Portable Network Graphics

Portable Network Graphics
Dateiändig	`.png`
MIME-Type	`image/png, image/x-png`
Magischi Zahl	8950.4e47.0d0a.1a0a _hex \x89PNG\r\n\x1a\n (ASCII-C-Notation)
Entwicklet vo	PNG Development Group (dank W3C)
Art	verlustfreis Bitmap-Grafikformat
Erwiiteret zu	APNG, JNG und MNG
Standard(s):	ISO 15948, IETF RFC 2083
Website:	libpng.org/pub/png

Portable Network Graphics (mäistens abkürzt PNG /pɪŋ/) isch e Grafikformat. S isch als freyer Ersatz firs ältre proprietäre Format GIF entworfe worre un isch winiger komplex wie TIFF. Die Date werre verluschtfrey komprimiert abgschpeichert (im Gegesatz zuem verluschtbehaftete JPEG-Dateiformat).

Eigeschafte

S PNG-Format het kei Patentbschränkunge, wie s bi GIF bis 2004 durich Verwendung vum LZW-Algorithmus der Fall gsi isch un konn wege dem frey un koschtelos vun jedem glese un gschriibe werre. S isch e universells Format, wo vum World Wide Web Consortium onerkonnt wird, un wird vun moderne Web-Browser unterstitzt.

PNG het – mit Usnohm vun Animatione – alli Megligkeite, wu au s GIF kennt, d Kompression vun de Bilddateie isch im Allgmeine besser wie bi de GIF-Dateie. Des macht s zue eme seli zweckmässige Format.

PNG konn wie GIF Pixel us ere Farbpalett mit bis zue 256 Yträg verarbeite. Iber des nus isch d Schpeicherung vun Graustufebilder mit 1, 2, 4, 8 oder 16 Bit un Farbbilder (RGB) mit 8 odr 16 Bit pro Kanal (also 24 beziehungswis 48 Bit pro Pixel) meglig.

In PNG-Dateie konn s Transparenzinformatione din ha, entweder in Form vun eme Alphakanal oder fir jedi Farb us de Farbpalett. E Alphakanal isch d zuesätzlig Information, wu fir jedes Pixel ongebe wird, wievil vum Hintergrund durichschiine soll. PNG unterstitzt Alphakanäl vun 8 oder 16 Bit, was 256 beziehungswiis 65536 Abschtufunge vun de Transparenzstärki entspricht. Bi GIF isch nur meglig, e einzigi Farb us de Paletteyträg als vollschtändig transparent z deklariere. S PNG-Format erloubt somit, uuabhängig vum Hintergrund d Kante vum Text un Bilder z glätte. Man konn echti Schlagschatte verwende, wu im Hintergrund usblende oder Bilder erzeje, wu beliebig gformt sin - wenn s Programm zur Onzeig vun de Bilder PNG-fähig isch.

Trotz dass die Kompressionsmethode bi PNG in de Regel ditlig kleineri Dateie erzeygt wie bim GIF, schpeicher viil Programm (z. B. au GIMP) PNG-Dateie nit optimal ab, was zue unnetig grosse Dateie fiehrt. Verschideni Programm mache e verluschtfreyi Neukomprimierung meglig un vilmol wesentlig kleineri Dateie (lueg unte).

PNG het de MIME-Typ image/png und isch sit 2003 dr ISO-Standard ISO/IEC 15948:2003.

Technisch Details

Vorfilter

Zum d Kompression vun de Bilddate z verbessre, unterschtitzt s PNG-Format verschiideni Vorfilter, wu uf d Bilddate ogwendet werre, voreb di eigetlig Komprimierung schtattfindet.

In viile Bilder unterscheide sich benochberti Pixel nur winig vunenonder. Des bedittet, dass d Differenzwert vun denne Pixel vum Betrag her recht klei sin. Werre jetzert schtatt de originale Pixeldate d Differenzwert zue de vorongongene Pixel verarbeitet, trette vilmol Folge vun gliiche Wert uff; grossi Änderunge kumme nur relativ selte vor (z. B. on Objektkante). Des beginschtigt d Komprimierbarkeit vun de Date durich di onschliessend Komprimierung un isch einer vun de Grind fir di gering Gress vun PNG-Dateie.

PNG definiert in de derzytige Version fimf verschiideni Filtertype:

Nummere	Nome	Bschribung
0	None	Kei Vorfilterung. S wird uff de originale Pixeldate gschafft
1	Sub	S werre d Differenze zum jewiils links benochberte Pixel verarbeitet
2	Up	S werre d Differenze zum jewiils driber liigende Pixel verarbeitet
3	Average	S wird d Differenz zum Mittelwert us em driber liigende un em links benochberte Pixel bildet
4	Paeth	S wird us m links benochberte, em driber liigende un em schräg links-obe benochberte Pixel e so gnennter Paeth-Predictor-Wert berechnet, wu de Pixel fir d Differenzbildung bstimmt

Di verschiidene Filter werre uabhängig vunenonder uff jedi Bildzeil ogwendet; vilmol wählt s Onwendungsprogramm automatisch e Filterkombination us. In vile Fäll bietet de Paeth-Predictor di beschte Ergebniss. De 4. Filtertyp isch noch sinem Erfinder Alan W. Paeth bnonnt worre.

Umkehrt werre noch de Dekomprimierung vun de Daten umkehrti Versione vun de Filter ogwendet, zum di eigentlige Bilddate widerherzschtelle.

