Lattice-form Gouraud-shaded triangle mesh

Lattice-form Gouraud-shaded triangle mesh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 ) で定義されているシェーディングパターンタイプの一つで、構造化されたラティスパターンに配置された三角形パッチの頂点間で色を補間することにより、表面全体に滑らかな色のグラデーションを作成します。このシェーディングタイプは、メッシュの頂点で色を定義し、中間の色値を自動的に計算することで、PDF文書内に複雑でフォトリアリスティックな色の遷移を作成できます。これは、滑らかな色効果をレンダリングするためにPDF仕様で利用可能な、いくつかの高度なシェーディングパターンの一つです。

Lattice-form Gouraud-shaded triangle mesh(PDF仕様におけるType 5 shading)は、三角形パッチの構造化された配置であり、各頂点で色が指定され、Gouraudシェーディングアルゴリズムを使用して三角形の面全体に滑らかに補間されます。任意の配置で三角形を定義できるfree-form triangle meshとは異なり、lattice-formメッシュは、グリッドやラティスのように、規則的な行と列の構造で頂点を整理します。ラティス内の各頂点には座標情報と色値が含まれており、PDFレンダラーはラティス構造に従って隣接する頂点を接続することで、自動的に三角形を構築します。

「Gouraudシェーディング」の側面は、色補間方法を指し、三角形の頂点で定義された色が双線形補間を使用して各三角形の表面全体に滑らかにブレンドされます。これは、フラットシェーディング(各三角形が均一な色を持つ)や、幾何学的パターンに従うaxial shadingやradial shadingなど、メッシュベースの構造ではない他のPDFシェーディングタイプとは異なります。

PDF生成および操作を行う開発者にとって、lattice-form Gouraud-shaded triangle meshは、完全なラスター画像を保存することなく、複雑な色のグラデーションやフォトリアリスティックな効果を作成する効率的な方法を提供します。ラティス構造は計算上の利点を提供します。規則的なグリッド配置では、free-formメッシュよりも少ないデータで済みます。頂点は予測可能な順序で保存でき、すべての三角形の接続性を明示的に定義する必要がありません。これにより、特定のタイプのグラデーション効果に対して、ファイルサイズが小さくなり、レンダリングが高速化されます。

このシェーディングタイプは、3Dグラフィックス、科学的可視化、またはグラデーションを多用するデザインをPDF形式に変換する際に特に価値があります。これは、コンテンツのベクター性を維持しながら、滑らかな色の遷移を保持するためです。このシェーディングタイプを理解することは、PDFレンダリングエンジン、グラフィックス変換ツール、またはPDF出力で複雑な視覚効果を正確に再現する必要があるアプリケーションを構築する開発者にとって不可欠です。

Lattice-form Gouraud-shaded triangle meshは、行と列に配置された頂点の2次元配列を定義することで機能します。ラティス内の各頂点には以下が含まれます:

• 頂点の位置を指定する座標値(x, y)
• 適切な色空間における色成分値

頂点は、1行あたりの頂点数が定義されたグリッド状に整理されます。三角形は、ラティス内の隣接する頂点を接続することで自動的に形成されます。通常、ラティス内の各矩形セルは対角線によって2つの三角形に分割され、メッシュ全体にわたって一貫した三角形分割パターンを作成します。

レンダリング時、PDFプロセッサはGouraudシェーディング補間を使用して、各三角形内のすべての点の色を計算します。三角形内の任意の点について、色は三角形内の点の重心座標に基づいて、3つの頂点の色を補間することで計算されます。これにより、隣接する三角形は頂点を共有し、したがって共通のエッジで色値を共有するため、三角形の境界を越えて滑らかな色の遷移が作成されます。

ラティス構造は、1行あたりの頂点数がシェーディング辞書で指定された、頂点データのストリームとしてPDFにエンコードされます。規則的な構造により、接続情報は暗黙的です。レンダラーは、シーケンス内の位置と指定されたラティスの寸法に基づいて、頂点を接続する方法を知っています。

• Free-form Gouraud-shaded triangle mesh – ラティス構造に従うのではなく、三角形の接続性が明示的に定義される類似のシェーディングタイプ
• Shading pattern – 滑らかな色の遷移とグラデーションを定義するための一般的なPDFメカニズム
• Color space – DeviceRGBやDeviceCMYKなど、メッシュ頂点での色を表現するために使用される数学的モデル
• Axial shading – 2点間の線形色グラデーションを作成する、より単純なシェーディングタイプ
• Coons patch mesh – 三角形の代わりに双3次パッチを使用する、別のメッシュベースのシェーディングタイプ