PNGの解説(基本情報技術者シラバス用語)

目次

PNGとは

PNGとは、インターネット上でよく使われる静止画のファイル形式の一つです。PNGは「可逆圧縮」という仕組みを採用しているため、画像を圧縮しても画質が一切劣化せず、元の綺麗な状態のまま保存できます。また、画像の背景を透明にする「透過処理」に対応している点も大きな特徴です。イラスト、ロゴ、図表など、境界線がはっきりした画像や、文字を含む画像の保存に非常に適しています。ただし、写真のように色数が非常に多い画像では、JPEGに比べてファイルサイズが大きくなりやすい傾向があります。

具体例

Webサイトで使われる背景が透明な会社の「ロゴマーク」や、キャラクターの「イラスト素材」の多くはPNG形式(拡張子 .png)で保存されています。透過機能を使うことで、Webサイトの背景色を変えてもロゴが四角い白い枠で囲まれることなく、背景に溶け込むように綺麗に表示させることができます。また、パソコンの画面を撮影するスクリーンショットも、文字をクッキリ残すためにPNGがよく使われます。

もう少し詳しく

PNG(Portable Network Graphics)は、1990年代半ばにW3C(World Wide Web Consortium)によって標準化された静止画フォーマットです。開発された背景には、当時広く使われていた「GIF(Graphics Interchange Format)」という形式の圧縮技術(LZW)に関して特許使用料の問題が発生したため、特許フリーでGIFの代替となり、さらにそれを上回る高機能なフォーマットを作ろうという意図がありました。

PNGの優れた特徴の一つは、透明度の表現力です。GIFでは「透明か不透明か」の2値しか表現できませんでしたが、PNGは「アルファチャンネル」と呼ばれる透明度(不透明度)の情報をデータ内に持つことができます。これにより、完全に透明な背景だけでなく、「半透明(すりガラスのような表現や、薄い影の表現)」を美しく滑らかに表示することが可能です。

また、PNGには主に2つの表現モードがあります。
1. インデックスカラーモード(PNG-8):最大256色で表現するモード。GIFと同様にファイルサイズを極めて小さくできます。
2. フルカラーモード(PNG-24 / PNG-32):約1677万色のフルカラーを表現できるモード。PNG-32はフルカラーに加えて256段階の透明度(アルファチャンネル)を保持できます。

圧縮アルゴリズムには、ZIPファイルでも使われている「Deflate」という可逆圧縮方式を採用しており、画像の輪郭部分や単色で塗りつぶされた領域を非常に効率よく縮小します。そのため、CAD図面やスクリーンショット、文字入りのバナー画像などでは、にじみのない極めてシャープな表現が得られるのが最大のメリットです。

試験でのポイント

IT試験対策として、PNGの特徴と他の画像形式(特にJPEG、GIF)との機能差を正しく把握しておく必要があります。

試験で問われやすい特徴の整理: ・可逆圧縮方式である:何度保存を繰り返しても元の画質から劣化しません。 ・透過処理が可能:アルファチャンネルによる「半透明」の処理に対応している点が、GIFやJPEGとの大きな違いです。 ・アニメーションには原則非対応:GIFのように単体でパラパラ漫画のようなアニメーションを行うことはできません(※のちにMNGやAPNGという派生規格が作られましたが、試験上はPNGはアニメーション非対応と覚えておくのが一般的です)。 ・写真での利用:フルカラーの写真をPNGで保存すると、すべての微細な色情報を保持しようとするため、非可逆圧縮のJPEGに比べてファイルサイズが数倍から数十倍に膨れ上がってしまいます。そのため、写真には向いていません。

「GIFの特許問題から代替として開発され、可逆圧縮で透過処理ができる画像形式はどれか」といった問われ方に対して、PNGを選べるようにしておきましょう。

関連する用語

PNGを理解する上で比較対象となる「JPEG」や「GIF」は最も密接な用語です。また、PNGの圧縮にも使われるデータ圧縮方式の「可逆圧縮」や、透明度を表現するためのチャネル情報である「アルファチャンネル」なども関連する重要なキーワードです。

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