グラフィックの描画
PDF では、コンテンツストリームで定義された内容が、ページで表示される内容となります。
コンテンツストリームのデータ部分で命令を記述することにより、パスを使った図形や、テキスト、画像などのグラフィックを描画できます。
ただし、SVG ファイルなどを埋め込んで表示したりすることはできないので、ベクター形式のグラフィックは、PDF 構文に変換して描画する必要があります。
コンテンツストリームのデータ部分で命令を記述することにより、パスを使った図形や、テキスト、画像などのグラフィックを描画できます。
ただし、SVG ファイルなどを埋め込んで表示したりすることはできないので、ベクター形式のグラフィックは、PDF 構文に変換して描画する必要があります。
座標系
グラフィック要素の座標などは、x, y の２つの実数値のペアで指定します。
各座標系によって、軸の方向や単位は変わります。
各座標系によって、軸の方向や単位は変わります。
デバイス空間
ページの内容は、最終的に、ディスプレイやプリンターなどの出力デバイスに出力されます。
このような各デバイスごとの座標系は、「デバイス空間」と呼ばれます。
デバイス空間は、各デバイスによって、軸の方向や単位の長さが異なります。
このような各デバイスごとの座標系は、「デバイス空間」と呼ばれます。
デバイス空間は、各デバイスによって、軸の方向や単位の長さが異なります。
ユーザー空間
PDF のページで使われる、出力デバイスに依存しない座標系は、「ユーザー空間」と呼ばれます。
PDF 内では、基本的にこの座標系が使われます。
ユーザー空間は、左下が原点となり、x は右方向、y は上方向が正の値となります。
ページオブジェクト（またはページツリーノード）の MediaBox や CropBox エントリで指定された矩形が、実際に表示される部分の範囲となります。
この場合、左下が (0, 0)、右上が (612, 792) の範囲を、ページとして表示するということになります。
ユーザー空間における 1 単位は、「1/72 インチ」です。(1 インチ = 2.54 cm)
ページオブジェクトの UserUnit エントリ [PDF 1.6] を使うと、1 単位を 1/72 インチの倍率で指定することができますが、基本的には 1/72 インチで扱います。
単位をインチ以外にすることはできません。
上記の例である 0 0 612 792 の場合は、ページのサイズが、アメリカのレターサイズ 8.5 x 11 インチとなります。
8.5 x 11 インチを 1/72 インチ単位で表すと、8.5 x 72 = 612, 11 x 72 = 792 となります。
cm 単位でサイズを計算するのであれば、cm * 72 / 2.54 となります。
PDF 内では、基本的にこの座標系が使われます。
ユーザー空間は、左下が原点となり、x は右方向、y は上方向が正の値となります。
ページオブジェクト（またはページツリーノード）の MediaBox や CropBox エントリで指定された矩形が、実際に表示される部分の範囲となります。
/MediaBox [ 0 0 612 792 ]
この場合、左下が (0, 0)、右上が (612, 792) の範囲を、ページとして表示するということになります。
ユーザー空間における 1 単位は、「1/72 インチ」です。(1 インチ = 2.54 cm)
ページオブジェクトの UserUnit エントリ [PDF 1.6] を使うと、1 単位を 1/72 インチの倍率で指定することができますが、基本的には 1/72 インチで扱います。
単位をインチ以外にすることはできません。
上記の例である 0 0 612 792 の場合は、ページのサイズが、アメリカのレターサイズ 8.5 x 11 インチとなります。
8.5 x 11 インチを 1/72 インチ単位で表すと、8.5 x 72 = 612, 11 x 72 = 792 となります。
cm 単位でサイズを計算するのであれば、cm * 72 / 2.54 となります。
ページの領域
ページオブジェクトまたはページツリーノードでは、ページの領域をいくつかの種類で指定できます。
各値は、出力環境によって、使用方法が異なってきます。
各値は、出力環境によって、使用方法が異なってきます。
| MediaBox | 印刷時の物理メディアの領域です。 裁ち落としや印刷マークなどの拡張部分の領域が含まれる場合があります。 ディスプレイへの出力時、CropBox が存在する場合は、無視されます。 この値が一番トップの値となり、以下を省略すると、すべてこの矩形と同じ値になります。 |
|---|---|
