JPEG 与 PNG：如何选择合适的图片格式
了解 JPEG 和 PNG 的优势，为图片选择更合适的格式
04. October 2024 作者 Bianca Palmer Updated on 30. October 2024
在纠结该用哪种图片格式、JPEG 还是 PNG，以及人们为什么会选择其中一种吗？下面是这两种常用格式的主要区别，帮助您为自己的项目选对格式。
基础知识：JPEG 与 PNG
JPEG 和 PNG 是最常见的两种图片格式，但各有不同的优势。 JPEG 非常适合照片和复杂图像，而 PNG 则更适合图形和需要透明效果的图片。两种格式会根据不同使用场景来选择。
它们之间有三个关键差异：
1 JPEG 与 PNG：透明度
第一个主要区别是透明度。PNG 支持透明像素，而 JPEG 不支持。 像素由三种原色（RGB）组成，而 PNG 还包含一个称为 Alpha 通道的第四个通道，用来定义透明度。如果像素的 Alpha 值为 0，则完全不可见；为 100，则完全不透明。JPEG 像素则必须始终不透明。
2 压缩：无损与有损
另一个关键区别在于每种格式的压缩方式。 PNG 使用无损压缩，也就是说图片在压缩后仍保留全部原始数据。这使 PNG 非常适合需要清晰、细节丰富图像的场景。
相反，JPEG 使用有损压缩，会丢弃部分图像数据以减小文件大小。这样虽然能让 JPEG 文件更小、加载更快，但也会造成一定画质损失，尤其是在压缩率很高时。不过，对于大多数照片来说，这种损失通常不易察觉。
3 文件大小
通常，PNG 文件能保持较高质量，但体积会更大。JPEG 可以将文件压缩到更小的体积，因此在网页中更高效。在较高质量设置下，JPEG 看起来可能与 PNG 相近，但整体占用空间通常更小。
最大位深：色彩优势
PNG 与 JPEG 的一个关键差异是位深，它直接影响格式可以呈现的颜色数量。
简单来说，位深表示每个通道（如红、绿或蓝）可以显示多少种色阶。标准的 8 位图像每个通道可显示 256 级色阶，总共约 1600 万种可能颜色。
JPEG 的上限是每通道 8 位，这通常已经足够。人眼大约只能分辨 1000 万种颜色，大多数消费级显示器也只支持 8 位色，因此在日常使用中 JPEG 的限制很少被注意到。而 PNG 可支持每通道 16 位，可呈现约 281 万亿种颜色。
为什么这很重要？
人眼对某些颜色（如蓝色）不太敏感，但对绿色非常敏感。更高的位深有助于保留这些色调中的细微变化。在编辑图像时，更多位数也提供更大的调整空间。位深较低的图像在调整亮度或对比度时质量会迅速下降，出现条带现象，让渐变看起来像一块块分段而非平滑过渡。
深入了解 JPEG
当您看到 .jpg and .jpeg时，无需感到困惑。它们是同一种格式，“.jpg” 只是为了兼容早期仅支持三字符扩展名的文件系统而出现的写法。
JPEG 最大的优点是您可以大幅调整 压缩级别（也称为 JPEG 质量）。您可以将其设置为从 0%（低质量、高压缩）到 100%（接近无损）。虽然 0% 质量的 JPEG 放大后看起来非常糟糕，但在较小尺寸下的观感往往仍然可以接受。
JPEG 还会使用如 色度抽样（chroma subsampling）等技术，对色彩数据进行压缩，同时保留亮度信息。这种方式之所以有效，是因为在人类视觉中，对亮度变化比对细微颜色变化更敏感，特别是在正常观看条件下。
深入了解 PNG 图像格式
PNG（可移植网络图形，Portable Network Graphics） 是一种被广泛使用的图像格式。不过，它在压缩和色彩保存上的机制比表面看起来更复杂。
压缩级别
PNG 支持 0 到 9 的可选压缩级别。在级别 0 时，不进行压缩，保存速度快但文件较大。级别 9 则通过更多计算尽量减小文件体积，因此压缩时间更长。最低和最高压缩级别之间的体积差通常只有约 10% 到 15%。无论使用哪个级别，PNG 始终是无损的，它会保留所有图像数据，不像 JPEG 这类在压缩过程中会丢弃数据的格式。
色彩存储选项
PNG 提供多种存储色彩信息的方式：
- 真彩色（TrueColor）： 这是标准方式，每个像素以 RGB 值存储，具体色阶数量取决于是 8 位还是 16 位。TrueColor 可以完整保留颜色精度。
- 索引颜色模式（Indexed Color Mode）： 这是一种调色板系统。索引模式只保存图像中最常见的 256 种颜色，大幅减小文件体积，但也降低了颜色精度。在这种模式下，每个像素只引用调色板中的一种颜色，而不是存储完整的 RGB 值，因此文件更小，但图像质量也会下降。
关于无损的常见误解
虽然 PNG 通常被认为是无损格式，但在使用索引颜色模式时其实会引入有损压缩。
例如，Photoshop 等工具提供的“8 位 PNG”选项，并不是指每通道 8 位，而是指总共仅有 256 种颜色。如果您预期得到全彩 PNG，这一点可能会让人困惑，因为最终文件只支持有限的色彩范围，而非 TrueColor 中可用的 1600 万种颜色。了解这一点，有助于您在使用 PNG 时更好地优化图片，在文件大小和质量之间取得平衡。
动画 PNG（APNG）
动画 PNG（Animated PNGs） 是 PNG 格式的一种扩展，虽然使用并不算普及。它由一系列 PNG 图片组成，每一张作为一帧叠加在一起。
APNG 格式会定义每一帧的显示时长，从而形成简单的动画。与 MPEG 等视频格式不同，动画 PNG 不支持帧间压缩，因此结构相对简单。它既可以使用标准 PNG 扩展名，也可以使用专门的 APNG 扩展名。
JPEG 与 PNG：如何选择合适格式
在选择使用哪种格式时，请考虑以下几点：
- 透明度需求： 如果图像需要透明背景，请选择 PNG。
- 质量与文件大小： 如果不需要透明度，JPEG 和 PNG 都可以使用，但 JPEG 通常在没有明显质量损失的情况下生成更小的文件，除非进行大量编辑或大幅放大。
- 质量保留： 如需保持图像原始质量，请使用 PNG。只要避免以索引颜色模式保存，否则会大幅降低色彩深度。
总结
了解这两种格式有助于你在图像质量与性能之间做好权衡，选择适合自己需求的选项。
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