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原標(biāo)題：Adobe認(rèn)證指南|20 年的 PDF 透明度，你真的了解嗎？（來源：Adobe國際認(rèn)證中文網(wǎng)站_Adobe認(rèn)證專家官網(wǎng)）

2021 年底是 Adobe PDF 1.4 規(guī)范將部分透明度引入主流頁面描述語言以來的 20 周年紀(jì)念日。透明成像模型擴(kuò)展了"...早期版本[PDF]的不透明成像模型，以包括"...繪制具有不同程度不透明度的對(duì)象，允許先前繪制的對(duì)象通過顯示"。

這是一個(gè)非常重要的技術(shù)變化，也是廣泛采用的主流頁面描述語言（PDL）的巨大飛躍，因?yàn)镻ostScript和早期版本的PDF都只支持不透明的圖像模型。今天，它仍然是近30年來引入PDF的最重要的技術(shù)變革。雖然PDF不是第一個(gè)定義和使用原生部分透明度的PDL，但它的主導(dǎo)地位 - 甚至在2001年 - 迫使計(jì)算機(jī)行業(yè)注意到這一點(diǎn)。今天，每個(gè)主流文件格式和圖形應(yīng)用程序都支持這種透明度，但是PDF將部分透明度確立為一流的本機(jī)文件格式功能。

Adobe 在 PDF 1.4 中引入的透明成像模型提供了 Alpha 合成以外的功能。這些功能使作者能夠使用最少數(shù)量的對(duì)象創(chuàng)建藝術(shù)和逼真的效果，同時(shí)還避免了在導(dǎo)出為 PDF 時(shí)對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行柵格化。本機(jī)透明度支持允許使用原始創(chuàng)作的顏色與設(shè)備無關(guān)的矢量圖形和文本。

本文將反思為什么 20 年前在 PDF 中添加本機(jī)透明度對(duì) PDF 的作者和消費(fèi)者來說都是一個(gè)游戲規(guī)則的改變者。它解釋了為非技術(shù)受眾提供完全和部分透明的想法，并介紹了支持PDF中這一核心功能的基本概念。它不是深入研究為特定垂直應(yīng)用程序優(yōu)化透明度處理的技術(shù)細(xì)節(jié) - 許多其他資源涵蓋了這些專用主題。

什么是完全透明和部分透明？

完全透明是指使對(duì)象或?qū)ο蟮囊徊糠滞耆豢梢姷哪芰?。完全透明化的常見示例是模板蒙版，其中單色圖像用于"關(guān)閉"（即選擇不繪制）圖像的某些像素，以及剪切路徑，這些路徑"剪裁"或?qū)е虏怀尸F(xiàn)路徑外部的特定內(nèi)容。Level 1 PostScript和PDF的最早版本都提供了這樣的功能。Adobe 將 PDF 1.0 （1993） 中的模板掩碼描述為：

它類似于在繪畫或噴槍時(shí)使用模具 - 將帶有一個(gè)或多個(gè)孔的模具放置在頁面上。只要模具保持在原位，油漆只能通過模具中的孔到達(dá)頁面。移除模具后，可以再次在頁面上的任何位置應(yīng)用繪畫。在生產(chǎn)單個(gè)模具時(shí)，可以使用多個(gè)模具，如果在刪除第一個(gè)模具之前添加了第二個(gè)模具，則繪畫只會(huì)到達(dá)兩個(gè)模具中存在孔的頁面。

部分透明度遠(yuǎn)比完全透明復(fù)雜得多，因?yàn)榍熬皩?duì)象和下方（背景）的任何內(nèi)容都需要混合在一起（技術(shù)上稱為 alpha 合成或 alpha 混合）。PDF 1.4 對(duì)透明成像模型的支持為 PDF 引入了許多新概念，包括常量 alpha、柔和蒙版、混合模式、遮罩、形狀和不透明度以及透明度組?，F(xiàn)有的PostScript/PDF不透明成像模型沒有受到影響。

透明度能帶來什么？

透明度可實(shí)現(xiàn)投影、羽化、柔和邊緣、模糊、發(fā)光以及重疊對(duì)象的部分"透視"等功能。這些功能為平面設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家提供了比純粹的不透明物體更多的創(chuàng)造力和靈活性機(jī)會(huì)。今天，傳統(tǒng)的插圖和辦公套件應(yīng)用程序?yàn)槊總€(gè)消費(fèi)者提供了將透明效果應(yīng)用于任何對(duì)象的能力，但在2001年，這種功能是非常專業(yè)化的應(yīng)用程序的領(lǐng)域。操作系統(tǒng)和圖形渲染功能也不像今天這樣成熟。

