ما هو PNG؟ الضغط بلا فقد ودعم الشفافية

PNG (Portable Network Graphics) صيغة صور تحفظ الصور دون فقدان أي تفصيل وتدعم الشفافية الكاملة. وقد أصبحت المعيار للقطات الشاشة والشعارات والأيقونات ورسوم الواجهات. يتناول هذا المقال سبب ابتكار PNG، وكيف يعمل ضغطها، ولماذا تنتج أحيانا ملفات كبيرة جدا، ونصائح عملية لتحويل صور PNG.

كيف وُلدت PNG: صيغة GIF وبراءة اختراع LZW

في أوائل التسعينيات كانت معظم الرسوم على الويب بصيغة GIF، وكانت GIF تستخدم خوارزمية الضغط LZW المحمية ببراءة اختراع تملكها Unisys. وبحسب تأريخ غريغ رولوفس للصيغة، أُعلن بهدوء عن اتفاقية الترخيص بين CompuServe وUnisys في 28 ديسمبر 1994، مما لوّح بفرض رسوم ترخيص على البرامج التي تكتب ملفات GIF. وبعد ردود الفعل على Usenet نشر توماس بوتيل في 4 يناير 1995 المسودة الأولى لصيغة خالية من براءات الاختراع كانت تسمى آنذاك "PBF". واقتُرح اسم "PNG" في 6 يناير واعتُمد في المسودة الخامسة في 23 يناير 1995، ثم جُمّدت المواصفة بالمسودة التاسعة في 7 مارس 1995.

نشرت W3C صيغة PNG بوصفها توصية في 1 أكتوبر 1996، ووفق مكتبة الكونغرس نشرت IETF النص نفسه باسم RFC 2083 في يناير 1997. وتلتها طبعة ثانية تضمنت التصحيحات في 10 نوفمبر 2003 وأصبحت المعيار الدولي ISO/IEC 15948. أما الطبعة الثالثة من PNG لدى W3C، المنشورة في 24 يونيو 2025، فأدخلت إلى المواصفة الرسمية صيغة PNG المتحركة (APNG) وكتلة cICP للإشارة إلى HDR وكتلة eXIf لبيانات EXIF.

كيف يعمل ضغط PNG؟

PNG صيغة بلا فقد: البكسلات التي تحصل عليها عند فتح الملف هي، بتًّا بتًّا، البكسلات التي حُفظت. ويُصغَّر الملف على مرحلتين.

1. مرشحات الصفوف

قبل الضغط يمر كل صف من البكسلات عبر مرشح. فبدلا من قيمة البكسل نفسها يخزّن المرشح الفرق بينها وبين جيرانها، وفي المساحات المستوية أو السلسة تقترب هذه الفروق من الصفر فتنضغط بشكل أفضل بكثير. وتعرّف المواصفة خمسة أنواع من المرشحات: None، وSub (البكسل الأيسر)، وUp (البكسل العلوي)، وAverage (متوسط الأيسر والعلوي)، وPaeth (توقّع من البكسلات اليسرى والعلوية والعلوية اليسرى). ويمكن للمرمّز اختيار مرشح مختلف لكل صف.

2. خوارزمية DEFLATE

تُضغط البيانات المرشَّحة بخوارزمية DEFLATE، وهي نفسها المستخدمة في ملفات ZIP، وتُخزَّن بصيغة zlib داخل كتل IDAT. وهي طريقة الضغط الوحيدة التي تعرّفها المواصفة، وتستخدم نافذة منزلقة لا تتجاوز 32 كيلوبايت. وتنتج البرامج المختلفة ملفات PNG بأحجام مختلفة من الصورة نفسها لأنها تبذل جهدا أكبر أو أقل في اختيار المرشحات وإعدادات DEFLATE، أما الصورة نفسها فمتطابقة.

بنية الكتل

يبدأ ملف PNG بتوقيع من 8 بايت تليه الكتل (chunks): IHDR للترويسة، وIDAT لبيانات الصورة، وIEND لإغلاق الملف. ويمكن للكتل الاختيارية أن تحمل ملف تعريف الألوان (iCCP) وقيمة غاما (gAMA) والنصوص (tEXt وiTXt) والشفافية البسيطة (tRNS).

