PNG

يبدأ ملف PNG بتوقيع مكون من ثمانية بايتات ^{[ 20 ]} (انظر إلى صورة محرر السداسي العشري على اليمين):

بعد رأس الملف، تأتي سلسلة من الأجزاء ^{[ 21 ]} ، يحمل كل منها معلومات محددة عن الصورة. تُصنّف الأجزاء إلى أجزاء أساسية وأخرى ثانوية ، ويمكن للبرنامج الذي يصادف جزءًا ثانويًا لا يفهمه تجاهله بأمان. صُممت بنية طبقة التخزين هذه، القائمة على الأجزاء، والمشابهة في مفهومها لتنسيق الحاويات أو تنسيق IFF الخاص بنظام Amiga ، للسماح بتوسيع تنسيق PNG مع الحفاظ على التوافق مع الإصدارات الأقدم - فهي توفر توافقًا مستقبليًا ، وتُستخدم بنية الملف نفسها (مع توقيع وأجزاء مختلفة) في تنسيقات MNG و JNG و APNG المرتبطة بها .

تتكون القطعة من أربعة أجزاء: الطول (4 بايت، ^{[ 22 ]} بترتيب البايتات الكبير )، ونوع/اسم القطعة (4 بايت ^{[ 23 ]} )، وبيانات القطعة (طول البايتات)، ورمز التحقق من التكرار الدوري ( CRC ؛ 4 بايت ^{[ 22 ]} ). يُحسب رمز التحقق من التكرار الدوري (CRC) بترتيب البايتات على الشبكة، ويُحسب على نوع القطعة وبياناتها، وليس على طولها.

تُعطى أنواع البيانات المُجزأة اسمًا/نوعًا من أربعة أحرف حساسًا لحالة الأحرف في نظام ASCII؛ قارن FourCC . تُعدّ حالة الأحرف المختلفة في الاسم (البت 5 من القيمة العددية للحرف) حقلًا بتيًا يُزوّد ​​المُفكِّك ببعض المعلومات حول طبيعة البيانات المُجزأة التي لا يتعرّف عليها.

تُشير حالة الحرف الأول إلى ما إذا كانت القطعة أساسية أم لا. إذا كان الحرف الأول كبيرًا، فالقطعة أساسية؛ وإذا لم يكن كذلك، فالقطعة ثانوية. تحتوي القطع الأساسية على معلومات ضرورية لقراءة الملف. إذا صادف برنامج فك التشفير قطعة أساسية لا يتعرف عليها، فعليه إيقاف قراءة الملف أو تزويد المستخدم بتحذير مناسب.

يشير الحرف الثاني إلى ما إذا كانت الكتلة "عامة" (سواء في المواصفات أو سجل الكتل العامة ذات الأغراض الخاصة) أو "خاصة" (غير موحدة). الأحرف الكبيرة تعني عامة، والأحرف الصغيرة تعني خاصة. هذا يضمن عدم تعارض أسماء الكتل العامة والخاصة (مع إمكانية تعارض اسمي كتلتين خاصتين).

يجب أن يكون الحرف الثالث كبيرًا ليتوافق مع مواصفات PNG. وهو محجوز للتوسعات المستقبلية. ينبغي لبرامج فك التشفير التعامل مع أي جزء يحتوي على حرف ثالث صغير بنفس طريقة تعاملها مع أي جزء آخر غير معروف.

يشير الحرف الرابع إلى ما إذا كان من الآمن نسخ الجزء من الملف بواسطة برامج التحرير التي لا تتعرف عليه. إذا كان الحرف صغيرًا، فيمكن نسخ الجزء بأمان بغض النظر عن حجم التعديلات التي أُجريت على الملف. أما إذا كان الحرف كبيرًا، فلا يمكن نسخه إلا إذا لم تمس التعديلات أي أجزاء أساسية.

تمثل وحدات البكسل في صور PNG أرقامًا قد تكون مؤشرات لبيانات العينة في لوحة الألوان أو بيانات العينة نفسها. لوحة الألوان عبارة عن جدول منفصل ضمن جزء PLTE. تتكون بيانات العينة لكل بكسل من مجموعة من رقم واحد إلى أربعة أرقام. سواءً كانت بيانات البكسل تمثل مؤشرات لوحة الألوان أو قيم عينة صريحة، تُسمى هذه الأرقام قنوات ، ويتم ترميز كل رقم في الصورة بتنسيق متطابق.

تُشفّر الصيغ المسموح بها كل رقم كقيمة عددية صحيحة غير مُوقّعة باستخدام عدد ثابت من البتات، يُشار إليه في مواصفات PNG باسم عمق البت . لاحظ أن هذا يختلف عن عمق اللون ، الذي يُستخدم عادةً للإشارة إلى إجمالي عدد البتات في كل بكسل، وليس في كل قناة. يُلخّص الجدول أعماق البت المسموح بها إلى جانب إجمالي عدد البتات المستخدمة لكل بكسل.

يعتمد عدد القنوات على ما إذا كانت الصورة رمادية أم ملونة، وما إذا كانت تحتوي على قناة ألفا . يسمح تنسيق PNG بمجموعات القنوات التالية، والتي تُسمى نوع اللون .

يُحدد نوع اللون كقيمة من 8 بت، ولكن تُستخدم البتات الثلاثة الأقل أهمية فقط، وحتى في هذه الحالة، لا يُسمح إلا بالتركيبات الخمس المذكورة أعلاه. طالما أن نوع اللون صالح، يمكن اعتباره حقل بت كما هو مُلخص في الجدول المجاور.

