Was ist PNG? Verlustfreie Komprimierung und Transparenz

PNG (Portable Network Graphics) ist ein Bildformat, das Bilder ohne jeden Detailverlust speichert und volle Transparenz unterstützt. Es ist zum Standard für Screenshots, Logos, Icons und Grafiken in Benutzeroberflächen geworden. Dieser Artikel erklärt, warum PNG entwickelt wurde, wie seine Komprimierung funktioniert, warum es manchmal sehr große Dateien erzeugt, und gibt praktische Tipps zum Umwandeln von PNG-Bildern.

Wie PNG entstand: GIF und das LZW-Patent

Anfang der 1990er-Jahre waren die meisten Grafiken im Web GIFs, und GIF nutzte den Komprimierungsalgorithmus LZW, auf den Unisys ein Patent hielt. Laut Greg Roelofs’ Geschichte des Formats wurde die Lizenzvereinbarung zwischen CompuServe und Unisys am 28. Dezember 1994 still und leise bekannt gegeben, womit Lizenzgebühren für Software drohten, die GIF-Dateien schrieb. Nach der Reaktion im Usenet veröffentlichte Thomas Boutell am 4. Januar 1995 den ersten Entwurf eines patentfreien Formats, damals „PBF“ genannt. Der Name „PNG“ wurde am 6. Januar vorgeschlagen und in Entwurf 5 am 23. Januar 1995 übernommen. Mit Entwurf 9 wurde die Spezifikation am 7. März 1995 eingefroren.

Das W3C veröffentlichte PNG am 1. Oktober 1996 als Empfehlung, und laut Library of Congress erschien derselbe Text im Januar 1997 bei der IETF als RFC 2083. Eine zweite Ausgabe mit eingearbeiteten Errata folgte am 10. November 2003 und wurde zur internationalen Norm ISO/IEC 15948. Die am 24. Juni 2025 veröffentlichte dritte Ausgabe der W3C-Spezifikation brachte animiertes PNG (APNG), den Chunk cICP zur HDR-Signalisierung und den Chunk eXIf für EXIF-Daten in die offizielle Spezifikation.

So funktioniert die PNG-Komprimierung

PNG ist verlustfrei: Die Pixel, die Sie beim Öffnen der Datei erhalten, sind Bit für Bit die gespeicherten Pixel. Die Datei wird in zwei Stufen verkleinert.

1. Zeilenfilter

Vor der Komprimierung durchläuft jede Pixelzeile einen Filter. Statt des Pixelwerts selbst speichert der Filter die Differenz zu den Nachbarn, und in flachen oder weichen Bereichen liegen diese Differenzen nahe null, sodass sie sich viel besser komprimieren lassen. Die Spezifikation definiert fünf Filtertypen: None, Sub (das Pixel links), Up (das Pixel darüber), Average (der Mittelwert aus links und oben) und Paeth (eine Vorhersage aus dem linken, oberen und oberen linken Pixel). Ein Encoder kann für jede Zeile einen anderen Filter wählen.

2. DEFLATE

Die gefilterten Daten werden mit DEFLATE komprimiert, demselben Algorithmus wie in ZIP-Dateien, und im zlib-Format in IDAT-Chunks gespeichert. Es ist das einzige Komprimierungsverfahren, das die Spezifikation definiert, und es nutzt ein gleitendes Fenster von höchstens 32 KB. Verschiedene Programme erzeugen aus demselben Bild unterschiedlich große PNGs, weil sie mehr oder weniger Aufwand in die Filterwahl und die DEFLATE-Einstellungen stecken; das Bild selbst ist identisch.

Chunk-Aufbau

Eine PNG-Datei beginnt mit einer 8-Byte-Signatur, gefolgt von Chunks: IHDR für den Header, IDAT für die Bilddaten und IEND zum Abschluss der Datei. Optionale Chunks können ein Farbprofil (iCCP), Gamma (gAMA), Text (tEXt, iTXt) und einfache Transparenz (tRNS) enthalten.

