PNG(ピング)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

PNGは、Portable Network Graphicsの略であり、ウェブサイトなどで広く利用されている静止画のファイル形式である。この形式は、ビットマップ画像と呼ばれる種類のデジタル画像を保存・表示するために設計された。PNGの最大の特長は、画像を圧縮しても元の画質が一切失われない「非可逆圧縮（ロスレス圧縮）」を採用している点と、画像の透明度を細かく設定できる「透過性（アルファチャンネル）」をサポートしている点にある。さらに、最大で約1677万色を表現可能な「True Color（フルカラー）」に対応しており、写真のように豊富な色彩を持つ画像から、輪郭のはっきりしたイラストやロゴ、図表まで、幅広い種類の画像を高品質に表現できる。主に、ウェブサイトのロゴやアイコン、スクリーンショット、イラスト、グラフなど、透過が必要な画像や、高品位なグラフィックの表示に利用される。GIF形式が抱えていた色数制限（256色まで）や、LZW圧縮アルゴリズムに関する特許問題といった課題を解決するために、フリーでオープンな標準として開発された経緯を持つ。

PNG形式の技術的な詳細についてさらに深く見ていく。まず、その中核をなす「非可逆圧縮（ロスレス圧縮）」は、画像データを圧縮する際に、元のピクセル情報を完全に保持することを保証する技術である。これは、画像を保存し、再度開いた際に、一点のピクセルの情報も欠けることなく完全に元の状態に復元されることを意味する。PNGでは、Deflateと呼ばれる圧縮アルゴリズムが採用されている。Deflateは、データ内の繰り返しパターンを見つけて置き換えたり（LZ77アルゴリズムの原理）、出現頻度の高いデータを短い符号で表現したりする（ハフマン符号化の原理）ことで、ファイルサイズを効率的に削減する。特に、画像内に同じ色が連続する領域が多い場合や、隣接するピクセルの色が予測しやすいパターンを持つ場合、Deflateは非常に高い圧縮効果を発揮する。このため、イラストやロゴ、スクリーンショットのように、色の境界がはっきりしていて、広い範囲で同じ色が使われている画像では、品質を損なわずにファイルサイズを大幅に小さくすることが可能となる。

次に、PNGが持つ強力な機能である「透過性」についてである。PNGは、8ビットのアルファチャンネルをサポートしており、これにより256段階の透明度を表現できる。アルファチャンネルは、画像内の各ピクセルがどの程度の透明度を持つかを示す情報であり、完全に不透明な状態から完全に透明な状態まで、中間的な半透明の状態を細かく制御することが可能である。例えば、ウェブサイトのロゴを背景に溶け込ませるような表現や、複数の画像を自然に重ね合わせて複雑な合成画像を作成する際に、この高度な透過性が非常に役立つ。従来のGIF形式も透過をサポートしていたが、それは完全に透明か完全に不透明かの2段階（1ビット）に限定されていたため、PNGの透過性はデザイン表現の幅を格段に広げることになった。

さらに、PNGは「色深度」においても高い表現力を持つ。24ビットのTrue Color（フルカラー）に対応しており、これは赤、緑、青の各色をそれぞれ8ビット（256段階）で表現することで、合計で約1677万色という人間の目が識別できるほぼ全ての色を再現できることを意味する。この能力により、写真のような色のグラデーションが豊富で複雑な画像でも、滑らかで自然な色彩表現が可能である。また、PNGは256色に限定された8ビットのパレットインデックスカラーや、階調豊かな16ビットのグレースケールもサポートしており、画像の特性や用途に応じて最適な色深度を選択できる柔軟性を持っている。

PNGには他にもいくつかの注目すべき特徴がある。例えば、「インタレース表示」は、画像データがネットワークを通じて部分的にダウンロードされるたびに、画像の粗い全体像から始まり、徐々に詳細が追加されていく表示方法である。これは、インターネット回線が遅い環境下でも、ユーザーに画像の全体像を早く見せることができ、待ち時間のストレスを軽減する効果がある。また、PNGファイルは「チャンク」と呼ばれる複数のデータブロックの集合体で構成されており、画像データ本体だけでなく、画像の作成者情報、著作権情報、色空間に関する情報、画像の表示に関する「ガンマ値」といった、様々なメタデータを格納できる構造になっている。特に「ガンマ補正」は、ディスプレイデバイスによって画像の明るさや色の見え方が異なる問題を吸収し、どの環境でも一貫した色合いで画像が表示されるように調整するための重要な機能である。

PNGのメリットは、高画質、ロスレス圧縮による劣化のない品質保持、そして高度な透過性にあるため、ロゴ、イラスト、スクリーンショット、図表など、輪郭がはっきりしており、透過が必要な画像や、テキストを含む画像、色の変化が少ない画像に特に適している。一方で、写真のような非常に複雑で色数の多い自然画の場合、JPEG形式の方がはるかに高い圧縮率を達成できるため、PNGのファイルサイズは大きくなりがちであるというデメリットもある。また、PNG自体はアニメーションをサポートしない（APNGという拡張形式は存在するが、一般的な標準ではない）ため、動画やアニメーションが必要な場合はGIFやWebPといった他の形式が選択肢となる。PNGは、ウェブ標準として、高品位な静止画像を、品質を損なわずに効率的に配信するための強力なツールとして、今後もその重要性を維持し続けるだろう。