• القيمة الثنائية 1: تخزن بيانات الصورة مؤشرات لوحة الألوان. هذا صحيح فقط عند اقترانه بالقيمة الثنائية 2؛
• القيمة الثنائية 2: تحتوي عينات الصورة على ثلاث قنوات لتشفير البيانات بالألوان ثلاثية الألوان ، وإلا فإن عينات الصورة تحتوي على قناة واحدة لتشفير البيانات بالسطوع النسبي .
• القيمة البتية 4: تحتوي عينات الصورة أيضًا على قناة ألفا مُعبر عنها كمقياس خطي لشفافية البكسل. هذا غير صالح مع القيمة البتية 1.

في الصور الملونة المفهرسة، تخزن لوحة الألوان دائمًا الألوان الثلاثية بعمق 8 بت لكل قناة (24 بت لكل عنصر في اللوحة). بالإضافة إلى ذلك، يمكن تضمين قائمة اختيارية بقيم ألفا 8 بت لعناصر اللوحة؛ إذا لم تُضمّن، أو إذا كانت أقصر من اللوحة، يُفترض أن عناصر اللوحة المتبقية معتمة. يجب ألا تحتوي اللوحة على عناصر أكثر مما يسمح به عمق بت الصورة، ولكن يمكن أن تحتوي على عدد أقل (على سبيل المثال، إذا كانت الصورة ذات وحدات بكسل 8 بت تستخدم 90 لونًا فقط، فلن تحتاج إلى عناصر لوحة لجميع الألوان الـ 256). يجب أن تحتوي اللوحة على عناصر لجميع قيم البكسل الموجودة في الصورة.

يسمح المعيار لصور PNG الملونة المفهرسة بأن تحتوي على 1 أو 2 أو 4 أو 8 بتات لكل بكسل؛ أما الصور الرمادية التي لا تحتوي على قناة ألفا، فيمكن أن تحتوي على 1 أو 2 أو 4 أو 8 أو 16 بتًا لكل بكسل. تستخدم جميع الصور الأخرى عمق بت لكل قناة إما 8 أو 16 بتًا. تُوضح التوليفات المتاحة في الجدول أعلاه. يشترط المعيار أن تكون برامج فك التشفير قادرة على قراءة جميع تنسيقات الألوان المدعومة، ولكن العديد من برامج تحرير الصور لا تدعم سوى مجموعة فرعية صغيرة منها.

يُتيح تنسيق PNG خياراتٍ مُتعددة للشفافية. ففي الصور ذات الألوان الحقيقية والصور الرمادية، يُمكن تحديد قيمة بكسل واحد كشفاف، أو إضافة قناة ألفا (مما يُتيح استخدام أي نسبة من الشفافية الجزئية). أما في الصور المُلوّنة، فيُمكن إضافة قيم ألفا إلى عناصر لوحة الألوان. وقد يكون عدد هذه القيم المُخزّنة أقل من إجمالي عدد عناصر لوحة الألوان، وفي هذه الحالة تُعتبر العناصر المتبقية مُعتمة تمامًا.

يُفترض إجراء مسح قيم البكسل للتحقق من الشفافية الثنائية قبل أي عملية تقليل للألوان لتجنب تحول البكسلات إلى شفافة بشكل غير مقصود. ومن المرجح أن يُشكل هذا مشكلة للأنظمة التي تستطيع فك تشفير صور ذات 16 بت لكل قناة (كما هو مطلوب للامتثال للمواصفات) ولكنها تُخرج صورًا بـ 8 بت لكل قناة فقط (وهو المعيار في جميع الأنظمة باستثناء الأنظمة المتطورة للغاية).

يمكن تخزين قيمة ألفا إما "مرتبطة" (" مضروبة مسبقًا ") أو "غير مرتبطة"، لكن معيار PNG ^{[ 39 ]} يعتمد على ألفا "غير المرتبطة" ("غير المضروبة مسبقًا")، مما يعني أن الصور لا تُشفّر باستخدام ألفا ؛ فالانبعاثات المُمثلة في RGB ليست هي الانبعاثات على مستوى البكسل. هذا يعني أن عملية الضرب ستضرب انبعاثات RGB في قيمة ألفا، ولن تتمكن من تمثيل الانبعاث والحجب بشكل صحيح.

تستخدم صيغة PNG عملية ضغط على مرحلتين:

• الضغط المسبق: الترشيح (التنبؤ)
• الضغط: تفريغ

تستخدم صيغة PNG خوارزمية DEFLATE ، وهي خوارزمية ضغط بيانات غير مسجلة ببراءة اختراع، تعتمد على مزيج من ترميز LZ77 وترميز هوفمان . وتتوفر تطبيقات DEFLATE المرخصة بشكل مفتوح ، مثل zlib ، على نطاق واسع.

بالمقارنة مع التنسيقات التي تستخدم ضغطًا مع فقدان البيانات ، مثل JPEG، فإن اختيار إعدادات ضغط أعلى يمكن أن يبطئ المعالجة دون تقليل حجم الملف بشكل كبير.

تصفية

قبل تطبيق DEFLATE، تُحوّل البيانات باستخدام طريقة تنبؤية: تُستخدم طريقة ترشيح واحدة للصورة بأكملها، بينما يُختار نوع ترشيح لكل سطر من الصورة لتحويل البيانات وجعلها أكثر قابلية للضغط بكفاءة أكبر. ^{[ 40 ]} يُضاف نوع الترشيح المستخدم لسطر المسح إلى بداية سطر المسح لتمكين فك الضغط المباشر.