| CropBox | 表示または印刷時に切り取られる領域。 ディスプレイ出力時は、これが実際の表示領域となります。 |
| BleedBox | (PDF 1.3) 実際の印刷時に画像化される領域 (裁ち落とし領域)。 印刷マークなどは含まず、裁ち落としの範囲までの領域となります。 |
| TrimBox | (PDF 1.3) 印刷における、最終的な完成時の寸法 |
| ArtBox | (PDF 1.3) ページ内で意味のあるコンテンツ（空白部分を含む）の範囲。 ページのコンテンツを別のアプリケーションに配置する場合の領域となります。 印刷時は無視されます。 |
変換行列
ある座標系から別の座標系への変換や、グラフィック要素の移動・拡大・回転などの変換は、3 x 3 の行列を使って行うことが出来ます。
PDF 内では、変換行列は、６つの数値の配列 [a b c d e f] で定義されます。
(グラフィック命令内で指定する場合は、配列ではなく、６つの数値として指定します)
なお、２次元の座標 (x, y) は、[x y 1] のベクトル形式で表現されます。
変換行列の例は、以下のようになります。
行列は、複数適用させることができます。
その場合、行列を適用する順番に注意してください。
「回転後に拡大」するのと、「拡大後に回転」するのでは、結果が異なります。
PDF 内では、変換行列は、６つの数値の配列 [a b c d e f] で定義されます。
(グラフィック命令内で指定する場合は、配列ではなく、６つの数値として指定します)
なお、２次元の座標 (x, y) は、[x y 1] のベクトル形式で表現されます。
# 3x3 行列 | a b 0 | | c d 0 | | e f 1 | # 行列の適用 # x , y = 変換前の位置 # x', y' = 変換後の位置 [x' y' 1] = [x y 1] x (3x3 行列) x' = x * a + y * c + e y' = x * b + y * d + f
変換行列の例は、以下のようになります。
# 平行移動 [1 0 0 1 tx ty] # 拡大 [sx 0 0 sy 0 0] # 回転 [cosθ sinθ -sinθ cosθ 0 0] # 傾斜 (x を角度α、y を角度βで) [1 tanα tanβ 1 0 0]
行列は、複数適用させることができます。
その場合、行列を適用する順番に注意してください。
「回転後に拡大」するのと、「拡大後に回転」するのでは、結果が異なります。
変換行列のセット
コンテンツストリーム内で変換行列をセットする場合は、cm 命令を使います。
この命令以降に記述されたグラフィック要素に、行列が適用されます。
複数の行列が設定された場合は、最後に設定された行列から順に適用されます。
# cm の前に行列の６つの数値を指定 a b c d e f cm
この命令以降に記述されたグラフィック要素に、行列が適用されます。
複数の行列が設定された場合は、最後に設定された行列から順に適用されます。
座標系の変換
ユーザー空間の座標系では左下が原点となりますが、左上や右上を原点としたい、という場合もあります。
その場合は、変換行列を使うことで、座標系を変換できます。
例えば、左上を原点としたい場合、
左上原点において (x, y) の位置は、左下原点の座標では (x, H - y) となります。
(H はページの右上 Y 位置)
つまり、左上原点の座標から左下原点の座標へ変換したい場合、以下のような変換式で求められることになるため、
変換行列は [ 1 0 0 -1 0 H ] となります。
※この場合、画像などは上下反転されてしまうため、パスの描画などで使用してください。
その場合は、変換行列を使うことで、座標系を変換できます。
例えば、左上を原点としたい場合、
左上原点において (x, y) の位置は、左下原点の座標では (x, H - y) となります。
(H はページの右上 Y 位置)
つまり、左上原点の座標から左下原点の座標へ変換したい場合、以下のような変換式で求められることになるため、
x' = x * 1 + y * 0 + 0 y' = x * 0 + y * -1 + H
変換行列は [ 1 0 0 -1 0 H ] となります。
※この場合、画像などは上下反転されてしまうため、パスの描画などで使用してください。
パスによる描画
PDF での図形描画は、パスを使います。
直線またはベジェ曲線でパスを作成します。
そのパスを使って、ストローク (パスをなぞる線) を描画したり、パス内の領域を塗りつぶしたり、クリッピングする領域を定義したりできます。
パスは複数のサブパスで構成されます。
