Portable Network Graphics

Historie a vývoj

Impuls pro vytvoření formátu PNG přišel v roce 1994, kdy po dohodě firem Unisys a CompuServe došlo k licenčnímu zpoplatnění použití formátu GIF. Upravená licence se pak začala vztahovat nejen na velké firmy, ale i na programátory vyvíjející freeware, shareware a také programy šířené pod volnou licencí (GPL). +more Tato politika vyvolala velkou vlnu odporu, která vyvrcholila akcí „Burn All GIFs“, které se zúčastnily jak velké softwarové firmy, tak samotní programátoři na svých soukromých stránkách.

16. +more ledna 1995 firma CompuServe zahájila vývoj nového grafického formátu GIF, který měl nahradit stávající GIF. Nový formát pod názvem GIF24 neměl být zatížený patenty (změna komprimačního algoritmu), maximální počet barev měl být zvýšen z 256 na 16 milionů.

Současně s vývojem GIF24, avšak ne u žádné softwarové firmy, se začalo s vývojem naprosto nového formátu, který neměl být vázán žádným patentem ani vztahem k žádné firmě a předčil by tehdejší grafické formáty (především GIF, JPEG). Původní název zněl PBF (Portable Bitmap Format), ale posléze byl změněn na PNG (Portable Network Graphics).

7. +more března 1995 Glenn Randers-Pehrson zveřejnil úplně první obrázky ve formátu PNG, které jsou i současnými dekodéry čitelné a dostupné na [url=http://78. 108. 103. 11/MIRROR/png_ftp/png/images/png]zrcadle[/url].

Chronologie zveřejňování standardu: * 1. +more října 1996 - byla uvolněna verze 1. 0 se standardem RFC a W3C. * 31. prosince 1998 - verze 1. 1, s malým počtem změn a přidáním tří nových chunků. * 11. srpna 1999 - verze 1. 2, přidání jednoho speciálního chunku. * 10. listopadu 2003 - Z PNG se stává mezinárodní norma (ISO/IEC 15948:2003). Tato verze PNG je mírně odlišná od verze 1. 2, ale není zde žádný nový chunk. * 3. března 2004 - [url=http://www. iso. org/iso/en/CatalogueDetailPage. CatalogueDetail. CSNUMBER=29581&scopelist=PROGRAMME]ISO/IEC 15948:2004[/url]. * 13. července 2017 - schválena podpora pro Exif.

Technické detaily

Soubor PNG se skládá z hlavičky souboru a série chunků (datových bloků, doslova kusů, soust nebo špalků).

Hlavička souboru

Hlavička souboru (nikoliv hlavička obrazu - ta bude popsána níže) neboli magické číslo v PNG má délku 8 bytů a je v každém souboru stejná. Hexadecimálně má podobu 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A.

Chunky

Každý chunk zprostředkovává jistou informaci o obrazu nebo metadatech. Chunky jsou sémanticky samostatné (přímo se nepojí s jinými částmi souboru). +more Chunky se rozdělují na „rozhodující“ (critical) a „pomocné“ (ancillary). Rozdělení na chunky dovoluje slučitelnost obrazů PNG se staršími verzemi, stejně jako rozšiřitelnost o případné nové.

Každý chunk se skládá ze čtyř částí: délky obsahu (4 bajty), typu/názvu (4 bajty), samotných dat a kontrolního součtu (4 bajty). Díky tomuto návrhu mohou dekodéry formátu přeskakovat pomocné chunky, aniž by je musely číst; kontrolní součet přispívá k detekci chyb při zpracování.

Typy chunků

Typ je popsán čtyřmi znaky v ASCII (název chunku sestává vždy z písmen) s rozlišením velkých a malých písmen. Použití velkého nebo malého písmena (pátý bit v kódu ASCII) v sobě nese informaci o povaze chunku v případě jeho nerozeznatelnosti.

* První znak signalizuje, zda je chunk rozhodující: velké písmeno znamená rozhodující chunk, malé pak pomocný. Rozhodující chunk obsahuje informaci, která je nezbytná k načtení obrazu. +more Naopak jakýkoliv pomocný chunk, kterému dekodér nerozumí, může bezpečně ignorovat. * Druhý znak informuje, zda je chunk „veřejný“ (jedná se o jednoúčelový chunk) nebo „privátní“ (není standardizován). Velké písmeno značí veřejný a malé privátní chunk. To zajistí, že veřejný a privátní znak chunku se nemohou nikdy vzájemně střetnout. * Třetí znak musí podle specifikace PNG být velké písmeno. Je rezervovaný pro budoucí rozšíření. V případě malého písmene by měl dekodér jednat s tímto chukem jako s jakýmkoliv jiným neznámým. * Čtvrtý znak signalizuje, jestli je chunk bezpečný ke kopírování pomocí editorů, které ho nerozeznají. Je-li čtvrtý znak malé písmeno, chunk může být bezpečně kopírován bez ohledu na rozsah modifikací souboru. Je-li čtvrtý znak velké písmeno, může být kopírován, jen pokud se modifikace nedotýkají žádných rozhodujících chunků.