لا توجد سوى طريقة تصفية واحدة في مواصفات PNG الحالية (يُشار إليها بالطريقة 0)، وبالتالي عمليًا، الخيار الوحيد هو نوع التصفية المراد تطبيقه على كل سطر. في هذه الطريقة، يتنبأ التصفية بقيمة كل بكسل بناءً على قيم البكسلات المجاورة السابقة، ويطرح اللون المتوقع للبكسل من قيمته الفعلية، كما هو الحال في DPCM . غالبًا ما يكون سطر الصورة المُصفّى بهذه الطريقة أكثر قابلية للضغط من سطر الصورة الخام، خاصةً إذا كان مشابهًا للسطر أعلاه، لأن الاختلافات عن التوقع ستتركز عمومًا حول الصفر، بدلًا من أن تنتشر على جميع قيم الصورة الممكنة. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية عند ربط الصفوف المنفصلة، ​​لأن DEFLATE لا يُدرك أن الصورة كيان ثنائي الأبعاد، بل يرى بيانات الصورة كسلسلة من البايتات.

يوجد خمسة أنواع من المرشحات لطريقة الترشيح 0؛ يتنبأ كل نوع بقيمة كل بايت (من بيانات الصورة قبل الترشيح) بناءً على البايت المقابل للبكسل الموجود على اليسار ( A )، والبكسل الموجود أعلى ( B )، والبكسل الموجود أعلى ويسار ( C )، أو مزيج منها، ويُشفّر الفرق بين القيمة المتوقعة والقيمة الفعلية. تُطبّق المرشحات على قيم البايتات، وليس على البكسلات؛ قد تكون قيم البكسل بايتًا واحدًا أو اثنين، أو عدة قيم لكل بايت، ولكنها لا تتجاوز حدود البايتات أبدًا. أنواع المرشحات هي: ^{[ 41 ]}

نوع بايت	اسم الفلتر	القيمة المتوقعة
0	لا أحد	صفر (بحيث تمر قيمة البايت الخام دون تغيير)
1	فرعي	البايت أ (إلى اليسار)
2	أعلى	البايت ب (أعلاه)
3	متوسط	متوسط ​​البايتات A و B ، مقربًا إلى أقرب عدد صحيح أصغر.
4	بيث	أ ، أو ب ، أو ج ، أيهما أقرب إلى p = أ + ب − ج

يعتمد مرشح بايث على خوارزمية من تأليف آلان دبليو بايث . ^{[ 42 ]} قارن بإصدار DPCM المستخدم في JPEG بدون فقدان ، وبتحويل المويجات المنفصلة باستخدام نوافذ 1 × 2 أو 2 × 1 أو (بالنسبة لمتنبئ بايث) نوافذ 2 × 2 ومويجات هار .

يتحسن الضغط بشكل أكبر من خلال اختيار أنواع المرشحات بشكل تكيفي على أساس كل سطر على حدة. وقد ابتكر لي دانيال كروكر هذا التحسين، بالإضافة إلى طريقة استدلالية لتنفيذه شائعة الاستخدام في برامج كتابة ملفات PNG، حيث اختبر هذه الطرق على العديد من الصور أثناء إنشاء هذا التنسيق؛ ^{[ 43 ]} ويُعد اختيار المرشح أحد مكونات تحسين حجم الملف، كما سيتم توضيحه لاحقًا.

إذا تم استخدام التشابك، يتم ترشيح كل مرحلة من مراحل التشابك بشكل منفصل، مما يعني أنه يمكن عرض الصورة تدريجياً مع استقبال كل مرحلة؛ ومع ذلك، فإن التشابك يجعل الضغط أقل فعالية بشكل عام.

يُتيح تنسيق PNG خيارًا لتقنية التداخل ثنائية الأبعاد ذات 7 تمريرات، وهي خوارزمية Adam7 . تُعدّ هذه الخوارزمية أكثر تطورًا من تقنية GIF أحادية الأبعاد ذات 4 تمريرات، وتسمح بظهور صورة أكثر وضوحًا منخفضة الدقة في وقت مبكر من عملية النقل، خاصةً عند استخدام خوارزميات الاستيفاء مثل الاستيفاء ثنائي التكعيب . ^{[ 44 ]}

ومع ذلك، فإن مخطط المرور ذي السبع مراحل يميل إلى تقليل قابلية ضغط البيانات أكثر من المخططات الأبسط.

لا يدعم تنسيق PNG الأساسي الرسوم المتحركة. أما MNG فهو امتداد لـ PNG يدعمها، وقد صممه أعضاء مجموعة PNG. يشترك MNG مع PNG في البنية الأساسية والأجزاء، ولكنه أكثر تعقيدًا بكثير وله توقيع ملف مختلف، مما يجعله غير متوافق تلقائيًا مع برامج فك تشفير PNG القياسية. هذا يعني أن معظم متصفحات الويب والتطبيقات إما لم تدعم MNG أبدًا أو تخلت عن دعمه.

أدى تعقيد تنسيق MNG إلى اقتراح تنسيق APNG من قِبل مطوري مؤسسة موزيلا. يعتمد APNG على تنسيق PNG، ويدعم الرسوم المتحركة، وهو أبسط من MNG. يوفر APNG خيار عرض صورة واحدة كخيار احتياطي لبرامج فك تشفير PNG التي لا تدعم APNG. اليوم، يدعم تنسيق APNG جميع متصفحات الويب الرئيسية. ^{[ 45 ]} يدعم APNG متصفح Firefox 3.0 والإصدارات الأحدث، و Pale Moon (جميع الإصدارات)، و Safari 8.0 والإصدارات الأحدث. ^{[ 46 ]} أضاف Chromium 59.0 دعم APNG، ^{[ 47 ] [ 48 ]} تبعه Google Chrome. دعم Opera تنسيق APNG في الإصدارات من 10 إلى 12.1، لكن الدعم توقف في الإصدار 15 عند التحول إلى محرك عرض Blink ؛ ثم أُعيدت إضافة الدعم في Opera 46 (موروث من Chromium 59). ^{[ 49 ]} يدعم متصفح Microsoft Edge تقنية APNG منذ الإصدار 79.0، عندما تحول إلى محرك يعتمد على Chromium.

