自分の記憶が確かなら、昔は こちらのページ にSafariに表示することのできる画像の大きさの制限について書いてあった気がするのですが、ひさしぶりに見返したら見当たらなくなってます。
jpgは32メガピクセルまで、png、gifは5メガピクセルまでしか表示されないという記憶があったので、改めて検証してみました。
（ついでにPhotoShopで書き出せる限界のサイズの67メガピクセルの画像も書き出してみました）
結果
| 端末 | OS | 5M PNG | 5M JPG | 32M PNG | 32M JPG | 67M PNG | 67M JPG |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| iPhone 6 | 9.3.3 | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| iPhone 6 Plus | 9.3.2 | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| iPhone SE | 9.3.2 | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| iPhone 4s | 7.1.2 | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| iPod touch （第5世代） | 7.1.1 | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| iPad （第3世代） | 7.0.2 | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| iPad mini 3 | 8.3 | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
手元に iOS9.3.3 の iPhone 6 しかないのですが、無事に全ての画像が表示されました。
検証機が手に入り次第表を更新していきたいです。
【追記】検証機が手に入ったので追加しました！この制約が原因でいままでスプライトシートを敬遠してたのですが、対応端末次第では気にしなくてよさそうですね。
