Сжатие PNG

PNG хранит каждый пиксель точно, поэтому не может отбрасывать детали так, как это делает JPEG. Зато он может использовать повторяемость. Каждая строка сначала проходит через фильтр, который кодирует пиксели как разницу с соседними, а затем результат сжимается алгоритмом DEFLATE — тем же, что используется в ZIP. Оба этапа выигрывают от предсказуемости данных: чем чаще повторяется один и тот же байтовый паттерн, тем плотнее упаковывается файл.

Именно уменьшение количества различных цветов создаёт эту предсказуемость. Скриншот прямо с телефона может содержать сорок тысяч едва отличающихся оттенков, большинство из которых — вариации в один пиксель, незаметные никому. Сведение их к палитре из 256 тщательно подобранных цветов почти ничего не меняет визуально, но делает данные пикселей значительно более повторяющимися, а остальное довершает DEFLATE. Контейнер остаётся без потерь; упрощается сначала само изображение внутри него.

Именно поэтому результаты оптимизации PNG так резко различаются в зависимости от содержимого. Логотип из восьми однородных цветов уже находится почти на пределе палитры и может уменьшиться совсем незначительно. А скриншот интерфейса, насыщенный градиентами, способен потерять 60% размера вообще без видимых изменений.

Правильный размер палитры полностью зависит от того, сколько непрерывных тональных переходов содержит изображение. Плоская графика выдерживает жёсткое сокращение цветов, потому что изначально их было немного; всё, что содержит градиенты, тени или фотографический контент, требует запаса, иначе появится бэндинг — плавный переход распадётся на заметные ступени.

Дизеринг — способ смягчить эту проблему. Он распределяет ошибку округления между соседними пикселями, чтобы глаз снова воспринимал их как плавный градиент, а не видел резкие границы между записями палитры. Это стоит нескольких процентов размера файла, потому что делает данные чуть менее повторяющимися, — в этом и заключается компромисс: немного размера обратно в обмен на градиенты, которые выглядят цельно. Оставляйте его включённым для всего фотографического и отключайте для плоской графики, где он только добавляет шум.

PNG часто используют для изображений, которым он вообще не подходит. Фотография, сохранённая в PNG, обычно в пять-десять раз больше той же фотографии в формате JPEG с качеством 85, и никакое уменьшение палитры не устраняет этот разрыв — формат просто не рассчитан на непрерывные тональные переходы. Если изображение снято камерой и не содержит прозрачности, конвертация даст гораздо больший выигрыш, чем сжатие.

Обратная ошибка встречается не реже. Скриншоты с текстом, логотипы с резкими границами и линейная графика плохо выглядят в JPEG при любом разумном качестве, потому что основанное на частотах преобразование смазывает чёткие границы и оставляет ореолы вокруг букв. Таким изображениям место в PNG, где они зачастую оказываются даже меньше по размеру, чем JPEG, да ещё и пиксель-в-пиксель точны.