قررت مجموعة PNG في أبريل 2007 عدم تبني APNG. ^{[ 50 ]} ونوقشت عدة بدائل، منها ANG وaNIM/mPNG و"PNG in GIF" ومجموعتها الفرعية "RGBA in GIF". ^{[ 51 ]} إلا أن APNG هي الوحيدة التي تحظى حاليًا بدعم واسع النطاق.

مع إصدار النسخة الثالثة من مواصفات PNG في يونيو 2025، والتي تتولى صيانتها الآن مجموعة عمل PNG، ^{[ 16 ]} تم دمج APNG أخيرًا في المواصفات كامتداد. ^{[ 52 ]}

يُعرض الملف على غرار محررات النصوص السداسية العشرية ، حيث تظهر قيم البايتات على الجانب الأيسر بصيغة سداسية عشرية ، بينما تظهر الأحرف المكافئة لها من معيار ISO-8859-1 على الجانب الأيمن ، مع استبدال الأحرف غير المعروفة وأحرف التحكم بنقاط. يُمثل الإزاحتان 8 و9 من كتلة IDAT رأس البيانات المطلوب (2 بايت) لتنسيق بيانات zlib. أما الإزاحة 16 (من الكتلة نفسها) فتمثل تذييل البيانات المطلوب (4 بايت) لنفس التنسيق. بالإضافة إلى ذلك، تم تمييز توقيع PNG والأجزاء الفردية بألوان مختلفة. تجدر الإشارة إلى سهولة التعرف عليها بفضل أسماء أنواعها المقروءة (في هذا المثال: PNG وIHDR وIDAT وIEND).

• في الصور الصغيرة، يمكن لملفات GIF تحقيق ضغط أكبر من ملفات PNG (انظر القسم الخاص بحجم الملف أدناه).
• في معظم الصور، باستثناء الحالة المذكورة أعلاه، يكون حجم ملف GIF أكبر من حجم صورة PNG المفهرسة.
• يوفر تنسيق PNG نطاقًا أوسع بكثير من خيارات الشفافية مقارنةً بتنسيق GIF، بما في ذلك شفافية قناة ألفا .
• بينما يقتصر تنسيق GIF على الألوان المفهرسة ذات 8 بت ، فإن تنسيق PNG يوفر نطاقًا أوسع بكثير من أعماق الألوان، بما في ذلك الألوان الحقيقية ذات 24 بت (8 بت لكل قناة) و48 بت (16 بت لكل قناة) ، مما يسمح بدقة ألوان أكبر، وتلاشي أكثر سلاسة، وما إلى ذلك. ^{[ 55 ]} عند إضافة قناة ألفا، يصبح من الممكن الوصول إلى 64 بت لكل بكسل (قبل الضغط).
• عند تحويل صورة من تنسيق PNG إلى GIF، قد تتأثر جودة الصورة بسبب ظاهرة التدرج اللوني إذا كانت صورة PNG تحتوي على أكثر من 256 لونًا.
• يدعم تنسيق GIF الصور المتحركة بشكل أساسي. أما تنسيق PNG فيدعم الرسوم المتحركة فقط عبر ملحقات (انظر القسم الخاص بالرسوم المتحركة أعلاه).

لا تحظى صور PNG بدعم واسع النطاق من المتصفحات القديمة. وعلى وجه الخصوص، فإن متصفح IE6 لديه دعم محدود لصور PNG. ^{[ 56 ]}

يُمكن لتنسيق JPEG (مجموعة خبراء التصوير المشتركة) إنتاج ملفات أصغر حجمًا من تنسيق PNG للصور الفوتوغرافية (والصور الشبيهة بالصور الفوتوغرافية)، نظرًا لاستخدامه طريقة ضغط مع فقدان البيانات مصممة خصيصًا لبيانات الصور الفوتوغرافية، والتي عادةً ما تتميز بانتقالات ناعمة ومنخفضة التباين، بالإضافة إلى قدر من التشويش أو هياكل غير منتظمة مماثلة. استخدام PNG بدلًا من JPEG عالي الجودة لمثل هذه الصور سيؤدي إلى زيادة كبيرة في حجم الملف مع تحسن طفيف في الجودة. في المقابل، عند تخزين الصور التي تحتوي على نصوص أو رسومات خطية أو صور بيانية - أي الصور ذات الانتقالات الحادة والمساحات الكبيرة ذات اللون الواحد - يُمكن لتنسيق PNG ضغط بيانات الصورة بشكل أكبر من JPEG. علاوة على ذلك، لا يُسبب تنسيق PNG فقدانًا للبيانات، بينما يُنتج JPEG تشوهات بصرية حول المناطق عالية التباين. (تعتمد هذه التشوهات على الإعدادات المستخدمة في ضغط JPG؛ وقد تكون ملحوظة جدًا عند استخدام إعداد منخفض الجودة [ضغط عالٍ]). عندما تحتوي الصورة على كلٍ من الانتقالات الحادة والأجزاء الفوتوغرافية، يجب الاختيار بين التأثيرين. لا يدعم تنسيق JPEG الشفافية.

