Color key mask

Color key maskは、PDF における透明度機構の一つで、画像のレンダリング時に特定の色値または色値の範囲を透明として扱うように指定するものです。 ( 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、この技術により、画像は別途アルファチャンネルやsoft maskを必要とせずに透明領域を持つことができ、シンプルな透明効果を実現するメモリ効率の良いアプローチとなります。Color key maskingは、透明にする必要がある単色背景を持つ画像のレンダリングや、切り抜き効果の作成に特に有用です。

Color key maskは、画像のプロパティ内に直接定義され、レンダリング時にどの色を描画しないかを指定する色成分範囲の配列です。不透明度のレベルを段階的に定義するsoft maskやアルファチャンネルとは異なり、color key maskはバイナリの透明度を提供します。つまり、色は指定された範囲内に収まるかどうかに基づいて、完全に不透明か完全に透明のいずれかでレンダリングされます。マスクは画像の色空間における各色成分のペアの整数として表現され、各ペアはその成分の最小値と最大値を定義します。すべての色成分がそれぞれの範囲内に収まるピクセルは透明として扱われます。

これは、別の画像やアルファチャンネルデータを必要としないという点で、explicit maskやsoft maskとは異なります。均一な背景を持つ線画や、削除する必要がある単色背景を持つロゴなど、透明度の境界が特定の色値と一致する画像に適した、より軽量なソリューションです。

PDFの生成および操作に携わる開発者にとって、color key maskを理解することは、いくつかの理由から重要です。第一に、別のマスク画像やアルファチャンネルデータを保存するメモリオーバーヘッドなしに透明度を実装する効率的な方法を提供します。これは、大きなドキュメントやリソースが制約された環境で作業する場合に特に価値があります。第二に、スキャンされたドキュメントの処理や、既知の背景色を持つ画像の変換など、透明にすべき正確な色値がわかっている場合、color key maskはプログラム的に実装するのが簡単です。第三に、color key maskと他の透明度技術のどちらを使用すべきかを認識することで、PDFファイルサイズとレンダリングパフォーマンスを最適化でき、これはWebベースのPDFビューアやモバイルアプリケーションにおけるユーザーエクスペリエンスに直接影響します。

Color key maskは、image XObjectの辞書内のMaskエントリを通じて実装され、2n個の整数の配列として指定されます。ここでnは画像の色空間における色成分の数です。配列の形式は[min₁ max₁ min₂ max₂ ... minₙ maxₙ]であり、各ペアは1つの色成分の包含的な範囲を定義します。レンダリング中、PDFプロセッサは各ピクセルの色成分を調べ、これらの範囲と比較します。すべての成分がそれぞれの範囲内に収まる場合（min₁ ≤ component₁ ≤ max₁、およびすべての成分について同様）、そのピクセルは描画されず、透明領域が作成されます。

例えば、純粋な白（255, 255, 255）を透明にしたいRGB画像の場合、color key maskは[255 255 255 255 255 255]となります。黒および黒に近い値を透明にしたいグレースケール画像の場合、[0 10]を指定して0から10までのグレーを透明にすることができます。範囲は単一の値（minがmaxと等しい場合）または複数の色値を含むスパンにすることができ、透明度の適用方法に柔軟性を提供します。

レンダリングエンジンは、 ( 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 ) で指定されているように、他の色変換や合成操作の前にcolor key maskを適用し、画像レンダリングパイプラインの基本的な部分となります。

• Image XObject – マスクを含む画像データとプロパティを含むPDFストリームオブジェクト
• Soft mask – グレースケールまたはアルファチャンネルデータを通じて可変的な透明度レベルを提供する高度なマスキング技術
• Explicit mask – ベース画像のどのピクセルを描画すべきかを定義する別のモノクロ画像
• Color space – PDFで色を指定する方法で、color key maskが必要とする成分の数を決定する
• Transparency group – 共有された透明度プロパティとともに合成されるグラフィカルオブジェクトの集合