自分の用途に最適な画像形式は JPEG と PNG のどちらか知りたいですか？ それとも、両者の違いや、人々がどちらかを選ぶ理由が気になっていますか？ この2つの代表的な形式の重要な違いを分かりやすく整理し、プロジェクトに合った正しい選択ができるようにします。
基本：JPEG と PNG
JPEG と PNG は最も一般的な画像形式の1つですが、それぞれ得意分野が異なります。 JPEG は写真や複雑な画像に適しており、 PNG はグラフィックや透過が必要な画像に最適です。どちらの形式も、状況に応じて異なる目的で使い分けられます。
主な違いは次の3点です。
1 JPEG と PNG：透過
最初の大きな違いは透過です。PNG は透過ピクセルをサポートしますが、JPEG は対応していません。 ピクセルは3つの原色（RGB）で構成されており、PNG には透過度を定義するアルファチャンネルという4つ目のチャンネルがあります。ピクセルのアルファ値が 0 の場合は見えなくなり、100 の場合は完全に不透明になります。JPEG のピクセルは常に不透明でなければなりません。
2 圧縮方式：可逆 vs 非可逆
もう1つの重要な違いは、画像の圧縮方法です。 PNG は可逆圧縮を採用しており、圧縮しても元の画像データがすべて保持されます。そのため、くっきりとした細部まで必要な画像に最適です。
一方、JPEG は非可逆圧縮を使用し、ファイルサイズを小さくするために一部の画像データを破棄します。これにより JPEG ファイルは小さくなり読み込みも速くなりますが、特に強く圧縮すると画質が低下します。ただし、ほとんどの写真ではその劣化はあまり目立ちません。
3 ファイルサイズ
一般的に、PNG ファイルは画質を維持できる反面、サイズが大きくなります。JPEG ははるかに小さいサイズまで圧縮できるため、ウェブでの利用に効率的です。高品質な JPEG は見た目が PNG とほとんど変わらない場合でも、必要な容量は少なく済むことが多いです。
最大ビット深度：色数の違い
PNG と JPEG の重要な違いの1つにビット深度があり、これは扱える色の数に直接関係します。
前提として、ビット深度とは各チャンネル（赤・緑・青など）が表現できる色の段階数を指します。標準的な 8 ビット画像では、1 チャンネルあたり 256 階調を表現でき、これは約 1,600 万色に相当します。
JPEG の上限は1 チャンネルあたり 8 ビットで、これは決して少なくはありません。人間の目が識別できる色は約 1,000 万色程度とされているためです。また、多くの一般的なモニターも 8 ビットカラーまでしか対応していないため、日常的な用途では JPEG の制限が問題になることはあまりありません。一方で PNG は1 チャンネルあたり 16 ビットまで扱え、2 兆 8,100 億という膨大な色数を表現できます。
なぜ重要なのか？
人間の目は青など一部の色には鈍感な一方で、特に緑の変化には敏感であり、高いビット深度はそうした微妙な色合いの違いを保つのに役立ちます。さらに、画像を編集する際にはビット数が多いほど調整の自由度が高くなります。ビット深度の低い画像は、明るさやコントラストを調整するとすぐに画質が落ち、グラデーションが滑らかではなく段階的に見える「バンディング」が発生しやすくなります。
JPEG をさらに詳しく
「 .jpg and .jpeg」といった表記を見ても、戸惑う必要はありません。どちらも同じ形式で、「.jpg」は 3 文字の拡張子しか扱えなかった古いファイルシステムが由来です。
JPEG の最大の特長は、 圧縮レベル、つまり JPEG 品質を細かく調整できる点です。0%（低品質・高圧縮）から 100%（ほぼ可逆）まで設定できます。品質 0% の JPEG は拡大するとひどく見えるかもしれませんが、小さいサイズで表示すると意外と見栄えが良いことも多いです。
また JPEG には、 クロマサブサンプリングのような仕組みもあります。これは輝度情報を保ったまま色情報だけを圧縮する方法です。人間の目は通常の閲覧環境では、色のわずかな変化よりも明るさの変化に対して敏感であるという特性をうまく利用しています。
PNG 画像形式についてさらに詳しく
PNG（Portable Network Graphics） は広く利用され、評価されている画像形式です。しかし、その圧縮方法や色の保持方法には、見た目以上にさまざまな工夫があります。
圧縮レベル
PNG では 0 から 9 までの任意の圧縮レベルを指定できます。レベル 0 では圧縮を行わないため保存は速い反面、ファイルサイズは大きくなります。一方、レベル 9 の圧縮ではファイルサイズを最小限に抑えるために多くの計算を行うため、保存に時間がかかります。最小レベルと最大レベルのファイルサイズの違いは、多くの場合 10～15% 程度にとどまります。どのレベルでも PNG は可逆形式であり、JPEG のように圧縮時にデータを破棄することはありません。
色の保存オプション
PNG には、色情報を保存するいくつかの方法があります。
- TrueColor: 各ピクセルを RGB 値で保持する標準的な方法で、8 ビットまたは 16 ビットかによって階調数が変わります。TrueColor はフルカラーの精度を保ちます。
- インデックスカラー（Indexed Color）モード: パレット方式で、画像内でもっともよく使われる 256 色だけを保存することでファイルサイズを大幅に削減しますが、色再現性は制限されます。このモードでは各ピクセルが RGB 値をそのまま持つのではなく、パレット内の色を参照するため、ファイルサイズは小さくなる一方で画質は低下します。
「可逆」の誤解
PNG は一般的に可逆形式と考えられていますが、インデックスカラーモードを使うと非可逆圧縮が発生します。
例えば Photoshop などのツールにある「8-bit PNG」オプションは、1 チャンネルあたり 8 ビットという意味ではなく、合計 256 色のみを扱うという意味です。フルカラーの PNG を期待していると、TrueColor で扱える 1,600 万色と比べて色数が大きく制限されたファイルになり、思わぬ結果になることがあります。こうした仕組みを理解しておくことで、PNG 利用時にファイルサイズと画質のバランスを取りながら、より適切に画像を最適化できます。
アニメーション PNG（APNG）
アニメーション PNG は PNG 形式を拡張したもので、広く普及しているとは言えませんが興味深い形式です。基本的には、フレームとして指定された複数の PNG 画像を順番に重ねた構造になっています。
APNG 形式では、各フレームをどのくらいの時間表示するかを指定し、簡単なアニメーションを実現します。MPEG などの動画形式と異なり、アニメーション PNG はフレーム間圧縮をサポートしていないため、構造が比較的シンプルです。拡張子は通常の PNG と同じもの、または APNG 専用の拡張子を使用できます。
JPEG vs PNG：最適な形式の選び方
どの形式を使うか決めるときは、次の点を考慮しましょう。
- 透明性が必要かどうか: 画像に透明部分が必要な場合は、PNGを選びましょう。
- 品質とファイルサイズのバランス: 透明性が不要であれば、JPEGとPNGのどちらも適していますが、JPEGは通常、特に大きく編集したり拡大表示したりしない限り、画質の差がほとんど分からないまま、より小さなファイルサイズになります。
- 画質を保ちたい場合: 元の画質を維持したいなら、PNGを選びましょう。ただし、インデックスカラー（インデックスカラー）モードで保存しないよう注意してください。色数が大きく減少し、色深度が低下する可能性があります。
まとめ
これら2つの形式の特性を理解することで、用途に合った形式を選びやすくなり、画像の品質とパフォーマンスを最適化できます。
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