يعاني ضغط JPEG، الذي يُفقد بعض البيانات، من فقدان الجودة ، حيث يؤدي فك تشفير الصورة وإعادة تشفيرها بشكل متكرر لحفظها إلى فقدان بعض المعلومات في كل مرة، مما يُؤدي إلى تدهور جودة الصورة. ولأن PNG لا يُفقد أي بيانات، فهو مناسب لتخزين الصور المراد تعديلها. ورغم أن PNG فعال إلى حد ما في ضغط الصور الفوتوغرافية، إلا أن هناك صيغ ضغط لا تُفقد فيها البيانات مصممة خصيصًا للصور الفوتوغرافية، مثل WebP و Adobe DNG (النيجاتيف الرقمي). مع ذلك، فإن هذه الصيغ إما غير مدعومة على نطاق واسع، أو أنها حصرية. يمكن تخزين الصورة دون فقدان أي بيانات وتحويلها إلى صيغة JPEG فقط للتوزيع، وبالتالي لا يحدث أي فقدان في الجودة.

على الرغم من أن مواصفات PNG لا تتضمن صراحةً معيارًا لتضمين بيانات صور Exif من مصادر مثل الكاميرات الرقمية، فإن الطريقة المفضلة لتضمين بيانات EXIF ​​في صورة PNG هي استخدام تسمية الجزء المساعد غير الحرج eXIf. ^{[ 57 ]}

لم تكن متصفحات الويب القديمة تدعم صور PNG؛ وكانت صيغتا JPEG وGIF هما الصيغتان الرئيسيتان. شاع استخدام JPEG عند تصدير الصور التي تحتوي على تدرجات لونية لصفحات الويب، نظرًا لمحدودية عمق ألوان GIF. مع ذلك، يتسبب ضغط JPEG في تشويش التدرج اللوني قليلًا. أما صيغة PNG، فتعيد إنتاج التدرج اللوني بأكبر قدر ممكن من الدقة لعمق بت معين، مع الحفاظ على صغر حجم الملف. أصبحت PNG الخيار الأمثل لصور التدرجات اللونية الصغيرة مع تحسن دعم متصفحات الويب لهذه الصيغة. لا حاجة إلى صور لعرض التدرجات اللونية في المتصفحات الحديثة، إذ يمكن إنشاء التدرجات باستخدام CSS .

يُعدّ JPEG-LS تنسيق صور من ابتكار مجموعة خبراء التصوير المشتركة ، إلا أنه أقل شهرةً ودعمًا بكثير من تنسيق JPEG المضغوط الآخر المذكور سابقًا. وهو يُقارن مباشرةً بتنسيق PNG، وله مجموعة قياسية من صور الاختبار. ^{[ 58 ]} في مجموعة Waterloo Repertoire ColorSet، وهي مجموعة قياسية من صور الاختبار (لا علاقة لها بمجموعة اختبار توافق JPEG-LS)، يتفوق أداء JPEG-LS عمومًا على PNG بنسبة 10-15%، ولكن في بعض الصور، يتفوق PNG بشكل ملحوظ، بنسبة تتراوح بين 50-75%. ^{[ 59 ]} لذا، إذا كان كلا التنسيقين متاحين وكان حجم الملف معيارًا مهمًا، فينبغي النظر فيهما معًا، حسب الصورة.

يُعدّ JPEG XL تنسيقًا آخر مُحسّنًا للغاية، يدعم ضغط البيانات مع أو بدون فقدانها، ولكنه أقل انتشارًا، وقد طُوّر ليحل محل التنسيقات التي لا تفقد البيانات مثل PNG. ^{[ 60 ]} حجم JPEG XL أصغر بنسبة تزيد عن 50% من حجم JPEG، وهذا ممكن حتى مع كونه لا يفقد البيانات، مما يجعله أصغر حجمًا من PNG. ^{[ 61 ]} كما يدعم نطاقًا ديناميكيًا عاليًا ، ونطاقات ألوان واسعة ، وعمقًا لونيًا كبيرًا . ^{[ 62 ]} يتميز JPEG XL أيضًا بكفاءة عالية في فك التشفير، ويوفر انتقالات سلسة من التنسيقات التي يُراد استبدالها، مع إمكانية التحويل من JPEG دون فقدان البيانات. كما أنه يتفوق في الضغط دون المساس بجودة الصورة. ^{[ 63 ]}

تنسيق ملف الصور الموسومة (TIFF) هو تنسيق يضم نطاقًا واسعًا للغاية من الخيارات. ورغم أن هذا يجعله مفيدًا كتنسيق عام لتبادل البيانات بين تطبيقات تحرير الصور الاحترافية، إلا أنه يجعل إضافة دعمه إلى التطبيقات مهمةً بالغة الصعوبة، ولذا فهو يحظى بدعم محدود في التطبيقات غير المعنية بمعالجة الصور (مثل متصفحات الويب). كما أن قابليته العالية للتوسع تعني أن معظم التطبيقات لا توفر سوى مجموعة فرعية من الميزات الممكنة، مما قد يُسبب ارتباكًا لدى المستخدمين ومشاكل في التوافق.

تُعدّ خوارزمية ليمبل-زيف-ويلش (LZW) أكثر خوارزميات الضغط العامة غير الفاقد للبيانات شيوعًا في صيغة TIFF . وكانت هذه التقنية، المستخدمة أيضًا في صيغة GIF، محمية ببراءات اختراع حتى عام 2003. كما تدعم صيغة TIFF خوارزمية الضغط المستخدمة في صيغة PNG (أي Compression Tag 0008 ₁₆ ' Adobe -style') بشكل متوسط، وتحظى بدعم من التطبيقات. وتوفر صيغة TIFF أيضًا خوارزميات ضغط خاصة غير فاقد للبيانات، مثل CCITT Group IV ، التي تُحسّن ضغط الصور ثنائية المستوى (مثل الفاكسات أو النصوص بالأبيض والأسود) بشكل أفضل من خوارزمية الضغط في صيغة PNG.

يدعم تنسيق PNG ألفا غير المضروب مسبقًا فقط ^{[ 39 ]} بينما يدعم تنسيق TIFF أيضًا ألفا "المرتبطة" (المضروبة مسبقًا).