Farbtypen, Bittiefe und Transparenz

PNG unterstützt Graustufen-, Paletten- (indizierte) und Echtfarbbilder. Laut Library of Congress reicht die Abtasttiefe von 1 bis 16 Bit; typische RGB-Bilder nutzen 8 Bit pro Kanal (24 Bit), bei Bedarf 16 Bit pro Kanal (48 Bit). Ein optionaler Alphakanal speichert für jedes Pixel einen eigenen Transparenzwert. Das ist weit flexibler als die einfache An/Aus-Transparenz von GIF: Schatten, weiche Kanten und halbtransparente Ebenen sehen richtig aus.

Das optionale Adam7-Interlacing lässt ein Bild beim Laden erst grob erscheinen und dann schärfer werden, macht die Datei aber meist größer.

Paletten-PNG und Farbreduktion

In einem Paletten-PNG (indiziert) speichert jedes Pixel statt der Farbe selbst einen Index in eine Palette mit bis zu 256 Einträgen. Logos, Icons und flächige Illustrationen mit wenigen Farben passen so in sehr kleine Dateien. Paletten-PNGs können Paletteneinträgen über den Chunk tRNS außerdem einzelne Transparenzwerte geben, sodass anders als bei GIF halbtransparente Palettenfarben möglich sind.

Reduziert man dagegen ein Foto oder einen Verlauf auf ein Paletten-PNG, entstehen Farbstreifen und Dithering-Muster. Die Farbreduktion ist daher ein Vorverarbeitungsschritt, den man je nach Bildart wählt; das PNG-Format selbst bleibt verlustfrei.

Wie verbreitet ist PNG?

Laut W3Techs-Daten vom Oktober 2026 kommt PNG auf 74,9 % der beobachteten Websites zum Einsatz und ist damit das meistgenutzte Bildformat auf Websites. Laut HTTP Archive Web Almanac 2024 sind 28,4 % der Bilder auf Mobilseiten PNG, nur JPEG (32,4 %) liegt davor. Derselbe Bericht beziffert das mittlere PNG auf 3,8 Bit pro Pixel, gegenüber 2,0 bei JPEG und 1,3 bei WebP. Die Verbreitung von PNG auf Websites stammt größtenteils von Logos und Icons, die Transparenz brauchen; große Fotos als PNG auszuliefern macht Seiten unnötig schwer.

Wann PNG und wann etwas anderes?

Googles WebP-Seite gibt an, dass verlustfreie WebP-Bilder 26 % kleiner sind als PNGs. Damit ist WebP eine gute Alternative für Grafiken, die im Browser angezeigt werden, auch wenn PNG weiterhin die breitere Kompatibilität hat und praktisch jedes Programm es öffnen kann.

Typische Probleme

Warum ist mein PNG so groß?

Der häufigste Grund ist ein als PNG gespeichertes Foto. Rauschen und feine Details in Fotos lassen sich verlustfrei schlecht komprimieren, sodass dasselbe Bild als JPG oder WebP um ein Vielfaches kleiner sein kann. Bei Screenshots wächst die Dateigröße direkt mit der Auflösung.

Die Umwandlung von JPG in PNG hat die Qualität nicht verbessert

PNG erhält die Pixel so, wie sie im Moment des Speicherns sind. Die Verluste und Blockartefakte der JPG-Komprimierung sind vor der Umwandlung bereits Teil des Bildes, und PNG bewahrt auch sie exakt.

Nach der Umwandlung in JPG ist die Transparenz verschwunden

JPG hat keinen Alphakanal. Bei der Umwandlung werden transparente Pixel mit einer Volltonfarbe gefüllt; wählen Sie keine, wird die Voreinstellung des Programms (meist Weiß oder Schwarz) verwendet.

Die Farben sehen anders aus

PNG kann ein Farbprofil und Gamma-Informationen enthalten. Programme, die diese unterschiedlich auswerten, zeigen eventuell leicht abweichende Farben. Für Bilder fürs Web ist sRGB der sicherste Weg.

