Im digitalen Bild-Ökosystem haben nur wenige Formate die Allgegenwärtigkeit und Zuverlässigkeit von PNG (Portable Network Graphics) erreicht. Entwickelt als offene Alternative zum proprietären GIF-Format in den 1990er Jahren, ist PNG heute der Standard für verlustfreie Webgrafiken. Schauen wir uns an, was PNG einzigartig macht, wann es verwendet werden sollte und wie es im Vergleich zu anderen gängigen Formaten abschneidet.
Was ist PNG?
PNG (ausgesprochen "ping") ist ein offenes, lizenzfreies Rastergrafikformat, das verlustfreie Datenkompression unterstützt. 1996 als Ersatz für das patentbehaftete GIF-Format entwickelt, gewann PNG schnell an Popularität dank seiner überlegenen Kompression und Funktionsvielfalt. Es wurde vom World Wide Web Consortium (W3C) standardisiert und ist eines der am weitesten verbreiteten Bildformate im Internet.
PNG wurde entwickelt, um die Einschränkungen von GIF zu beseitigen, seine Stärken – insbesondere die Transparenzunterstützung – beizubehalten und fortschrittlichere Funktionen wie vollständige Alpha-Kanal-Transparenz hinzuzufügen.
Wie funktioniert PNG?
PNG verwendet einen zweistufigen Kompressionsprozess:
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Filterung: Jede Bildzeile wird mit einer von fünf Filtermethoden bearbeitet, um die Daten besser komprimierbar zu machen.
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DEFLATE-Kompression: Die gefilterten Daten werden mit dem DEFLATE-Algorithmus (auch in ZIP-Dateien verwendet), der LZ77- und Huffman-Codierung kombiniert, komprimiert.
Dieses verlustfreie Kompressionsverfahren stellt sicher, dass beim Komprimieren keine Bilddaten verloren gehen und die exakten Pixelwerte des Originals erhalten bleiben.
PNG-Typen und Farbtiefe
PNG unterstützt verschiedene Farbtiefen:
- PNG-8: 8-Bit-Indexfarbe (bis zu 256 Farben)
- PNG-24: 24-Bit-RGB-Farbe (ca. 16,7 Millionen Farben)
- PNG-32: 24-Bit-RGB-Farbe plus 8-Bit-Alpha-Kanal für Transparenz
Das Format unterstützt verschiedene Bildtypen:
- Truecolor (RGB)
- Graustufen
- Palettenbasiert (Indexfarbe)
- Jeder Typ kann optional einen Alpha-Kanal für Transparenz enthalten
Diese Flexibilität macht PNG für eine Vielzahl von Bildern geeignet, von einfachen Grafiken bis hin zu komplexen Fotos mit Transparenzbedarf.
PNG vs. andere Formate
PNG vs. JPG
Kompression und Qualität:
- PNG nutzt verlustfreie Kompression, JPG verlustbehaftete
- PNG erhält exakte Pixelwerte, JPG verwirft Daten für kleinere Dateigrößen
- PNG-Dateien sind bei Fotos meist größer als JPG
- PNG behält scharfe Kanten bei, JPG kann Artefakte an scharfen Kanten erzeugen
Funktionen:
- PNG unterstützt Transparenz, JPG nicht
- PNG ist besser für Text, Liniengrafiken und Grafiken mit Vollfarben geeignet
- JPG ist für Fotos ohne Transparenzbedarf besser
PNG vs. GIF
Kompression und Qualität:
- PNG erzielt bessere Kompression als GIF
- PNG unterstützt 24-Bit-Truecolor, GIF ist auf 8-Bit-Indexfarbe (256 Farben) beschränkt
- PNG bietet glattere Transparenz durch den Alpha-Kanal, GIF nur binäre Transparenz
Funktionen:
- GIF unterstützt Animation, Standard-PNG nicht (APNG ist eine Erweiterung)
- Beide unterstützen Transparenz, aber PNG hat glattere Kanten
- PNG hat meist bessere Kompression
PNG vs. WebP
Kompression und Qualität:
- WebP kann verlustfrei wie PNG sein, erzielt aber meist 26 % bessere Kompression
- WebP bietet zusätzlich verlustbehaftete Kompression als Option
Funktionen:
- Beide unterstützen Transparenz
- WebP unterstützt Animation, PNG nicht
- PNG hat bessere Kompatibilität in älteren Browsern
- WebP ist flexibler mit beiden Kompressionstypen
PNG vs. SVG
Natur:
- PNG ist rasterbasiert (Pixel), SVG ist vektorbasiert (mathematisch)
- PNG hat feste Auflösung, SVG ist unendlich skalierbar ohne Qualitätsverlust
Anwendungsfälle:
- PNG ist besser für komplexe Fotos
- SVG ist besser für Logos, Icons und einfache Illustrationen
- PNG-Dateigröße wächst mit den Abmessungen, SVG-Größe hängt von der Komplexität ab
Vorteile von PNG
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Verlustfreie Kompression:
- Keine Qualitätsverluste beim Komprimieren
- Perfekt für Grafiken, die exakte Pixelwiedergabe erfordern
- Geeignet für Bilder, die mehrfach bearbeitet werden
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Transparenzunterstützung:
- Voller Alpha-Kanal für variable Transparenz
- Saubere Kanten auf verschiedenen Hintergründen
- Ideal für Logos, Icons und Grafiken mit transparentem Hintergrund
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Große Farbtiefe:
- Bis zu 48-Bit-Truecolor (16 Bit pro Kanal)
- Unterstützung für ICC-Farbprofile
- Gamma-Korrektur für plattformübergreifende Konsistenz
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Universelle Kompatibilität:
- Unterstützt von allen modernen Browsern
- Etablierter Standard in Bildbearbeitungssoftware
- Keine Patent- oder Lizenzbeschränkungen
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Integritätsfunktionen:
- Eingebaute Fehlererkennung
- Möglichkeit zur Speicherung von Metadaten
- Unterstützung für Farbmanagement
Nachteile von PNG
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Dateigröße:
- Größer als verlustbehaftete Formate wie JPG
- Kann die Ladezeiten beeinträchtigen, wenn zu oft verwendet
- Für große Fotos ohne Transparenzbedarf weniger geeignet
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Keine native Animation:
- Standard-PNG unterstützt keine Animation (nur APNG)
- GIF oder WebP sind besser für einfache Animationen
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Kein progressives Laden:
- PNG lädt von oben nach unten
- Kein progressives Rendering wie JPG
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Komplexität:
- Aufwendiger als JPG oder GIF
- Erfordert etwas mehr Rechenleistung beim Kodieren/Dekodieren
Wann sollte man PNG verwenden?
PNG eignet sich besonders für:
- Grafiken mit Text: Buttons, Banner, Diagramme mit Text
- Logos und Icons: Markenassets mit perfekter Klarheit und Transparenz
- Screenshots: Betriebssystem- und Anwendungs-Screenshots
- Liniengrafiken und Illustrationen: Zeichnungen mit scharfen Kanten und Vollfarben
- Bilder mit Transparenz: Grafiken, die sich nahtlos in verschiedene Hintergründe einfügen
- Bearbeitungsbilder: Arbeitsdateien für mehrere Überarbeitungen
- Technische Diagramme: Diagramme und Grafiken, bei denen Präzision wichtig ist
Best Practices für die Implementierung
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Wählen Sie den richtigen PNG-Typ:
- PNG-8 für einfache Grafiken mit wenigen Farben
- PNG-24 für komplexere Grafiken ohne Transparenz
- PNG-32 bei Bedarf für Transparenz
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Optimieren für das Web:
- Verwenden Sie Tools wie PNGQuant, OptiPNG oder TinyPNG
- Entfernen Sie unnötige Metadaten
- Nutzen Sie indexierte Farben, wenn sinnvoll
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Mit anderen Formaten kombinieren:
- JPG für Fotos ohne Transparenz
- WebP mit PNG-Fallback für moderne Websites
- SVG für einfache skalierbare Grafiken
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Richtig ausliefern:
- Aktivieren Sie Kompression auf dem Webserver (Gzip/Brotli)
- Verwenden Sie Responsive-Bildtechniken
- Implementieren Sie Lazy Loading für Bilder außerhalb des sichtbaren Bereichs
Fazit
PNG bleibt ein Eckpfeiler der Webgrafik, auch wenn es eines der älteren Formate ist. Seine verlustfreie Natur und die Transparenzunterstützung machen es weiterhin unverzichtbar für viele Anwendungsfälle, auch wenn neuere Formate wie WebP und AVIF an Bedeutung gewinnen.
Seine Stärke liegt in der Zuverlässigkeit – PNG liefert konsistente Ergebnisse auf allen Plattformen und Browsern und ist daher eine sichere Wahl für Designer und Entwickler. Auch wenn es nicht immer das effizienteste Format ist, bleibt es dank seiner Qualitäts- und Transparenzvorteile ein wichtiger Bestandteil im digitalen Bildbereich.
PNG ist Teil einer umfassenden Bildstrategie neben neueren Formaten – jedes hat seine spezifische Rolle, um das optimale Gleichgewicht zwischen visueller Qualität und Performance zu erreichen.