PNG (siglas en inglés de Portable Network Graphics, Gráficos de Red Portátiles, pronunciadas "ping") es un formato gráfico basado en un algoritmo de compresión sin pérdida para bitmaps no sujeto a patentes. Este formato fue desarrollado en buena parte para solventar las deficiencias del formato GIF y permite almacenar imágenes con una mayor profundidad de contraste y otros importantes datos.
Las imágenes PNG usan la extensión .png y han obtenido un tipo MIME (image/png) aprobado el 14 de octubre de 1996.
Un archivo PNG empieza con una firma de 8 bytes, los valores en hexadecimal son: 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A, los valores decimales son: 137 80 78 71 13 10 26 10; cada valor está ahí por una razón específica.
Después de la cabecera se encuentran una serie de segmentos de los cuales cada uno guarda cierta información acerca de la imagen. Los segmentos se auto declaran como puntos críticos (critical) o auxiliares (ancillary) de modo que un programa que encuentre un segmento auxiliar y no lo entienda puede ignorarlo sin peligro. La estructura basada en segmentos está diseñada para poder ampliar el formato PNG manteniendo la compatibilidad con versiones antiguas.
Cada una de las secciones tiene una cabecera que específica su tamaño y tipo, inmediatamente seguido de los datos y el checksum de los datos. Las secciones tienen un nombre de 4 letras que es sensible a las mayúsculas. El uso de mayúsculas o minúsculas en dicho nombre provee a los decodificadores de información acerca de las secciones que no son reconocidas.
Si la primera letra es mayúscula esto indica que la sección es esencial, en caso contrario será auxiliar. Las secciones esenciales son necesarias para leer el fichero, si el decodificador encuentra una sección esencial que no reconoce debe abortar la lectura.
En caso de que la segunda letra sea mayúscula esto significará que la sección es pública en la especificación o el registro de secciones para propósitos especiales, en caso contrario será privada (no estandarizada). Este uso de mayúsculas y minúsculas asegura que nunca haya conflictos entre secciones públicas y privadas.
La tercera letra debe estar en mayúsculas para cumplir las especificaciones de PNG y está reservada para futuras expansiones.
La cuarta letra indica si es seguro copiar la sección en caso de que no sea reconocida, en caso de estar en minúsculas es seguro copiar la sección sin importar la cantidad de modificación que haya sufrido el fichero, si es mayúscula solo se deberán copiar si no hay secciones críticas que hayan sufrido modificaciones.
Un decodificador debe ser capaz de entender estas secciones para leer y renderizar un PNG:
Otros atributos que pueden ser guardados en una imagen PNG son: valores de gamma, color del fondo e información textual. PNG también soporta corrección de color con el uso de sistemas de manejo del color como sRGB.
La primera letra en minúsculas de estas secciones indica que no son necesarias en la especificación de PNG, la última letra en minúsculas indica que es seguro copiarlas incluso si la aplicación en cuestión no las entiende.
Otros atributos que pueden ser almacenados en un PNG incluyen valores de corrección gamma, color de fondo y metadatos. PNG además también utiliza la corrección de color que utilizan los sistemas de administración de color como el sRGB. Algunos programas como Adobe Photoshop disponen de este sistema.
Las imágenes en formato PNG pueden ser imágenes de paleta indexada o estar formadas por uno o varios canales. Si existe más de un canal, todos los canales tienen el mismo número de bits por píxel (también llamado profundidad de bits por canal). Aunque en la especificación oficial del PNG se nombra la profundidad de bits por canal, normalmente los programas de edición nombran solo la cantidad total de bits por píxel, es decir, la profundidad de color.
El número de canales depende de si la imagen es en escala de grises o en color y si dispone de canal alfa (también llamado canal de transparencia). La combinaciones permitidas por PNG son:
Por otra parte, las imágenes indexadas disponen de un tope de 256 colores como máximo. Esta paleta de colores está almacenada con una profundidad de canal de 8 bits. La paleta no puede tener más colores que los marcados por la profundidad de bits, es decir 28=256 colores, aunque sí puede tener menos (por ejemplo, una imagen de 50 colores solo almacenará 50 entradas, evitando almacenar datos que no son utilizados).
La tabla expuesta a la derecha indican la profundidad de color para cada formato de imagen que soporta PNG. Esta se extrae de la profundidad de bits por canal y se multiplica por el número de canales. Las casillas en rojo representan combinaciones no soportadas. El estándar requiere que los decodificadores puedan leer todos los formatos disponibles, pero muchos editores de imagen solo pueden generar un pequeño subconjunto de ellos.
PNG ofrece una gran variedad de opciones de transparencia: con color verdadero o escala de grises, incluso un solo píxel puede ser declarado transparente o puede añadirse un canal alfa. Para imágenes que usan paletas se puede añadir un canal alfa en las entradas de la paleta. El número de dichos valores almacenados puede ser menor que el total de entradas en la paleta, de modo que el resto de las entradas se considerarán completamente opacas. La búsqueda de píxeles con transparencia binaria debe hacerse antes de cualquier reducción de color para evitar que algunos píxeles se conviertan en transparentes accidentalmente.
A diferencia de la transparencia ofrecida por GIF que solo puede tomar 2 valores (completamente transparente o completamente opaco), el canal alfa de PNG permite utilizar mayor profundidad de bits para lograr efectos de semi-transparencia, propios de objetos translúcidos. Por ejemplo, con una profundidad de 8 bits para transparencias se pueden conseguir 28 = 256 grados diferentes de transparencia, como si se tratara de un color.
El método de compresión utilizado por el PNG es conocido como deflación (en inglés "Deflate algorithm"). También existen métodos de filtrado. En la especificación 1.2 se define un único tipo de filtro, que incluye 5 modos de predicción del valor del píxel, que resulta muy útil para mejorar la compresión, donde se elige para cada línea de la imagen (scanline) un método de filtrado que predice el color de cada píxel basándose en los colores de los píxeles previos y resta al color del píxel actual, el color pronosticado. Los cinco métodos son: None, Sub, Up, Average y Paeth.
Estos filtros pueden reducir notablemente el tamaño final del archivo, aunque depende en gran medida de la imagen de entrada. El algoritmo de compresión puede encargarse de la adecuada elección del método que mayor reducción ofrezca.
El tipo de media MIME para PNG es "image/png" (aprobado el 14 de octubre de 1996).
APNG es una extensión de PNG que soporta animación. Este formato soporta el visionado de una sola imagen en caso de que el decodificador no entienda el archivo. Es aceptado por múltiples navegadores y tiene extensión .png.
Por otro lado, MNG es un formato de imagen que soporta animación y está basado en las ideas y en algunas secciones de PNG, pero es un sistema complejo y no permite el visionado de una sola imagen en caso de no existir soporte completo en el visualizador de imágenes pertinente.
PNG y JPEG son formatos que están diseñados para funciones diferentes, por lo que únicamente se puede realizar una comparación generalista:
Algunas versiones de algunos navegadores web presentan los valores de corrección gamma incluso cuando no están especificados en el PNG. Navegadores conocidos con problemas de visualización de PNG:
El efecto final es que el color mostrado en el PNG no coincide con el esquema de color del resto de la página web. Una forma sencilla de evitar esto es volviendo a codificar el PNG truncando ciertos atributos. Algunas utilidades para tal fin:
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