PNG

  此條目介紹的是一種圖形格式。關於縮寫為「PNG」的國家，請見「巴布亞新幾內亞」。

Portable Network Graphic

上圖為一張帶8位元透明通道的PNG圖像，下圖為被置於透明呈現棋盤的同一圖像
副檔名	.png
網路媒體型式	image/png
類型代碼	PNGf PNG
統一類型標識	public.png
開發者	W3C
首次發佈	1996年10月1日 (1996-10-01)
格式類型	無失真點陣圖圖檔格式
延伸為	APNG、JNG和MNG
標準	ISO 15948, IETF RFC 2083
免費格式？	是

可攜式網絡圖形（Portable Network Graphics，PNG）是一種無損壓縮的點陣圖圖形格式，支援索引、灰度、RGB三種顏色方案以及Alpha通道等特性。PNG的開發目標是改善並取代GIF作為適合網絡傳輸的格式而不需專利許可，所以被廣泛應用於互聯網及其他方面上。

PNG另一個非正式的名稱來源為遞歸縮寫：「PNG is Not GIF」。

特性

• 支援256色調色盤技術以產生小體積檔案
• 最高支援48位元真彩色圖像以及16位元灰度圖像。
• 支援Alpha通道的透明/半透明特性。
• 支援圖像亮度的Gamma校準資訊。
• 支援儲存附加文字資訊，以保留圖像名稱、作者、版權、創作時間、註釋等資訊。
• 使用無損壓縮。
• 漸近顯示和串流讀寫，適合在網絡傳輸中快速顯示預覽效果後再展示全貌。
• 使用CRC防止檔案出錯。
• 最新的PNG標準允許在一個檔案主記憶體儲多幅圖像。

版本及歷史

1995年早期，Unisys公司根據它在GIF格式中使用的LZW數據壓縮演算法的軟件專利（美國 第4558302號）開始商業收費。為避免專利影響，用於表現單張圖像的PNG、用於表現動畫的MNG圖形檔案格式被同時建立出來。1999年8月，Unisys公司進一步中止了對自由軟件和非商用軟件開發者的GIF專利免費許可，從而使PNG格式獲得了更多的關注。

在PNG傳播過程中，很多網絡瀏覽器經過很長時間才開始完全支援PNG格式；如Microsoft Windows預設的Internet Explorer瀏覽器一直到7.0版才支援PNG格式中的半透明效果，較早期的版本（如6.0 SP1）需要下載Hotfix 或由網站提供額外的Script去支援。這造成PNG格式並沒有得到廣泛的認知。

• PNG的1.0版本規範於1996年7月1日發佈，後來被稱為RFC 2083標準，並在1996年10月1日成為W3C建議。
• PNG的1.1版本進行了部分小幅修改並增加了三個新的數據塊定義，於1998年12月31日發佈。
• PNG的1.2版本增加了另外一個數據塊，於1999年8月11日發佈。
• PNG現行版本是國際標準（ISO／IEC 15948:2003），並在2003年11月10日作為W3C建議發佈。這個版本與1.2版僅有細微差別。

此外也產生了基於PNG的動畫格式：1996年6月提出PNF（Portable Network Frame）草案，當年8月改名為MNG（Multiple-image Network Graphics）。[1]

2004年末，PNG的動畫擴充——APNG，被提出來。這是一個相對於MNG更簡單的動畫實現方案，不辨識APNG格式的PNG解碼器至少能夠正常回放第一幅普通PNG畫面。[2]

檔案結構

PNG圖像格式檔案由一個8位元組的PNG檔案標識（file signature）域和3個以上的後續數據塊（chunk）組成。

PNG檔案包括8位元組檔案署名（89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A，十六進制），用來辨識PNG格式。

十六進制	含義
89	用於檢測傳輸系統是否支援8位元的字元編碼（8 bit data），用以減少將文字檔案被錯誤的辨識成PNG檔案的機會，反之亦然。
50 4E 47	PNG每個字母對應的ASCII，讓用戶可以使用文字編輯器檢視時，辨識出是PNG檔案。
0D 0A	DOS風格的換行符（CRLF）。用於DOS-Unix數據的換行符轉換。
1A	在DOS命令列下，用於阻止檔案顯示的檔案結束符。
0A	Unix風格的換行符（LF）。用於Unix-DOS換行符的轉換。

PNG定義了兩種類型的數據塊：一種是PNG檔案必須包含、讀寫軟件也都必須要支援的關鍵塊（critical chunk）；另一種叫做輔助塊（ancillary chunks），PNG允許軟件忽略它不認識的附加塊。這種基於數據塊的設計，允許PNG格式在擴充時仍能保持與舊版本相容。

