Co to jest PNG? Kompresja bezstratna i przezroczystość

PNG (Portable Network Graphics) to format obrazów, który zapisuje grafikę bez utraty jakichkolwiek szczegółów i obsługuje pełną przezroczystość. Stał się standardem dla zrzutów ekranu, logo, ikon i grafik interfejsu. W tym artykule opisujemy, dlaczego powstał PNG, jak działa jego kompresja, dlaczego czasem daje bardzo duże pliki, oraz podajemy praktyczne wskazówki dotyczące konwersji obrazów PNG.

Jak narodził się PNG: GIF i patent LZW

Na początku lat 90. większość grafik w sieci była w formacie GIF, a GIF używał algorytmu kompresji LZW, opatentowanego przez Unisys. Według historii formatu spisanej przez Grega Roelofsa umowa licencyjna między CompuServe a Unisys została po cichu ogłoszona 28 grudnia 1994 roku, co oznaczało widmo opłat licencyjnych dla programów zapisujących pliki GIF. Po reakcji na Usenecie Thomas Boutell opublikował 4 stycznia 1995 roku pierwszy szkic wolnego od patentów formatu, nazwanego wtedy „PBF”. Nazwę „PNG” zaproponowano 6 stycznia i przyjęto w Szkicu 5 z 23 stycznia 1995 roku. Specyfikację zamrożono w Szkicu 9 z 7 marca 1995 roku.

W3C opublikowało PNG jako Rekomendację 1 października 1996 roku, a według Library of Congress ten sam tekst IETF opublikowała jako RFC 2083 w styczniu 1997 roku. Drugie wydanie z uwzględnionymi erratami ukazało się 10 listopada 2003 roku i stało się międzynarodową normą ISO/IEC 15948. Trzecie wydanie PNG w W3C, opublikowane 24 czerwca 2025 roku, włączyło do oficjalnej specyfikacji animowany PNG (APNG), fragment cICP do sygnalizowania HDR i fragment eXIf na dane EXIF.

Jak działa kompresja PNG

PNG jest bezstratny: piksele, które dostajesz po otwarciu pliku, są bit w bit tymi samymi pikselami, które zostały zapisane. Plik jest zmniejszany w dwóch etapach.

1. Filtry wierszy

Przed kompresją każdy wiersz pikseli przechodzi przez filtr. Zamiast samej wartości piksela filtr zapisuje różnicę względem sąsiadów, a w jednolitych lub łagodnych obszarach te różnice są bliskie zeru, więc kompresują się znacznie lepiej. Specyfikacja definiuje pięć typów filtrów: None, Sub (piksel po lewej), Up (piksel powyżej), Average (średnia z lewego i górnego) oraz Paeth (przewidywanie na podstawie pikseli z lewej, z góry i z lewej u góry). Koder może wybrać inny filtr dla każdego wiersza.

2. DEFLATE

Przefiltrowane dane są kompresowane algorytmem DEFLATE, tym samym, którego używają pliki ZIP, i zapisywane w formacie zlib we fragmentach IDAT. To jedyna metoda kompresji zdefiniowana w specyfikacji; używa przesuwnego okna o rozmiarze najwyżej 32 KB. Różne programy tworzą z tego samego obrazu pliki PNG o różnej wielkości, bo poświęcają więcej lub mniej wysiłku na dobór filtrów i ustawień DEFLATE; sam obraz jest identyczny.

Struktura fragmentów

Plik PNG zaczyna się od 8-bajtowej sygnatury, po której następują fragmenty (chunks): IHDR z nagłówkiem, IDAT z danymi obrazu i IEND zamykający plik. Opcjonalne fragmenty mogą zawierać profil kolorów (iCCP), gammę (gAMA), tekst (tEXt, iTXt) i prostą przezroczystość (tRNS).

Typy kolorów, głębia bitowa i przezroczystość

PNG obsługuje obrazy w skali szarości, z paletą (indeksowane) i w pełnym kolorze. Według Library of Congress głębia próbki wynosi od 1 do 16 bitów; typowe obrazy RGB używają 8 bitów na kanał (24 bity), a w razie potrzeby 16 bitów na kanał (48 bitów). Opcjonalny kanał alfa przechowuje osobną wartość przezroczystości dla każdego piksela. To znacznie elastyczniejsze niż prosta przezroczystość GIF typu „włączona/wyłączona”: cienie, miękkie krawędzie i półprzezroczyste warstwy wyglądają poprawnie.

Opcjonalny przeplot Adam7 pozwala obrazowi pojawić się najpierw w zgrubnej postaci, a potem wyostrzać się podczas wczytywania, ale zwykle powiększa plik.

PNG z paletą i redukcja kolorów

W PNG z paletą (indeksowanym) każdy piksel przechowuje zamiast samego koloru indeks w palecie liczącej do 256 pozycji. Logo, ikony i płaskie ilustracje z niewielką liczbą kolorów mieszczą się w ten sposób w bardzo małych plikach. PNG z paletą może też za pomocą fragmentu tRNS nadać pozycjom palety indywidualne wartości przezroczystości, więc w przeciwieństwie do GIF możliwe są półprzezroczyste kolory palety.

Zredukowanie zdjęcia lub gradientu do PNG z paletą powoduje jednak pasmowanie kolorów i wzory ditheringu. Redukcja kolorów to więc etap wstępnego przetwarzania, który należy dobrać do rodzaju obrazu; sam format PNG pozostaje bezstratny.

Jak popularny jest PNG?