Komprese

PNG používá bezeztrátovou kompresi se 2 základními kroky: # Filtrování - snaha objevit běžné vzory (např. barevné pruhy, gradienty) pro zvýšení účinnosti dalšího kroku # Komprese - využívá metodu DEFLATE (stejně jako komprimační knihovna zlib), tj. +more kombinaci slovníkového algoritmu LZ77 a Huffmanova kódování.

Prokládání

Ukázka prokládání Adam7 na obrázku o rozměrech 16×16 pixelů PNG nabízí volitelné prokládání pomocí dvourozměrného sedmiprůchodového algoritmu Adam7. +more Jedná se o pokročilejší prokládání než jednorozměrné čtyřprůchodové prokládání u formátu GIF - umožňuje lepší zobrazení obrázku v dřívější fázi přenosu souboru, obzvlášť při použití interpolace, např. bikubické interpolace.

Sedmiprůchodový algoritmus však obvykle zhoršuje kompresní poměr víc než jednodušší algoritmy.

Porovnání s jinými formáty

GIF

GIF podporuje nejvýš 8bitovou barevnou paletu (maximálně 256 barev). PNG podporuje i 24 bitů na pixel (8 bitů na kanál) a 48 bitů na pixel (16 bitů na kanál), což umožňuje lepší podání barev, jemnější barevné přechody atd. +more S přidaným alfa kanálem je k dispozici až 64 bitů na pixel. * PNG nabízí širší možnosti průhlednosti než GIF, včetně alfa kanálu. * Ve většině případů PNG dosahuje lepšího kompresního poměru než GIF. Jen u některých malých obrázků to je naopak. * GIF podporuje jednoduché animace. PNG sám o sobě nikoliv (podporují je odvozené, málo rozšířené formáty APNG a MNG, které byly za tím účelem vytvořeny). * Při konverzi z PNG na GIF dochází ke ztrátě kvality v případě, že PNG obsahuje víc než 256 barev (takové snížení barevné hloubky se obvykle projeví zmenšením souboru, což může vést k mylnému závěru, že GIF má lepší kompresi). * Prokládání v PNG umožňuje dřívější rozpoznání obsahu stahovaného obrázku než prokládání v GIF. * Oba formáty jsou podporované širokou softwarovou základnou.

JPEG

Porovnání JPEG a PNG: všimněte si roztřepených okrajů v JPEG oproti čistým okrajům PNG.

JPEG může vytvářet menší soubory než PNG pro fotografie a fotorealistické vizualizace, protože JPEG používá ztrátovou kompresi speciálně navrženou pro fotografii. PNG má ve stejné kvalitě až 5-10× větší soubory.

PNG je naopak lepší než JPEG pro obrázky obsahující text, čárovou grafiku, čisté barevné plochy a ostré rozhraní barev. JPEG nepodporuje průhlednost (indexové barvy, alfa kanál). +more Tam, kde se vyskytují jak fotografické, tak grafické prvky, je potřeba se rozhodnout mezi čistým zobrazováním bezeztrátového PNG, nebo malým souborem ztrátového JPEG.

JPEG je také špatným rozhodnutím pro archivování obrázků pro další zpracování a fotomontáž. To dělá PNG vhodnějším pro ukládání dočasných fotografií vyžadujících fotomontáž. +more Teprve finální fotografie určená k distribuci může být uložena jako JPEG se ztrátou detailů pouze pro jednu generaci.

PNG i JPEG umožňují ukládání metadat ve formátu Exif.

Reference

Externí odkazy

[url=https://www. w3. +moreorg/TR/PNG/]Specifikace PNG[/url] na webu W3C * [url=https://www. root. cz/clanky/png-is-not-gif/]Porovnání formátů PNG a GIF[/url] - článek na Root. cz * [url=https://www. root. cz/clanky/anatomie-grafickeho-formatu-png/]Anatomie grafického formátu PNG[/url] - článek na Root. cz * [url=http://advsys. net/ken/utils. htm]PNGOUT[/url] Malý freeware program pro maximální kompresi PNG.

Kategorie:Formáty rastrové grafiky Kategorie:Digitální fotografie Kategorie:Otevřené formáty