WebP هو تنسيق ابتكرته جوجل بهدف استبدال تنسيقات PNG وJPEG وGIF. ^{[ 64 ]} تسمح ملفات WebP بالضغط مع فقدان البيانات وبدون فقدانها، بينما يقتصر تنسيق PNG على الضغط بدون فقدان البيانات. كما يدعم WebP الرسوم المتحركة، وهي ميزة كانت حصرية لملفات GIF سابقًا. ^{[ 65 ]}

لكنّ التحسينات الرئيسية التي يُقدّمها تنسيق WebP مقارنةً بتنسيق PNG تكمن في انخفاض حجم الملف بشكل كبير، وبالتالي سرعة تحميله عند تضمينه في مواقع الويب. وتزعم جوجل أن صور WebP غير المضغوطة أصغر بنسبة 26% من ملفات PNG. ^{[ 66 ]}

تعرض تنسيق WebP لانتقادات بسبب عدم توافقه مع العديد من برامج تحرير الصور ومواقع التواصل الاجتماعي، على عكس تنسيق PNG. ^{[ 67 ]} كما أن WebP غير مدعوم في جميع متصفحات الويب، مما قد يُجبر مواقع استضافة الصور على إنشاء صورة بديلة لعرضها للمستخدم، وهو ما يُلغي إمكانية توفير مساحة التخزين التي يوفرها WebP. ^{[ 65 ]}

AVIF هو تنسيق صور طورته مؤسسة Alliance for Open Media . وقد صممت المؤسسة AVIF لمعالجة أوجه القصور في برامج ترميز الصور الأخرى، بما في ذلك PNG و GIF و WebP . ^{[ 68 ]}

يتميز تنسيق AVIF عمومًا بصغر حجمه مقارنةً بتنسيقي WebP وPNG. ^{[ 69 ]} كما يدعم AVIF الرسوم المتحركة، بينما لم يكن يدعمها تنسيق PNG سابقًا. ^{[ 70 ]}

ومع ذلك، مثل WebP، فإن AVIF مدعوم في عدد أقل من التطبيقات مقارنة بـ PNG. ^{[ 70 ]}

يدعم تنسيق PNG على نطاق واسع برامج الرسومات، بما في ذلك Adobe Photoshop و Corel Photo -Paint و Paint Shop Pro وGIMP و GraphicConverter و Helicon Filter و ImageMagick و Inkscape و IrfanView و Pixel image editor و Paint.NET و Xara Photo & Graphic Designer وغيرها الكثير (بما في ذلك منصات تصميم الرسومات عبر الإنترنت مثل Canva ). وتشمل بعض البرامج المدمجة مع أنظمة التشغيل الشائعة التي تدعم PNG برنامج الرسام من Microsoft وبرنامجي الصور / iPhoto و Preview من Apple ، كما يُدمج برنامج GIMP غالبًا مع توزيعات Linux الشائعة .

يستخدم برنامج Adobe Fireworks (الذي كان سابقًا من إنتاج Macromedia ) صيغة PNG كصيغة ملفات أصلية، مما يسمح لبرامج تحرير الصور الأخرى وبرامج المعاينة بعرض الصورة بعد دمج الطبقات. مع ذلك، يخزن Fireworks افتراضيًا بيانات وصفية للطبقات والرسوم المتحركة وبيانات المتجهات والنصوص والمؤثرات. لا يُنصح بتوزيع هذه الملفات مباشرةً. بدلًا من ذلك، يمكن لـ Fireworks تصدير الصورة بصيغة PNG مُحسّنة بدون البيانات الوصفية الإضافية لاستخدامها على صفحات الويب، وما إلى ذلك. ^{[ 72 ]}

ظهر دعم PNG لأول مرة في عام 1997، في Internet Explorer 4.0b1 (32 بت فقط لنظام NT)، وفي Netscape 4.04. ^{[ 73 ]}

على الرغم من دعوات مؤسسة البرمجيات الحرة ^{[ 74 ]} واتحاد شبكة الويب العالمية (W3C) ^{[ 75 ]} ، وأدوات مثل gif2png ^{[ 76 ]} وحملات مثل حملة "حرق جميع صور GIF" ^{[ 77 ]} ، كان اعتماد تنسيق PNG على مواقع الويب بطيئًا نسبيًا بسبب تأخر دعمه ووجود بعض المشاكل في متصفح إنترنت إكسبلورر، لا سيما فيما يتعلق بالشفافية ^{[ 78 ]} . يُعدّ تنسيق PNG أكثر تنسيقات ملفات الصور استخدامًا على الويب منذ عام 2018 ^{[ 79 ].}

تشمل المتصفحات المتوافقة مع تنسيق PNG: Apple Safari و Google Chrome و Mozilla Firefox و Opera و Camino و Internet Explorer و Microsoft Edge وغيرها الكثير. للاطلاع على المقارنة الكاملة، راجع قسم مقارنة متصفحات الويب (دعم تنسيقات الصور) .