أنواع الألوان وعمق البت والشفافية

تدعم PNG الصور الرمادية والصور ذات اللوحة اللونية (المفهرسة) والصور بالألوان الحقيقية. ووفق مكتبة الكونغرس يتراوح عمق العينة من 1 إلى 16 بت، وتستخدم صور RGB المعتادة 8 بت لكل قناة (24 بت)، و16 بت لكل قناة (48 بت) عند الحاجة. وتخزّن قناة ألفا الاختيارية قيمة شفافية مستقلة لكل بكسل. وهذا أكثر مرونة بكثير من شفافية GIF البسيطة (تشغيل أو إيقاف): فتظهر الظلال والحواف الناعمة والطبقات شبه الشفافة على نحو صحيح.

ويتيح التشابك Adam7 الاختياري ظهور الصورة خشنة أولا ثم ازدياد حدتها أثناء التحميل، لكنه يجعل الملف أكبر في العادة.

PNG ذات اللوحة اللونية وتقليل الألوان

في PNG ذات اللوحة اللونية (المفهرسة) يخزّن كل بكسل فهرسا يشير إلى لوحة تضم حتى 256 لونا بدلا من اللون نفسه. وبهذه الطريقة تُحفظ الشعارات والأيقونات والرسوم المسطحة قليلة الألوان في ملفات صغيرة جدا. ويمكن لصور PNG المفهرسة أيضا منح كل لون في اللوحة قيمة شفافية خاصة عبر كتلة tRNS، فتصبح الألوان شبه الشفافة ممكنة على عكس GIF.

غير أن تحويل صورة فوتوغرافية أو تدرج لوني إلى PNG مفهرسة يسبب تشرّط الألوان وأنماط التنقيط (dithering). لذا فإن تقليل الألوان خطوة معالجة مسبقة تُختار بحسب نوع الصورة، أما صيغة PNG نفسها فتبقى بلا فقد.

ما مدى انتشار PNG؟

تُظهر بيانات W3Techs لشهر أكتوبر 2026 أن PNG مستخدمة في 74.9% من المواقع التي ترصدها، مما يجعلها أكثر صيغ الصور استخداما في المواقع. ووفق Web Almanac 2024 الصادر عن HTTP Archive فإن 28.4% من الصور في صفحات الهاتف المحمول بصيغة PNG، لتأتي بعد JPEG مباشرة (32.4%). ويقدّر التقرير نفسه وسيط PNG بـ 3.8 بت لكل بكسل، مقابل 2.0 لـ JPEG و1.3 لـ WebP. ويعود انتشار PNG في المواقع أساسا إلى الشعارات والأيقونات التي تحتاج إلى الشفافية، أما تقديم الصور الفوتوغرافية الكبيرة بصيغة PNG فيثقل الصفحات بلا داعٍ.

متى تستخدم PNG ومتى تختار غيرها؟

تذكر صفحة WebP لدى Google أن صور WebP بلا فقد أصغر بنسبة 26% من صور PNG. وهذا يجعل WebP بديلا جيدا للرسوم المعروضة في المتصفح، وإن ظلت PNG أوسع توافقا ويستطيع كل برنامج تقريبا فتحها.

المشكلات الشائعة

لماذا ملف PNG لديّ كبير إلى هذا الحد؟

السبب الأكثر شيوعا صورة فوتوغرافية محفوظة بصيغة PNG. فالتشويش والتفاصيل الدقيقة في الصور الفوتوغرافية لا تنضغط جيدا دون فقد، وقد تصغر الصورة نفسها عدة مرات بصيغة JPG أو WebP. أما في لقطات الشاشة فيكبر حجم الملف مباشرة مع الدقة.

تحويل JPG إلى PNG لم يحسّن الجودة

تحفظ PNG البكسلات كما هي لحظة الحفظ. وخسائر ضغط JPG وتشوهات الكتل جزء من الصورة أصلا قبل التحويل، وتحتفظ بها PNG بدقة أيضا.

اختفت الشفافية بعد التحويل إلى JPG

لا تملك JPG قناة ألفا. وأثناء التحويل تُملأ البكسلات الشفافة بلون مصمت، وإن لم تختر لونا يُستخدم اللون الافتراضي للبرنامج (الأبيض أو الأسود عادة).

