PNG-Format — verlustfreie Kompression und transparenter Hintergrund
PNG erklärt: Entstehung wegen GIF-Patenten, 3. Ausgabe 2025 (HDR, APNG, EXIF), verlustfreie Kompression, Chunks, Transparenz und warum Fotos als PNG groß werden.
PNG (Portable Network Graphics) wurde Mitte der 1990er-Jahre entwickelt, um die Patentprobleme der in GIF verwendeten LZW-Kompression zu umgehen und zugleich mehr Funktionen als GIF zu bieten. 1996 wurde es W3C-Empfehlung und später auch als ISO/IEC 15948 standardisiert. Im Juni 2025 erschien mit der 3. Ausgabe von PNG die erste Überarbeitung seit 22 Jahren (2. Ausgabe: 2003) als W3C-Empfehlung; sie nimmt animiertes PNG (APNG), HDR-Farbinformationen und den EXIF-Chunk offiziell in den Standard auf.
So funktioniert die Kompression
PNG ist ein verlustfreies Format, das keinen einzigen Pixelwert verändert. Auf jede Zeile wird ein Filter angewendet, der die Werte in leicht vorhersagbare Größen wie „Differenz zum linken bzw. oberen Pixel“ umwandelt; danach wird mit dem Deflate-Algorithmus aus der zip-Familie komprimiert. Wiederholt sich dieselbe Farbe großflächig, entstehen lange Nullfolgen, die sehr klein komprimiert werden – Fotos, deren Pixelwerte sich ständig leicht ändern, lassen sich dagegen kaum komprimieren.
Reduziert man die Farben auf höchstens 256 und speichert im Palettenmodus (indizierte Farben), sinkt die Dateigröße stark. Diese Farbreduktion ist jedoch selbst ein Verlust: Auch wenn das Ergebnis ein PNG ist, weicht es vom Original ab.
Dateisignatur und Chunk-Aufbau
Eine PNG-Datei beginnt immer mit einer 8-Byte-Signatur (hexadezimal 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A). Danach folgen Einheiten namens Chunks, die jeweils aus Länge, Typ (4 Zeichen), Daten und CRC-Prüfsumme bestehen.
| Chunk | Aufgabe |
|---|---|
| IHDR | Breite und Höhe, Bittiefe, Farbtyp |
| PLTE | Palette (bei indizierten Farben) |
| tRNS | Transparenzinformationen für Paletten- und Einfarbbilder |
| IDAT | Komprimierte Pixeldaten (kann auf mehrere Chunks verteilt sein) |
| eXIf | EXIF-Metadaten (seit der 3. Ausgabe offiziell enthalten) |
| cICP | Farbrauminformationen etwa für HDR (in der 3. Ausgabe hinzugefügt) |
| acTL · fcTL · fdAT | APNG-Animationssteuerung und Frames (seit der 3. Ausgabe offiziell enthalten) |
| IEND | Dateiende |
Unbekannte Zusatz-Chunks werden per Design ignoriert, sodass ältere Programme Dateien auch mit neuen Funktionen öffnen können. Deshalb zeigen Betrachter ohne APNG-Unterstützung einfach nur den ersten Frame.
Transparenz
PNG kann pro Pixel einen Alphakanal mit 0–255 Stufen (bei 16 Bit 0–65.535) speichern und stellt so halbtransparente Schatten und selbst Haarkanten natürlich dar. Deshalb ist es das Standardformat für freigestellte Bilder, Logos und Symbole.
Stärken und Grenzen
- Ideal für Text, Linien und Diagramme: Kanten bleiben scharf, und die Datei ist oft kleiner als ein JPG.
- Kein Verlust bei wiederholtem Speichern: Gut geeignet für Zwischendateien bei der Bearbeitung.
- Ineffizient für Fotos: Dasselbe Foto wird ein Mehrfaches der JPG-Größe.
- APNG-Unterstützung: Laut Can I use ab Chrome 59, Firefox 3 und Safari 8; Programme ohne Unterstützung zeigen nur den ersten Frame.
Haupteinsatz
Bildschirmfotos, Logos und Symbole, Bilder mit transparentem Hintergrund, Diagramme und Grafiken, Originale für die Bearbeitung. Auch wenn Druckereien verlustfreie Dateien verlangen.
Umwandlung in andere Formate
- PNG → JPG: Transparente Bereiche müssen mit einer Hintergrundfarbe gefüllt werden. Bei Screenshots kann Text als JPG ausfransen, stellen Sie die Qualität daher hoch ein (PNG in JPG).
- PNG → WebP: Mit verlustfreiem WebP sinkt die Dateigröße oft bei erhaltener Transparenz. Laut Google ist verlustfreies WebP im Schnitt 26 % kleiner als PNG.
- PNG → ICO: Für Favicons oder Windows-Symbole wandeln Sie PNG in ICO um. Ein quadratisches Original ist empfehlenswert.
- 16-Bit-PNG: Das Browser-Canvas arbeitet mit 8 Bit pro Kanal; wandeln Sie ein 16-Bit-Original mit einem Web-Tool um, wird es auf 8 Bit reduziert.
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