Tipps zum Umwandeln von PNG

• Verkleinern Sie fotoähnliche PNGs. Bei der Umwandlung PNG in JPG liegt die Standardqualität bei 90; transparente Bereiche werden standardmäßig weiß gefüllt, und Sie können eine andere Hintergrundfarbe wählen.
• Um die Transparenz zu behalten, wandeln Sie PNG in WebP oder PNG in AVIF um; beide Formate speichern einen Alphakanal. Muss in WebP jedes Pixel exakt gleich bleiben, setzen Sie das Häkchen bei „Verlustfreies WebP“; die Datei kann dann größer werden.
• Ein PNG zu verkleinern und dabei PNG zu behalten hat wenig Spielraum: Solange das Bild gleich bleibt, kommt der Gewinn nur aus besseren Filtern und stärkerer Komprimierung. Unsere Bildkomprimierung wandelt unbewegte PNGs standardmäßig in WebP um; möchten Sie PNG behalten, versucht die zusätzliche PNG-Optimierung, die Datei zu verkleinern, ohne ein einziges Pixel zu ändern.
• Sie brauchen ein Icon? Der Konverter von PNG in ICO packt ein quadratisches Icon in 16, 32 und 48 Pixeln (und größeren Formaten, wenn das Bild groß genug ist) in eine Datei.
• Diese Umwandlungen laufen in Ihrem Browser, Ihre Dateien verlassen Ihr Gerät also nicht. EXIF- und Standortdaten werden nicht in die Ausgabe geschrieben.

Häufig gestellte Fragen

Ist PNG verlustbehaftet oder verlustfrei?

PNG ist verlustfrei. Egal wie oft Sie die Datei öffnen und speichern, die Pixel ändern sich nicht. Was manche Werkzeuge „verlustbehaftetes PNG“ nennen, ist eine Reduktion der Farbanzahl vor dem Speichern, um ein Paletten-PNG zu erzeugen; der Verlust entsteht in diesem Vorverarbeitungsschritt, nicht im Format.

Unterstützt PNG Animationen?

Das einfache PNG nicht. Die Erweiterung APNG ergänzt Animationen und wurde mit der dritten Ausgabe der W3C-Spezifikation Teil der Norm. Laut MDN zeigen alle aktuellen Browser APNG an, viele Bildbearbeitungsprogramme öffnen aber nur das erste Einzelbild.

Was bedeuten PNG-8 und PNG-24?

Diese Bezeichnungen stehen nicht in der Spezifikation, sondern sind Kurzformen aus Software. PNG-8 meint meist ein Paletten-PNG mit bis zu 256 Farben, PNG-24 ein Echtfarb-PNG mit 24 Bit pro Pixel und PNG-32 ein RGBA-PNG mit Alphakanal.

Sollte ich PNG oder WebP verwenden?

Wird das Bild auf einer Webseite angezeigt, ergibt WebP meist eine kleinere Datei und behält ebenfalls die Transparenz. Wollen Sie das Bild in anderen Programmen bearbeiten, jemandem schicken oder archivieren, bietet PNG die breitere Kompatibilität.

Eignet sich PNG für den Druck?

Von der Qualität her ja, weil es verlustfrei ist, PNG unterstützt aber das Farbmodell CMYK nicht. Professionelle Druckabläufe bevorzugen meist TIFF oder PDF.

Quellen

• W3C: Portable Network Graphics (PNG) Specification (Third Edition)
• W3C: Überblick und Geschichte von PNG
• Greg Roelofs: History of the Portable Network Graphics (PNG) Format
• Library of Congress: Formatbeschreibung PNG
• Google for Developers: An image format for the Web (WebP)
• MDN: Leitfaden zu Bilddateitypen und -formaten
• W3Techs: Usage statistics of image file formats for websites
• HTTP Archive Web Almanac 2024: Media