كانت إصدارات متصفح إنترنت إكسبلورر (ويندوز) الأقل من الإصدار 9.0 (الذي صدر عام 2011) تعاني من مشاكل عديدة منعتها من عرض صور PNG بشكل صحيح. ^{[ 80 ]}

• 4.0 يتعطل عند التعامل مع أجزاء PNG كبيرة. ^{[ 81 ]}
• لا يتضمن الإصدار 4.0 وظيفة عرض ملفات .png، ^{[ 82 ]} ولكن يوجد إصلاح في سجل النظام. ^{[ 80 ]}
• الإصداران 5.0 و 5.01 أفسدا دعم OBJECT. ^{[ 83 ]}
• يقوم الإصدار 5.01 بطباعة صور لوحة الألوان بخلفيات سوداء (أو رمادية داكنة) تحت نظام التشغيل ويندوز 98، وأحيانًا بألوان معدلة بشكل جذري. ^{[ 84 ]}
• يفشل الإصدار 6.0 في عرض صور PNG بحجم 4097 أو 4098 بايت. ^{[ 85 ]}
• لا يمكن للمتصفح 6.0 فتح ملف PNG يحتوي على جزء واحد أو أكثر من أجزاء IDAT ذات الطول الصفري. تم إصلاح هذه المشكلة لأول مرة في التحديث الأمني ​​947864 (MS08-024). لمزيد من المعلومات، راجع هذه المقالة في قاعدة معارف Microsoft: 947864 MS08-024: التحديث الأمني ​​التراكمي لمتصفح Internet Explorer. ^{[ 86 ]}
• يفقد الإصدار 6.0 أحيانًا القدرة على عرض صور PNG تمامًا، ولكن هناك العديد من الحلول. ^{[ 87 ]}
• الإصدارات 6.0 وما دونها لا تدعم شفافية قناة ألفا (ستعرض لون الخلفية الافتراضي بدلاً من ذلك). ^{[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]}
• لا يمكن للإصدارات 7.0 وما دونها الجمع بين شفافية ألفا 8 بت وعتامة العنصر ( CSS – filter: Alpha (opacity=xx)) دون ملء الأجزاء الشفافة جزئيًا باللون الأسود. ^{[ 91 ]}
• الإصدارات 8.0 وما دونها تعاني من دعم غير متناسق/معطل لمعامل جاما. ^{[ 80 ]}
• لا تدعم الإصدارات 8.0 وما دونها تصحيح الألوان. ^{[ 80 ]}

تدعم معظم توزيعات لينكس أيقونات PNG منذ عام 1999 على الأقل، في بيئات سطح المكتب مثل جنوم . ^{[ 92 ]} وفي عام 2006، أُضيف دعم أيقونات PNG إلى نظام التشغيل ويندوز فيستا . ^{[ 93 ]} كما تدعم أنظمة AmigaOS 4 و AROS و macOS و iOS و MorphOS أيقونات PNG . بالإضافة إلى ذلك، يستخدم نظام أندرويد أيقونات PNG على نطاق واسع.

بالمقارنة مع ملفات GIF ، يكون ملف PNG الذي يحمل نفس المعلومات (256 لونًا، بدون أجزاء/بيانات وصفية إضافية)، والمضغوط باستخدام برنامج ضغط فعال، أصغر حجمًا عادةً من صورة GIF. وبحسب نوع الملف وبرنامج الضغط، قد يتراوح حجم ملف PNG بين أصغر قليلًا (10%) وأصغر بكثير (50%) إلى أكبر قليلًا (5%)، ولكنه نادرًا ما يكون أكبر بكثير ^{[ 59 ]} بالنسبة للصور الكبيرة. يُعزى ذلك إلى أداء خوارزمية DEFLATE في PNG مقارنةً بخوارزمية LZW في GIF ، ولأن طبقة الضغط المسبق الإضافية في مرشحات التنبؤ في PNG تأخذ في الحسبان بنية الصورة ثنائية الأبعاد لزيادة ضغط الملفات؛ فبما أن البيانات المُفلترة تُشفّر الاختلافات بين البكسلات، فإنها تميل إلى التجمع بالقرب من الصفر، بدلًا من أن تتوزع على جميع القيم الممكنة، وبالتالي يسهل ضغطها بواسطة DEFLATE. مع ذلك، تُقدم بعض إصدارات Adobe Photoshop و CorelDRAW و MS Paint ضغطًا ضعيفًا لملفات PNG، مما يُوحي بأن GIF أكثر كفاءة. ^{[ 59 ]}

تختلف أحجام ملفات PNG بسبب عدد من العوامل:

عمق اللون

يمكن أن يتراوح عمق اللون من 1 إلى 64 بت لكل بكسل.

أجزاء إضافية

يدعم تنسيق PNG البيانات الوصفية - قد يكون هذا مفيدًا للتحرير، ولكنه غير ضروري للعرض، كما هو الحال في مواقع الويب.

متشابك

بما أن كل تمريرة من خوارزمية Adam7 تتم تصفيتها بشكل منفصل، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة حجم الملف. ^{[ 59 ]}

فلتر

في مرحلة ما قبل الضغط، تُصفّى كل سطر بواسطة مرشح تنبؤي، قد يختلف من سطر لآخر. ولأن خطوة DEFLATE النهائية تُطبّق على بيانات الصورة المُصفّاة بالكامل، فلا يمكن تحسينها سطرًا سطرًا؛ لذا فإن اختيار المرشح لكل سطر قد يكون شديد التباين، على الرغم من وجود طرق استدلالية. ^{[ ملاحظة 1 ]}

ضغط

بفضل الحسابات الإضافية، يمكن لبرامج ضغط DEFLATE إنتاج ملفات أصغر حجماً.