關鍵數據塊中有4個標準數據塊：

• 檔案頭數據塊IHDR（header chunk）：包含有圖像基本資訊，作為第一個數據塊出現並只出現一次。
• 調色盤數據塊PLTE（palette chunk）：必須放在圖像數據塊之前。
• 圖像數據塊IDAT（image data chunk）：儲存實際圖像數據。PNG數據允許包含多個連續的圖像數據塊。
• 圖像結束數據IEND（image trailer chunk）：放在檔案尾部，表示PNG數據流結束。

與其他格式相比

PNG vs GIF

• 一般情況下將靜態GIF圖像無失真轉換為PNG後可以壓縮率會略為提高（前提是同樣採用8位元索引模式）。

• PNG可提供更大顏色深度的支援，包括24位元（8位元3通道）和48位元（16位元3通道）真彩色。加入α通道後可進一步支援每像素64位元的表示。

• 超過8位元色深的PNG圖像轉換為GIF時，圖像質素會由於分色（顏色數減少）而下降。

• GIF原生支援動態圖像，PNG只能通過非標準實現，在PNG的基礎上另有發展出支援動畫的APNG和MNG格式，但目前普及度不高。

PNG在IE6等舊瀏覽器上的支援較差。

PNG vs JPEG

JPEG可以對相片（或類似）圖像生成更小的檔案，這是由於JPEG採用了一種針對相片圖像的特定有損編碼方法，這種編碼適用於低對比，圖像顏色過渡平滑，噪音多，且結構不規則的情況下。如果在這種情況下用PNG代替JPEG，檔案尺寸增大很多，而圖像質素的提高有限。相應的，如果儲存文字，線條或類似的邊緣清晰，有大塊相同顏色區域的圖像，PNG格式的壓縮效果就要比JPEG好很多，並且不會出現JPEG那樣的高對比度區域的圖像失真。如果圖像既有清晰邊緣，又有相片圖像的特點，就在在這兩種格式之間權衡一下了。JPEG不支援透明度。

由於JPEG是失真壓縮，會產生迭代失真，在重複壓縮和解碼的過程中會不斷遺失資訊使圖像質素下降。由於PNG是無失真的，儲存將要被編輯的圖像來說更加合適。雖然PNG壓縮相片圖像也有效，但有專門針對相片圖像設計的無損壓縮格式，比如無失真JPEG2000，Adobe DNG等。總的來說這些格式都不能做到適用所有圖像。對於將要發佈的圖像可以儲存成JPEG，用JPEG編碼一次不會造成明顯的圖像失真。

PNG vs JPEG-LS

JPEG-LS是一個「幾乎」無損壓縮格式，相對於上面提到的有損JPEG壓縮，它的知名度不高。它可以直接和PNG相比較，使用一組標準的測試圖像。在Waterloo Repertoire ColorSet（一組標準測試圖像）下，JPEG-LS通常表現要比PNG好10%-15%，但其中有一些圖像PNG表現明顯更好一些，大約50%-75%。所以，如果這兩種格式都支援而且對圖檔大小很敏感的話，可以用這兩種格式都試試，和圖像數據本身有比較大關係。

PNG vs TIFF

TIFF是一個相當多方案結合的格式。它被廣泛用作專業圖像編輯軟件之間圖像交換的中間格式，因此它不斷支援更多應用程式所需的功能，而對應用程式不關心的圖像操作部分支援不多。這也意味着許多應用程式只能辨識TIFF的一個子集，而產生更多的潛在混淆之處。

TIFF使用的最通用的無損壓縮演算法是LZW。這種演算法--GIF中也在使用，直到2003年一直在專利保護之中。有一種TIFF變種使用與PNG相同的壓縮演算法，但是沒有被許多專利程式所支援。TIFF也提供了一種特殊的無損壓縮演算法，類似CCITT Group IV，可以對二值圖像（比如傳真或黑白文字）比PNG有更好的壓縮效果。 PNG只支援非自左乘α，而TIFF也支援聯合（自左乘）α。

PNG規範中不包含嵌入式EXIF（可交換圖檔格式）圖像數據的標準，比如數位相機拍得的圖像。而TIFF，JPEG 2000, DNG都支援EXIF。

早期的瀏覽器不支援PNG圖像；JPEG和GIF是主流圖像格式。由於GIF的顏色深度限制，網頁中的有顏色過渡的圖像都是使用JPEG。不管怎樣，JPEG壓縮都會導致圖像的輕微模糊。而PNG可以做到在相應顏色深度下的儘可能精確，同時保持圖檔不大。PNG已經漸漸成為一種對於小的梯度圖像的較好的選擇，眾多瀏覽器都已經對PNG有了很好的支援。

外部連結

• PNG檔案格式
• PNG規範第二版，2003年11月10日W3C建議（英文）
• PNG官方站（英文）
• PNG的故事（英文）