Shading

PDFにおけるShadingは、ラスター画像ではなく数学的に定義された滑らかな色の遷移やグラデーションを作成するための高度な手法です。 ( 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 ) によると、shading patternは関数を使用して定義された幾何学的空間内の任意の点の色を計算し、解像度に依存しないグラデーション塗りつぶしを実現します。単純な色の塗りつぶしやビットマップ画像とは異なり、shadingはスケーラブルで高品質なグラデーションを提供し、どのズームレベルでも滑らかさを保ちます。

Shadingは、数学関数を使用して幾何学的領域全体にわたる色間の滑らかな遷移を定義するPDFグラフィックスオブジェクトです。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 ) では、axial（線形グラデーション）、radial（円形グラデーション）、関数ベース、自由形式のGouraud-shadedトライアングルメッシュ、格子形式のGouraud-shadedメッシュ、Coonsパッチメッシュ、tensor-productパッチメッシュなど、複数のshadingタイプが定義されています。各shadingタイプは、異なる幾何学的パラメータと色計算関数を使用して効果を生成します。

固定されたデザインを繰り返すpattern fillとは異なり、shadingは位置座標に基づいて色の値を動的に計算します。これは、色が離散的なピクセルとして保存されるビットマップ画像とは異なります。shadingはすべての点に対して色を数学的に計算するため、本質的にベクターベースであり、解像度に依存しません。Shadingは、パスの塗りつぶしとして直接使用することも、他のペイント操作と同様に適用できるshading patternに組み込むこともできます。

PDF文書を作成または処理する開発者にとって、shadingを理解することは複数の理由で不可欠です。第一に、shadingは高解像度画像としてレンダリングされた同等のグラデーション効果と比較して、ファイルサイズを大幅に削減します。これはPDFのパフォーマンスとストレージを最適化する上で重要です。第二に、shadingは任意のズームレベルや出力解像度で完璧な品質を維持し、画面表示でも高DPIでの印刷でもプロフェッショナルな外観を保証します。

PDFジェネレーションライブラリやレンダリングエンジンを実装する際、適切なshadingサポートにより、ロゴ、背景、アート要素における複雑なグラデーション効果を正確に再現できます。 ( 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 ) に準拠したアクセシビリティ実装では、shadingは装飾的コンテンツと意味のあるコンテンツをどのようにタグ付けすべきかに影響します。グラデーション背景は通常、アクセシブル文書において装飾的な目的を果たすためです。

Shadingは、幾何学的定義と色計算関数の組み合わせによって動作します。shading dictionaryは、shadingタイプ、色空間、および色が計算される数学的領域を指定します。最も一般的なタイプであるaxialおよびradial shadingの場合、開発者は開始座標と終了座標を対応する色とともに定義し、PDFレンダラーがすべての中間色を補間します。

色の計算には、座標を色の値にマッピングする関数オブジェクトを使用します。単純なshadingでは2色間の線形補間を使用する場合がありますが、複雑なshadingでは指数関数、複数のセグメントを組み合わせるstitching function、または完全な制御のためのPostScript calculator functionを使用できます。レンダラーは表示または印刷時に各ピクセルに対してこれらの関数を評価し、shadingの座標系内のピクセルの幾何学的位置に基づいて適切な色を計算します。

Coonsパッチメッシュのような高度なshadingタイプは、3次ベジエ曲線で定義されたパッチに領域を分割し、制御点で色を指定して表面全体で滑らかに補間します。これにより、shadingをビットマップの代替手段と区別する数学的精度とスケーラビリティを維持しながら、極めて洗練された色のブレンディング効果を実現できます。

• Pattern – 塗りつぶしコンテンツとしてshadingを含むことができる繰り返しまたは非繰り返しのグラフィック要素
• Color Space – shadingで色がどのように表現され解釈されるかを定義する数学的モデル
• Function – shadingの色を計算するために使用される、入力値を出力値にマッピングする数学的オブジェクト
• Graphics State – 現在のshading patternを含む、PDFレンダリング操作を制御するパラメータの集合
• Vector Graphics – shadingのように、ピクセルではなく数学的に定義される解像度非依存のグラフィックス