وبالتالي، ثمة مفاضلة بين حجم الملف وعمق الألوان العالي، والبيانات الوصفية القصوى (بما في ذلك معلومات مساحة الألوان، بالإضافة إلى المعلومات التي لا تؤثر على العرض)، والتداخل، وسرعة الضغط، وكلها تؤدي إلى ملفات كبيرة الحجم، ذات عمق ألوان أقل، وعدد أقل من الأجزاء الإضافية أو انعدامها، وبدون تداخل، وترشيح وضغط مضبوطين ولكنهما يتطلبان موارد حاسوبية مكثفة. ولأغراض مختلفة، تُختار مفاضلات مختلفة: فقد يكون الملف ذو الحجم الأقصى هو الأنسب للأرشفة والتحرير، بينما قد يكون الملف المُصغّر هو الأنسب للاستخدام على موقع ويب، وبالمثل، يُفضّل الضغط السريع ولكن الضعيف عند تحرير الملف وحفظه بشكل متكرر، بينما يُفضّل الضغط البطيء ولكن العالي عندما يكون الملف مستقرًا: عند الأرشفة أو النشر. يُعدّ التداخل مفاضلة: فهو يُسرّع بشكل كبير عملية العرض الأولي للملفات الكبيرة (يُحسّن زمن الاستجابة)، ولكنه قد يزيد من حجم الملف (يُقلّل من الإنتاجية) مقابل فائدة ضئيلة، خاصةً بالنسبة للملفات الصغيرة. ^{[ 59 ]}

بعض البرامج أكثر كفاءة من غيرها عند حفظ ملفات PNG، وهذا يرتبط بتنفيذ ضغط PNG الذي يستخدمه البرنامج.

تحفظ العديد من برامج الرسومات (مثل برنامج المعاينة من Apple) ملفات PNG مع كميات كبيرة من البيانات الوصفية وبيانات تصحيح الألوان، وهي بيانات غير ضرورية عمومًا لعرضها على الإنترنت . وتُعرف ملفات PNG غير المُحسّنة من Adobe Fireworks بهذا الأمر أيضًا، لاحتوائها على خيارات لجعل الصورة قابلة للتعديل في برامج التحرير المدعومة. كذلك، يُنتج برنامج CorelDRAW (الإصدار 11 على الأقل) أحيانًا ملفات PNG لا يمكن فتحها بواسطة Internet Explorer (الإصدارات 6-8).

لقد تحسن أداء برنامج Adobe Photoshop على ملفات PNG في مجموعة CS عند استخدام ميزة "حفظ للويب" (والتي تسمح أيضًا باستخدام PNG/8 بشكل صريح).

يحفظ برنامج Adobe Fireworks ملفات PNG أكبر حجمًا من العديد من البرامج الأخرى افتراضيًا. ويعود ذلك إلى آلية حفظ الصور فيه : إذ تتضمن الصور الناتجة عن وظيفة الحفظ في Fireworks أجزاءً كبيرة خاصة، تحتوي على معلومات الطبقات والمتجهات كاملةً. وهذا يتيح إجراء تعديلات لاحقة دون فقدان الجودة. عند الحفظ باستخدام خيار التصدير ، تُضاهي صور PNG التي ينتجها Fireworks جودة الصور التي تنتجها برامج تحرير الصور الأخرى، ولكنها تصبح غير قابلة للتعديل إلا كصور نقطية مسطحة. ولا يستطيع Fireworks حفظ صور PNG قابلة للتعديل المتجهي مع تحسين حجمها.

ومن الأمثلة البارزة الأخرى على برامج ضغط صور PNG الرديئة ما يلي:

• برنامج الرسام من مايكروسوفت لنظام التشغيل ويندوز إكس بي
• مايكروسوفت بيكتشر إت! فوتو بريميوم 9

يؤدي الضغط الضعيف إلى زيادة حجم ملف PNG ولكنه لا يؤثر على جودة الصورة أو توافق الملف مع البرامج الأخرى.

عند تقليل عمق ألوان صورة حقيقية إلى لوحة ألوان 8 بت (كما في صور GIF)، يكون حجم بيانات الصورة الناتجة أصغر بكثير. لذا، يكون حجم ملف PNG حقيقي الألوان عادةً أكبر من حجم ملف GIF مُخفَّض الألوان، مع أن PNG قد يخزن النسخة المُخفَّضة الألوان كملف مُقسَّم إلى لوحة ألوان بحجم مماثل. في المقابل، تقوم بعض الأدوات، عند حفظ الصور بصيغة PNG، بحفظها تلقائيًا بصيغة حقيقية الألوان، حتى لو كانت البيانات الأصلية تستخدم ألوان 8 بت فقط، مما يؤدي إلى زيادة حجم الملف بلا داعٍ. ^{[ 59 ]} قد يؤدي كلا العاملين إلى الاعتقاد الخاطئ بأن ملفات PNG أكبر من ملفات GIF المكافئة.

تتوفر أدوات متنوعة لتحسين ملفات PNG؛ وهي تقوم بذلك عن طريق:

• (اختياري) إزالة الأجزاء الإضافية،
• تقليل عمق اللون ، إما:
  • استخدم لوحة ألوان (بدلاً من RGB) إذا كانت الصورة تحتوي على 256 لونًا أو أقل،
  • استخدم لوحة ألوان أصغر إذا كانت الصورة تحتوي على لونين أو أربعة أو ستة عشر لونًا، أو
  • (اختيارياً) التخلص من بعض البيانات في الصورة الأصلية مع فقدان البيانات،
• تحسين اختيار المرشح سطرًا بسطر، و
• تحسين ضغط DEFLATE.

pngcrush -rem gAMA -rem cHRM -rem iCCP -rem sRGB InputFile.png OutputFile.png

بما أن الأيقونات المصممة لنظام التشغيل Windows Vista والإصدارات الأحدث قد تحتوي على صور فرعية بصيغة PNG، فإنه يمكن تطبيق التحسينات عليها أيضًا. يستطيع برنامج Pixelformer، على الأقل، إجراء عملية تحسين خاصة أثناء حفظ ملفات ICO ، مما يقلل من أحجامها.

قد تحتوي أيقونات نظام macOS أيضًا على صور فرعية بصيغة PNG، ولكن لا توجد أداة متاحة لمثل هذه الخاصية.