PNG – das Format für verlustfrei komprimierte Grafiken

Die Dateiendung PNG bezeichnet das Dateiformat Portable Network Graphics. Der ab 1994 für den Austausch im Internet entwickelte Grafiktyp hatte es zunächst schwer, sich gegen die älteren Platzhirsche JPG (Joint Photographic Experts Group) und GIF (Graphics Interchange Format) durchzusetzen, wird aber heute von allen gängigen Browsern und Bildbearbeitungsprogrammen korrekt verarbeitet und wurde dadurch zur am weitesten verbreiten verlustfreien Internet-Grafik. PNG ist eine sogenannte Pixelgrafik (Rastergrafik). Während Vektorgrafiken eine Bildbeschreibung mittels Kurven speichern, werden bei Pixelgrafiken jedem Bildpunkt bestimmte Farb- bzw. Helligkeitswerte zugeordnet.

Wurzeln im Patentstreit

GIF aus dem Jahr 1987 und JPG von 1992 erfüllten die Anforderungen, die an Internetseiten zu einer Zeit gestellt wurden, als Datenübertragungen noch über langsame Modems erfolgten. Vor allem GIF war wegen der sehr effizienten Komprimierung nach dem Lempel-Ziv-Welch-Algorithmus (LZW) beliebt. Diese Kompressionsmethode war aber patentrechtlich geschützt. Die Patente hatten in den USA zwanzig Jahre Laufzeit bis 2003, in Europa, Kanada und Japan endete der Patentschutz 2004. Bis 2006 war die Verwendung von GIF-Grafiken wegen weiterer Patente rechtlich umstritten. Viele Juristen kamen zu dem Schluss, dass für eine Software, die GIF lesen und schreiben kann, Lizenzgebühren zu entrichten seien.

Dem Aufschrei unter den Programmierern folgten Taten: Dank der Unterstützung des World Wide Web Consortium (W3C) wurde die PNG Development Group gegründet. Sie legte 1995 einen ersten Entwurf vor und erhielt zum 1. Oktober 1996 die formale Empfehlung ihrer Spezifikation durch W3C. Bis 2003 entwickelte sich daraus ein Standard der Internationalen Organisation für Normung (ISO).

Weitgehend problemloses Öffnen und Konvertieren

Portable Network Graphics ist frei von Patentrechten und kann ohne Zahlung von Lizenzgebühren in Software eingebaut werden. Deswegen unterstützen alle gängigen Grafikprogramme der Betriebssysteme Windows, Linux und MacOS diesen Dateityp. Das gilt für kommerzielle Software wie Adobe Photoshop und Corel PaintShop, aber auch für Freeware wie GIMP und Xnview. Zum Umwandeln in andere Formate braucht es keine besonderen Konverter, die Funktion „Speichern unter“ reicht aus. Browser können Webseiten mit PNG korrekt anzeigen, unterstützen allerdings bis auf Safari keine Farbprofile. Das kann zu Farbabweichungen bei der Darstellung führen.

Klein, aber oho

Einleitend war bereits von meistgenutzten verlustfreien Grafikformat die Rede. Was verbirgt sich dahinter? JPG-Dateien sparen Datenvolumen beim Speichern und der Übertragung, weil sie stark komprimiert werden können. Allerdings ist jeder Speichervorgang mit Qualitätseinbußen verbunden. Das ist nicht bloß Theorie – sogenannte JPG-Artefakte sind an Kanten im Bild, zum Beispiel zwischen Landschaft und Himmel oder bei Portraits zwischen Haar und Hintergrund bei hoher Kompressionsstufe deutlich sichtbar. Wer das unbearbeitete Original nicht aufbewahrt, kann nie wieder auf die ursprüngliche Qualität zurückgreifen.

Anders bei PNG: Hier wird zwar auch komprimiert, aber ohne Informationsverlust. Grob zusammengefasst erfolgt die Verdichtung der Information darüber, dass benachbarte Bildpunkte oft ähnliche Informationen enthalten, etwa einfarbige Flächen wie ein blauer Himmel. Im Gegensatz zu JPG können PNG-Dateien auch transparente Pixel enthalten, lassen also Hintergrund durchscheinen.

PNG ist erste Wahl für hochwertige Grafiken im Internet. Im Gegensatz zum GIF sind jedoch keine Animationen (bewegte Bilder) möglich. Fotografen und Grafiker bevorzugen das ebenfalls verlustfreie, aber deutlich komplexere Format TIF (Tagged Image File), weil es besser mit Farbmodellen umgehen kann.