PNG vs GIF

PNG para imagem parada; GIF só quando alguma coisa precisa se mexer.

Escolha PNG quando

PNG para qualquer imagem parada. Mais cores, bordas melhores e arquivos menores que um GIF do mesmo conteúdo.

Escolha GIF quando

GIF unicamente quando é preciso animação e o destino não aceita vídeo: um e-mail, um README, um chamado.

O detalhe que pega as pessoas de surpresa

O GIF é limitado a 256 cores. Uma fotografia salva assim se enche de faixas e de pontinhos, e esse estrago é irreversível.

O que a conversão de PNG para GIF faz de fato

A generated landscape with a low sun and three ridges, used to show what JPEG does to continuous tone. Shown as PNG.

PNG139 KB

A generated landscape with a low sun and three ridges, used to show what JPEG does to continuous tone. Shown as GIF.

GIF36 KB3.8× smaller

Uma cena fotográfica — degradês suaves, bordas macias, granulação. Este é o caso para o qual GIF foi feito, ou contra o qual foi feito, e os números mostram qual dos dois. As duas imagens são desenhadas por código e codificadas pelo mesmo conversor que roda nesta página, então os tamanhos são a saída do próprio site.
A generated badge: a circular gradient on a transparent background with a white bar across it, used to show what each format does with transparency and with hundreds of shades. Shown as PNG.

PNG7 KB

A generated badge: a circular gradient on a transparent background with a white bar across it, used to show what each format does with transparency and with hundreds of shades. Shown as GIF.

GIF8 KB8% larger

Fundo transparente e um degradê atravessando a forma. GIF ou mantém os dois, ou mantém um, ou preenche a transparência com uma cor sólida — e é essa diferença que pega as pessoas. As duas imagens são desenhadas por código e codificadas pelo mesmo conversor que roda nesta página, então os tamanhos são a saída do próprio site.
A generated application window with a sidebar, a table and a bar chart, used to show what JPEG does to flat colour and hard edges. Shown as PNG.

PNG3 KB

A generated application window with a sidebar, a table and a bar chart, used to show what JPEG does to flat colour and hard edges. Shown as GIF.

GIF6 KB2.4× larger

Cor chapada e bordas duras, como numa interface, num gráfico ou num logo. Comportamento bem diferente do da fotografia acima, e o motivo de a resposta ser "depende do que está no arquivo". As duas imagens são desenhadas por código e codificadas pelo mesmo conversor que roda nesta página, então os tamanhos são a saída do próprio site.

Lado a lado

PNG e GIF comparados linha a linha: o que cada um guarda e o que isso custa.
PNGGIF
Full namePortable Network GraphicsGraphics Interchange Format
Extensão.png.gif
Tipo de mídiaimage/pngimage/gif
CompressãoSem perdas — nada é descartadoSem perdas — nada é descartado
Este site consegue gravarSimSim

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De onde vêm estes números

O que esta página afirma sobre PNG and GIF pode ser conferido, e estes são os documentos que resolvem a questão.