Komprimierung

Noch em Vorfiltre (lueg Filtertype) werre d Date mit em verluschtlose Deflate-Algorithmus komprimiert. Des Verfahre isch firs ZIP-Archivformat entwickelt worre un findet au im gz-Format vum Archivprogramm gzip un im Bildformat TIFF Verwendung. Bislang isch Deflate di einzig unterschtitzt Method. S isch aber absichtlich Ruum fir Erwiterunge glu worre, zum in zuekimftige PNG-Versione au ondri, effizienteri oder schnelleri Algorithme z unterschtitze. Zum Abwärtskompatibilität zue exischtierende PNG-fähige Programm z gwährleischte, isch derzyt e Ufnohm vun ondri Verfahre in de Schtandard nit plont.

Verwandti Formate

MNG (Multiple-image Network Graphics) schpeichert Animatione.
JNG (JPEG Network Graphics), e Unterformat vun MNG, unterschtitzt de verluschtbehaftete Teil vun JPEG als Kompressionsvofahre.

Vorteil vum PNG

lizenzkoschtefrey.
komprimiert verluschtfrey, un dodebi meischt kompakter als verglichbari Formate
unterschtitzt wie s JPEG-Format Echtfarbe.
unterschtitzt "echti" Transparenz (Alpha-Transparenz).
unterschtitzt Farbkorrekturmechanisme, wu sicherschtelle, dass e Bild uff verschiidene Syschtem fascht glich ussiht.
unterleit eme feschte Standard un isch erwiterbar, so dass theoretisch jedes Programm bschtimmti Mindeschtonforderunge erfille muess. Usserdem macht PNG sowohl Ufwärts- wie au Abwärtskompatibilität meglig, was Inkompatibilitäte zwische verschiidene Versione reduziere soll.
macht usserdem s Abschpeichre vun zuesätzliche Informatione in de Grafikdatei meglig, zum Bispiil Autore- un Urheberhinwiis.
S isch (durich integrierte Priefsumme) meglig, Fehler in de Datei friehzytig z erkenne.
S isch streamable, zuer Interpretation vum Dateiinhalt isch also kei wahlfreyer Zuegriff wie bi vile TIFF-Dateie notwendig.
verfiegt iber e optionals 7-Pass-Interlacing noch em Adam M. Costello ("Adam7"), also de allmählig Bildufbou bi de Ibertragung iber longsomi Dateleitunge wie z. B. im Internet. Dodebii trete winiger Bildverzerrunge uff wie bim GIF. Schu bi gonz gringer Ibertragung isch scho e relativ bruchbari Darschtellung meglig.

Nochteil

S bietet kei Megligkeit zur Animation wie s GIF-Format. Dodezue ischs MNG-Format gschaffe worre, wu aber bislong kei nennenswerti Verbreitung gfunde het.
E paar Browser unterschtitze PNG nur teilwiis beziehungswiis zeige bsunders PNG-Dateie mit Alphakanalinformation fehlerhaft o. Au de Internet Explorer fir Windows unterstitzt de volle Alphakanal erscht sit de Version 7. Wie bi GIF sin aber au dert Jo-Nei-Transparenze meglig, so dass im Vergleich zue GIF in derre Hinsicht bisher kei echter Nochteil entschtonde isch.
macht s eifache Lade vun Bildteil nit meglig. Wer nur e Usschnitt vum Bild lade mecht, muess alli Bildzeile devor mitlade. Im Fall vun PNG-Dateie, wu nit sequentiell, sundern interlaced gspeichert worre sin, muess sogar no meh glade werre.
D Kompressionsrate vun verluschtbehaftete Algorithme, wie s unter ondrem bi JPEG verwendet werre, erreicht de verluschtfrey Algorithmus vun PNG bi bschtimmte Bildarte wie Fotos nit. Au im Vergleich zue Algorithme, wu uf bschtimmte Klasse vun Bilddate schpezialisiert sin, z. b. nur fir gscannti Dokument, konn PNG meischt nit mithalte.
D Kompression brucht vergliichwiis meh Rechezyt wie di ältre Verfahre wie z. B. Louflängekodierung oder LZW.
unterschtitzt zwar iibetteti Metainformatione, wu aber weder im EXIF- noch em IPTC-Standard entschpreche.

Literatur

Greg Roelofs: PNG: The Definitive Guide. O'Reilly & Associates, Inc., 1999. ISBN 1-56592-542-4. Online-Version
Jörg Stroisch, Thorsten Olscha: Webgrafik-Optimierung Markt + Technik, Mchn., 2003 2. Aufl. ISBN 3-8272-6530-4

Weblink

PNG-Webpräsenz mit vil Informatione un em Standard (Änglisch)
Offizieller W3C-Standard, entspricht ISO/IEC 15948:2003 (Änglisch)
Vorteil vum PNG-Format (Änglisch)
PNG – d Vorurteil un d Fakte (Dütsch)
S Grafikdateiformat PNG (Dütsch)
Grafikformat firs Web: Unterschid JPEG, GIF, PNG
CSS-basierter Workaround fir Alpha-Transparenz im Internet Explorer (Änglisch)
JavaScript-basierter Workaround für Alpha-Transparenz im Internet Explorer (Änglisch)
E Serie vun Teschts fir PNG-unterstitzendi Browser (Änglisch)

Software fir d Neykomprimierung

Lueg au