliert aber bei Fotos in Bezug auf die Dateigröße gegenüber JPEG.
WebP ist ein relativ neues, von Google entwickeltes Format, das sowohl eine verlustfreie als auch eine verlustbehaftete Komprimierung bietet und oft eine geringere Dateigröße als PNG oder JPEG hat, aber von älteren Browsern nur begrenzt unterstützt wird.
Im Gegensatz zu SVG, das ein Vektorformat ist und sich ideal zum Skalieren von Grafiken eignet, ist PNG ein Rasterformat, was bedeutet, dass die Bildqualität bei starker Vergrößerung leiden kann. Andererseits wird PNG von älterer Software besser unterstützt und bietet eine größere Kompatibilität als neuere Formate.
Wie optimierst du das PNG-Format?
Die Optimierung von PNG-Dateien ist von entscheidender Bedeutung, vor allem für Webanwendungen, bei denen sich die Ladegeschwindigkeit der Seite direkt auf das Nutzererlebnis und die Suchmaschinenoptimierung auswirkt. Es gibt mehrere effektive Strategien, um die Größe von PNG-Dateien zu reduzieren, ohne die Qualität zu beeinträchtigen:
