Image dictionary key /Interpolate

/Interpolateキーは、Image XObjectディクショナリ内のブーリアンエントリであり、画像の表示や印刷時にスケーリングを行う際に補間処理を適用するかどうかをPDFレンダリングアプリケーションに指示します ( 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 ) 。trueに設定すると、PDFプロセッサは低解像度画像のサンプル値間の遷移を滑らかにし、シャープネスを犠牲にして視覚的に柔らかい結果を生成します。falseに設定するか省略した場合（デフォルト）、画像は最近傍補間法でレンダリングされ、ピクセル境界のシャープさは保持されますが、拡大時にブロック状またはギザギザのエッジが発生する可能性があります。

/Interpolateエントリは、Image XObjectのディクショナリ内のオプションのブーリアンキーです。Image XObjectは、写真、スキャンされた文書、ビットマップイラストなどのラスターグラフィックスを埋め込むために使用されるPDF構造です。画像データそのものを定義するキー（/Width、/Height、/BitsPerComponent、/ColorSpaceなど）とは異なり、/Interpolateはレンダリング動作のみに影響します。つまり、画像のネイティブ解像度が出力解像度と一致しない場合に、PDFビューアまたはプリンタに画像の表示方法を指示します。

このキーは、実際にPDFに格納されている画像データを変更しないため、画像の寸法や色空間の指定とは異なります。代わりに、望ましい画像リサンプリング動作についてのヒントをレンダリングエンジンに提供します。値がtrueの場合、隣接するサンプルを平均化して中間ピクセル値を計算するバイリニア補間またはより高次の補間アルゴリズムが有効になります。falseの場合、各出力ピクセルがブレンドなしで最も近い入力ピクセルの値を取得する単純な最近傍リサンプリングが使用されます。

/Interpolateキーは、サンプル画像（ビットマップデータ）に特に適用され、ベクターグラフィックスや他のPDFコンテンツタイプには影響しません。レンダリングアプリケーションは、パフォーマンスの考慮事項、画像解像度、またはユーザー設定に基づいて、このヒントを無視することが許可されていますが、最新のPDFプロセッサのほとんどはこの設定を尊重します ( 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 ) 。

PDF生成に携わる開発者にとって、/Interpolateを理解することは、画像品質とファイル特性およびレンダリングパフォーマンスのバランスを取る上で非常に重要です。このキーを適切に設定することで、特に表示または印刷中に画像がスケーリングされる場合、文書の視覚的なプレゼンテーションに大きな影響を与えることができます。

ロゴ、アイコン、意図的にピクセル化されたグラフィックスなどの低解像度画像は、多くの場合/Interpolateをfalseに設定することで利益を得られます。これにより、鮮明なエッジと意図的なピクセルアートの美学が保持されます。逆に、写真コンテンツやスキャンされた文書は、通常、補間を有効にすることでよりプロフェッショナルな外観になります。ズームしたりネイティブ解像度以外で印刷したりする際に、スムージングによって目に見えるピクセル化アーティファクトが減少するためです。

この選択は、アクセシビリティとコンプライアンスの考慮事項にも影響します。視覚障害を持つユーザーが文書を拡大する場合、補間された画像はより大きなサイズでの可読性を向上させる可能性がありますが、これは積極的なスムージングアルゴリズムで発生する可能性のある細部の損失とバランスを取る必要があります。PDF/UA準拠のアクセシブルな文書を生成する場合、開発者は画像レンダリングの選択がさまざまな表示条件での使いやすさにどのように影響するかを考慮する必要があります ( Citation: N.A., 2014 (N.A.). (2014). Document management applications — Electronic document file format enhancement for accessibility — Part 1: Use of ISO 32000-1 (PDF/UA-1) .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/64599.html ) 。

PDFレンダリングアプリケーションがImage XObjectに遭遇すると、画像ディクショナリ内の/Interpolateエントリ（存在する場合）を検査します。レンダリングパイプラインは、画像を出力デバイスの解像度に合わせてスケーリングする必要がある場合に、この値を使用して適切なリサンプリングアルゴリズムを選択します。

/Interpolate falseの場合（または省略時）： レンダラは最近傍サンプリングを使用します。各出力ピクセルには、最も近い単一の入力ピクセルの値が割り当てられます。これは計算コストが低く、対照的なピクセル間の鮮明な境界を維持しますが、画像を拡大するとギザギザまたはブロック状のアーティファクトが発生します。数学的な演算は、単にソース座標を最も近い整数インデックスに丸めるだけです。

/Interpolate trueの場合： レンダラは補間アルゴリズムを適用します。通常、最低限バイリニア補間が使用されますが、より高品質な実装ではバイキュービックまたはLanczosリサンプリングが使用される場合があります。バイリニア補間は、各出力ピクセルを距離に基づいた重み付けを使用して、最も近い4つの入力ピクセルの加重平均として計算します。これにより、滑らかな色の遷移が作成され、目に見えるピクセル化が減少しますが、細部や鮮明なエッジがぼやける可能性があります。

PDFファイルでの構文は次のようになります：

10 0 obj
<<
  /Type /XObject
  /Subtype /Image
  /Width 800
  /Height 600
  /ColorSpace /DeviceRGB
  /BitsPerComponent 8
  /Interpolate true
  /Length ...
>>
stream
[image data]
endstream
endobj

PDF仕様では、これは要件ではなくヒントであることが記載されています。レンダリングアプリケーションは、パフォーマンスの制約、ユーザー設定、または自動品質検出に基づいて設定を上書きできます ( 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 ) 。開発者は、特に画像の表示が重要な文書の場合、複数のPDFビューアでレンダリングをテストして一貫した結果を確保する必要があります。

• Image XObject – ラスター画像を表すPDFストリームオブジェクトで、文書内で参照され複数回描画できます
• Color Space – DeviceRGB、DeviceCMYK、ICCBasedカラースペースなど、画像で色を指定するために使用される方法
• SMask（Soft Mask） – 補助的なImage XObjectを使用して画像の透明度情報を定義するディクショナリエントリ
• Decode Array – サンプル値を特定の色成分範囲にマッピングする画像ディクショナリ内の配列
• Inline Image – コンテンツストリームに直接埋め込まれた代替画像表現で、Interpolateパラメータもサポートします