الألوان تبدو مختلفة

يمكن لملف PNG أن يحمل ملف تعريف ألوان ومعلومات غاما، والبرامج التي تفسّرها بشكل مختلف قد تعرض ألوانا مختلفة قليلا. واستخدام sRGB للصور المخصصة للويب هو النهج الأضمن.

نصائح لتحويل PNG

• صغّر صور PNG الشبيهة بالفوتوغرافية. عند تحويل PNG إلى JPG تكون الجودة الافتراضية 90، وتُملأ المناطق الشفافة بالأبيض افتراضيا، ويمكنك اختيار لون خلفية آخر.
• للحفاظ على الشفافية حوّل PNG إلى WebP أو PNG إلى AVIF، فكلتا الصيغتين تخزّن قناة ألفا. وإذا كان يجب أن يبقى كل بكسل كما هو تماما في WebP ففعّل خيار "WebP بلا فقد"، وقد يكبر الملف.
• تصغير PNG مع إبقائها PNG مجاله محدود: فما دامت الصورة نفسها لا تتغير يأتي المكسب فقط من تجربة مرشحات وضغط أفضل. وتحوّل أداة ضغط الصور لدينا صور PNG الثابتة إلى WebP افتراضيا، وإن أردت الإبقاء على PNG فإن خيار تحسين PNG الإضافي يحاول تصغير الملف دون تغيير بكسل واحد.
• تحتاج إلى أيقونة؟ يجمع محوّل PNG إلى ICO أيقونة مربعة بأحجام 16 و32 و48 بكسل (وأحجام أكبر إن كانت الصورة كبيرة بما يكفي) في ملف واحد.
• تعمل هذه التحويلات في متصفحك، فلا تغادر ملفاتك جهازك أبدا. ولا تُكتب بيانات EXIF أو الموقع في الملف الناتج.

الأسئلة الشائعة

هل PNG صيغة مع فقد أم بلا فقد؟

PNG صيغة بلا فقد. مهما فتحت الملف وحفظته من مرات لا تتغير البكسلات. وما تسميه بعض الأدوات "PNG مع فقد" هو تقليل عدد الألوان قبل الحفظ لإنتاج PNG مفهرسة، فالفقد يحدث في خطوة المعالجة المسبقة تلك لا في الصيغة.

هل تدعم PNG الحركة؟

PNG الأساسية لا تدعمها. ويضيف امتداد APNG الحركة، وقد أصبح جزءا من المواصفة مع الطبعة الثالثة من PNG لدى W3C. ووفق MDN تعرض كل المتصفحات الحالية صيغة APNG، لكن كثيرا من برامج تحرير الصور تفتح إطارها الأول فقط.

ماذا تعني PNG-8 وPNG-24؟

هذه الأسماء ليست في المواصفة، بل اختصارات تستخدمها البرامج. فـ PNG-8 تعني عادة PNG مفهرسة تضم حتى 256 لونا، وPNG-24 تعني PNG بألوان حقيقية بعمق 24 بت لكل بكسل، وPNG-32 تعني PNG بنظام RGBA مع قناة ألفا.

هل أستخدم PNG أم WebP؟

إذا كانت الصورة ستُعرض في صفحة ويب فإن WebP يعطي عادة ملفا أصغر ويحافظ على الشفافية أيضا. أما إذا كنت ستحرر الصورة في برامج أخرى أو ترسلها إلى أحد أو تؤرشفها فإن PNG يوفر توافقا أوسع.

هل تصلح PNG للطباعة؟

من حيث الجودة نعم، لأنها بلا فقد، لكن PNG لا تدعم نموذج الألوان CMYK. وتفضّل مسارات الطباعة الاحترافية عادة TIFF أو PDF.

المصادر

• W3C: Portable Network Graphics (PNG) Specification (Third Edition)
• W3C: PNG overview and history
• Greg Roelofs: History of the Portable Network Graphics (PNG) Format
• Library of Congress: PNG format description
• Google for Developers: An image format for the Web (WebP)
• MDN: Image file type and format guide
• W3Techs: Usage statistics of image file formats for websites
• HTTP Archive Web Almanac 2024: Media