Blend mode Difference

Blend mode Differenceは、PDF仕様 ( Citation: N.A., 2020 (N.A.). (2020). Document management — Portable document format — Part 2: PDF 2.0 .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/75839.html ) で定義されている透明度合成モードの一つで、重なり合う色値の絶対差を計算することで視覚効果を生成します。ExtGState（拡張グラフィックス状態）ディクショナリでDifference blend modeを使用してオブジェクトが描画される場合、結果の各色成分は、ソース色から背景色を減算して絶対値を取ることで決定されます。このブレンドモードは、同一の色が重なると黒になり、対照的な色が重なると高彩度の結果を生成するという特徴的な視覚効果を生み出します。

Blend mode Differenceは、PDFの透明度モデルで利用可能な分離型または非分離型ブレンドモードの一つです。ソース（前景）レイヤーと背景（バックドロップ）レイヤーの対応する色成分値の絶対差を計算することで動作します。各色成分の数式は次の通りです：|Cb - Cs|（Cbは背景色値、Csはソース色値を表します）。

NormalやMultiplyなどの標準的なブレンドモードとは異なり、Differenceは対称的な減算効果を生み出します。同一の色が重なると、結果は黒（差がゼロ）になります。高コントラストな色が重なると、結果は最大色値に近づきます。この動作により、類似しているがより柔らかい効果を生成するExclusionや、非絶対値減算を実行して異なる視覚結果を生成するSubtractなどの他のブレンドモードと区別されます。

Difference blend modeは、ExtGStateディクショナリ内で/BMキーを使用して指定され、 ( Citation: N.A., 2020 (N.A.). (2020). Document management — Portable document format — Part 2: PDF 2.0 .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/75839.html ) で定義されているように、PDF文書内の塗りつぶし、ストローク、テキスト、画像を含むあらゆるグラフィカルコンテンツに適用できます。

PDF生成および操作を行う開発者にとって、blend mode Differenceを理解することは、いくつかの実用的な理由から重要です。

視覚効果の作成: Differenceモードは、芸術的な構成、重なり合う要素間の違いの強調、または事前処理された画像を必要としない装飾的なグラフィックスの作成に有用な、高コントラストで反転した視覚効果を作成できます。

色操作: このブレンドモードは、PDFレンダリングパイプライン内で直接色変換や特殊効果を作成するプログラム的な方法を提供し、外部画像処理の必要性を減らし、ファイルサイズを小さく保ちます。

文書の相互運用性: 既存のPDFを読み取りまたは操作する際、開発者は視覚的な忠実性を維持するために、ブレンドモード設定を正しく解釈し保持する必要があります。Differenceモードをサポートしないと、この効果に依存する文書の誤ったレンダリングが発生する可能性があります。

デバッグと比較: Differenceモードは、重なり合うコンテンツレイヤー間の違いを視覚的に識別するために開発ワークフローで戦略的に使用でき、品質保証や文書比較アプリケーションの有用なツールとなります。

Blend mode Differenceは、PDFグラフィックス状態メカニズムを通じて適用されます。PDFコンテンツストリームがDifferenceブレンディングを含むグラフィックス状態を設定すると、その後の描画操作は変更されるまでこのモードを使用します。

ブレンドモードの設定: 開発者は、/BMキーを/Differenceに設定したExtGStateディクショナリを作成または参照することで、Differenceモードを指定します。このディクショナリは、コンテンツストリーム内でgsオペレーターを使用してアクティブ化されます：

/GS1 << /Type /ExtGState /BM /Difference >> % ExtGState定義
/GS1 gs                                       % グラフィックス状態をアクティブ化

色計算: ソースと背景が重なる各ピクセルについて、Difference式は各色成分を独立して計算します。RGB色空間において、背景がRGB(0.8, 0.3, 0.5)でソースがRGB(0.6, 0.7, 0.2)の場合、結果はRGB(0.2, 0.4, 0.3)となります（各成分の絶対差）。

透明度との相互作用: Differenceモードは、不透明度設定（塗りつぶしとストロークの不透明度のためのcaおよびCAオペレーター）と連携して動作します。有効なブレンドは、ソースのアルファ値によって調整され、部分的に透明なDifference効果が可能になります。

レンダリングパイプライン: PDFビューアーのレンダリングエンジンは、透明度フラット化または合成段階でブレンドモードを処理します。コンテンツは順番に描画され、各新しいオブジェクトのピクセルは、アクティブなブレンドモード設定に従って蓄積された背景に対してブレンドされます。

分離とノックアウト: ブレンドモードは、透明度グループプロパティの影響を受けることがあります。分離された透明度グループは、Difference計算がグループの下のコンテンツを透過して見ることを防ぎ、ノックアウトグループはグループメンバーが互いにどのように相互作用するかを制御します。

• ExtGState – ブレンドモードやその他の高度なグラフィックスパラメータを含む拡張グラフィックス状態ディクショナリ
• Transparency group（透明度グループ） – ブレンドモードの動作に影響する分離およびノックアウトプロパティを確立するコンテンツのコンテナ
• Blend mode Normal – 背景色をソース色で単純に置き換えるデフォルトの合成モード
• Opacity（不透明度） – ブレンドモード効果の強度を調整するアルファ透明度値
• Color space（色空間） – ブレンドモード計算が実行される色モデル（RGB、CMYKなど）を定義する