Dane W3Techs z października 2026 roku pokazują PNG na 74,9% monitorowanych stron, co czyni go najczęściej używanym formatem obrazów na stronach internetowych. Według HTTP Archive Web Almanac 2024 28,4% obrazów na stronach mobilnych to PNG, co daje mu drugie miejsce po JPEG (32,4%). Ten sam raport podaje medianę dla PNG na poziomie 3,8 bita na piksel, wobec 2,0 dla JPEG i 1,3 dla WebP. Zasięg PNG na stronach wynika w dużej mierze z logo i ikon wymagających przezroczystości; serwowanie dużych zdjęć jako PNG niepotrzebnie obciąża strony.

Kiedy używać PNG, a kiedy wybrać coś innego

Strona Google o WebP podaje, że bezstratne obrazy WebP są o 26% mniejsze od PNG. To czyni WebP dobrą alternatywą dla grafik wyświetlanych w przeglądarce, choć PNG nadal ma szerszą zgodność i praktycznie każdy program potrafi go otworzyć.

Typowe problemy

Dlaczego mój PNG jest taki duży?

Najczęstszy powód to zdjęcie zapisane jako PNG. Szum i drobne szczegóły na zdjęciach słabo kompresują się bezstratnie, więc ten sam obraz jako JPG lub WebP może być kilkakrotnie mniejszy. W przypadku zrzutów ekranu rozmiar pliku rośnie wprost z rozdzielczością.

Konwersja JPG do PNG nie poprawiła jakości

PNG zachowuje piksele takie, jakie są w momencie zapisu. Straty i artefakty blokowe z kompresji JPG są częścią obrazu już przed konwersją, a PNG również je wiernie zachowuje.

Przezroczystość zniknęła po konwersji do JPG

JPG nie ma kanału alfa. Podczas konwersji przezroczyste piksele są wypełniane jednolitym kolorem; jeśli go nie wybierzesz, użyty zostanie domyślny kolor programu (zwykle biały lub czarny).

Kolory wyglądają inaczej

PNG może zawierać profil kolorów i informację o gammie. Programy, które interpretują je inaczej, mogą pokazywać nieco inne kolory. Najbezpieczniej jest używać sRGB dla obrazów przeznaczonych do sieci.

Wskazówki dotyczące konwersji PNG

• Zmniejszaj PNG podobne do zdjęć. Przy konwersji PNG do JPG domyślna jakość to 90; przezroczyste obszary są domyślnie wypełniane bielą, a możesz wybrać inny kolor tła.
• Aby zachować przezroczystość, przekonwertuj PNG do WebP lub PNG do AVIF; oba formaty przechowują kanał alfa. Jeśli w WebP każdy piksel musi pozostać dokładnie taki sam, zaznacz „Bezstratny WebP”; plik może urosnąć.
• Zmniejszanie PNG z zachowaniem formatu PNG ma ograniczone możliwości: dopóki obraz pozostaje ten sam, zysk bierze się tylko z prób lepszych filtrów i kompresji. Nasze narzędzie do kompresji obrazów domyślnie zamienia nieruchome PNG na WebP; jeśli chcesz zachować PNG, opcja dodatkowej optymalizacji PNG próbuje zmniejszyć plik bez zmiany ani jednego piksela.
• Potrzebujesz ikony? Konwerter PNG do ICO pakuje do jednego pliku kwadratową ikonę w rozmiarach 16, 32 i 48 pikseli (oraz większych, jeśli obraz jest wystarczająco duży).
• Te konwersje działają w Twojej przeglądarce, więc pliki nigdy nie opuszczają Twojego urządzenia. Dane EXIF i lokalizacji nie są zapisywane w wyniku.

Najczęściej zadawane pytania

Czy PNG jest stratny czy bezstratny?

PNG jest bezstratny. Niezależnie od tego, ile razy otworzysz i zapiszesz plik, piksele się nie zmienią. To, co niektóre narzędzia nazywają „stratnym PNG”, to redukcja liczby kolorów przed zapisem w celu uzyskania PNG z paletą; strata następuje na tym etapie wstępnym, a nie w samym formacie.

Czy PNG obsługuje animację?

Podstawowy PNG nie. Animację dodaje rozszerzenie APNG, które stało się częścią specyfikacji wraz z trzecim wydaniem PNG w W3C. Według MDN wszystkie aktualne przeglądarki wyświetlają APNG, ale wiele edytorów grafiki otwiera tylko jego pierwszą klatkę.

Co oznaczają PNG-8 i PNG-24?

Tych nazw nie ma w specyfikacji; to skróty używane przez programy. PNG-8 oznacza zwykle PNG z paletą do 256 kolorów, PNG-24 PNG w pełnym kolorze z 24 bitami na piksel, a PNG-32 PNG w RGBA z kanałem alfa.

Używać PNG czy WebP?

Jeśli obraz będzie wyświetlany na stronie internetowej, WebP zwykle daje mniejszy plik i także zachowuje przezroczystość. Jeśli będziesz edytować obraz w innych programach, wysyłać go komuś lub archiwizować, PNG zapewnia szerszą zgodność.

Czy PNG nadaje się do druku?

Pod względem jakości tak, bo jest bezstratny, ale PNG nie obsługuje modelu kolorów CMYK. W profesjonalnym druku zwykle preferuje się TIFF lub PDF.

Źródła

• W3C: Portable Network Graphics (PNG) Specification (Third Edition)
• W3C: przegląd i historia PNG
• Greg Roelofs: History of the Portable Network Graphics (PNG) Format
• Library of Congress: opis formatu PNG
• 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