「閉じられたパス」というのは、パスの開始点と終点が同じ、つまり、最初から最後までがひと続きになって、囲まれているパスのことです。
塗りつぶしを行う場合、パスは必ず閉じられた状態でなければなりません。
クリッピングパスを設定すると、以降のグラフィック要素に適用され、クリッピングパスの領域外は描画されなくなります。
パス関連の命令は、「パスを構築する命令」「作成したパスを描画する命令」「クリッピングパスを操作する命令」に分かれています。
直線またはベジェ曲線でパスを作成します。
そのパスを使って、ストローク (パスをなぞる線) を描画したり、パス内の領域を塗りつぶしたり、クリッピングする領域を定義したりできます。
パスは複数のサブパスで構成されます。
「閉じられたパス」というのは、パスの開始点と終点が同じ、つまり、最初から最後までがひと続きになって、囲まれているパスのことです。
塗りつぶしを行う場合、パスは必ず閉じられた状態でなければなりません。
クリッピングパスを設定すると、以降のグラフィック要素に適用され、クリッピングパスの領域外は描画されなくなります。
パス関連の命令は、「パスを構築する命令」「作成したパスを描画する命令」「クリッピングパスを操作する命令」に分かれています。
パス構築命令
座標はすべてユーザー空間単位です。
| オペランド | 命令 | 説明 |
|---|---|---|
| x y | m | 現在の位置を座標 (x, y) に移動して、新しいサブパスを開始する。 直前の命令も m だった場合は、上書きされます。 |
| x y | l | 現在の位置から (x, y) への直線セグメントを追加し、現在位置を (x, y) に移動する |
| x1 y1 x2 y2 x3 y3 | c | ３次ベジェ曲線を追加し、現在位置を (x3, y3) に移動する。 現在の位置が開始点、(x1, y1) (x2, y2) が制御点、(x3, y3) を終点とする。 |
| x2 y2 x3 y3 | v | ３次ベジェ曲線を追加し、現在位置を (x3, y3) に移動する。 １つ目の制御点 (x1, y1) は現在の位置と等しい。 |
| x1 y1 x3 y3 | y | ３次ベジェ曲線を追加し、現在位置を (x3, y3) に移動する。 ２つ目の制御点 (x2, y2) は (x1, y1) と等しい。 |
| - | h | 現在位置からサブパスの開始点までを直線でつなぎ、サブパスを閉じる。 |
| x y width height | re | 長方形のサブパスを追加する。 左下位置・幅・高さを指定します。 |
パス描画命令
※オペランドはありません。
| S | パスをストロークで描画 |
|---|---|
| s | 現在のパスを閉じた後 (開始点までを直線でつなぐ)、ストロークで描画 |
| f | 非ゼロワインディング規則を使用して、パス内部を塗りつぶす。 (交差している部分の領域も塗りつぶす) パスは自動的に閉じられる。 |
| F | f と同じ。互換性のために残されている。 |
| f* | 偶奇規則を使用してパスを塗りつぶす。 (交差している内側の部分は塗りつぶされない) |
| B | パスを塗りつぶして、ストロークも描画する (非ゼロワインディング規則) |
| b | B と同じだが、描画前にパスを閉じる |
| B* | パスを塗りつぶして、ストロークも描画する (偶奇規則) |
| b* | B* と同じだが、描画前にパスを閉じる |
| n | 現在のパスを描画せずに終了する (クリッピングパスの指定) |
クリッピングパス命令
| W | 現在作成されているパスから、非ゼロワインディング規則による塗りつぶしで領域を定義して、現在のクリッピングパスに対して適用し、領域の内部を新しいクリッピングパスとして設定する |
|---|---|
| W* | W と同じだが、偶奇規則を使う |
例
>> 10.pdf
% 座標系の変換 .23999999 0 0 -.23999999 0 792.95996 cm % 拡大と移動 3.0013709 0 0 3.0013709 1.50068545 1.50068545 cm 219 216 m 287.33334 283.20001 355.66666 283.20001 424 216 c 492.33334 148.799988 560.66669 148.799988 629 216 c 629 384 l 560.66669 316.79999 492.33334 316.79999 424 384 c 355.66666 451.20001 287.33334 451.20001 219 384 c 219 216 l h % 開始点と直線でつなぎ、パスを閉じる S % ストローク描画