通過在PDF輸出中保留源格式的本機(jī)透明度，文件更加獨(dú)立于設(shè)備，因?yàn)槿绻麤]有本機(jī)透明度，許多圖形效果只能通過預(yù)先渲染到圖像來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)和布局，此類呈現(xiàn)可能會(huì)擴(kuò)展到整個(gè)頁面，從而導(dǎo)致非常大的文件和/或質(zhì)量較差的文本。光柵化圖像還包含許多關(guān)于目標(biāo)設(shè)備分辨率和顏色功能的假設(shè) - 如果需要調(diào)整，編輯或重新定位任何內(nèi)容，則需要從創(chuàng)作應(yīng)用程序進(jìn)行完整的往返。

之前發(fā)生了什么？

對(duì)于PDF的早期版本，聰明的圖形藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師可以通過利用疊印來實(shí)現(xiàn)部分透明度的外觀 - 從字面上看，在以前的墨水應(yīng)用程序之上應(yīng)用墨水。但是，疊印支持通常僅限于專業(yè)打印工作流程，而 PDF 查看器中的屏幕支持非常有限。即使在今天，并非所有PDF查看器都支持"疊印預(yù)覽"。

PDF 1.4的一些早期實(shí)現(xiàn)也難以實(shí)現(xiàn)對(duì)新的透明成像模型的可靠，正確和高性能的支持，因?yàn)橐蕾囉诘讓拥牟煌该麂秩炯夹g(shù)（例如，PostScript解釋器）。當(dāng)時(shí)，PDF 1.4有批評(píng)者和反對(duì)者，因?yàn)檫@種"令人驚訝"的新復(fù)雜要求以及相關(guān)的工程負(fù)擔(dān)，而其他人則看到了創(chuàng)造創(chuàng)新技術(shù)的機(jī)會(huì)以及透明度可以為更廣泛的PDF生態(tài)系統(tǒng)帶來的好處。對(duì)于早期實(shí)施者來說，導(dǎo)致一些技術(shù)挑戰(zhàn)的是原始PDF 1.4文檔中的錯(cuò)誤和限制，直到2006年1月Adobe發(fā)布其"PDF混合模式：附錄"時(shí)才得到糾正。

一些實(shí)現(xiàn)還選擇"展平透明度"，這意味著它們將重疊的透明對(duì)象轉(zhuǎn)換為大量（希望）精確相鄰的不透明對(duì)象，這通常會(huì)導(dǎo)致不需要的偽像，可見的邊界或顏色差異，而這些都不應(yīng)該存在?；蛘?，他們可能會(huì)將PDF頁面的大部分柵格化為像素，以創(chuàng)建更大的文件并消除任何設(shè)備獨(dú)立性的表象。

如今，使用 PDF/X 的用戶應(yīng)該非常熟悉眾多的測(cè)試套件、測(cè)試頁和控制條，這些套件、測(cè)試頁和控制條致力于確保圖形藝術(shù)工作流程中的可靠疊印和透明度渲染。這包括歐洲色彩倡議的Altona測(cè)試套件，根特工作組的"根特PDF輸出套件"，以及FOGRA，IDEAlliance等其他套件。這些類型的資產(chǎn)有助于向打印供應(yīng)商和打印購買者保證，數(shù)字前端 （DFE） 或光柵圖像處理器 （RIP） 已正確配置為以本機(jī)透明度準(zhǔn)確打印 PDF 文件。

Porter & Duff alpha 合成

部分透明渲染的幾何原理首先在1984年由托馬斯·波特（Thomas Porter）和湯姆·達(dá)夫（Tom Duff）撰寫的開創(chuàng)性論文《合成數(shù)字圖像》（Compositing Digital Images）中描述，他們當(dāng)時(shí)都在盧卡斯影業(yè)工作。雖然透明度渲染的數(shù)學(xué)原理（您可以在ISO 32000的第11條中找到規(guī)范）看起來很可怕，但基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單。

每個(gè)對(duì)象或像素都有一個(gè)關(guān)聯(lián)的 Alpha 通道，該通道是一個(gè)表示透明度的數(shù)值。范圍從 0.0（完全透明，又名不可見）到 1.0（完全不透明，遮擋下面的所有內(nèi)容）。由于圖形對(duì)象是按照它們?cè)趦?nèi)容流中出現(xiàn)的順序（稱為 Z 順序）繪制的，并且由于對(duì)象可以重疊，因此其他對(duì)象頂部的部分透明對(duì)象將通過這些基礎(chǔ)對(duì)象的某個(gè)比例顯示。如果多個(gè)重疊對(duì)象都具有部分透明度，則下面"堆棧"中的多個(gè)對(duì)象將部分可見。另請(qǐng)注意，alpha（透明度）級(jí)別與對(duì)象的顏色無關(guān) - 任何顏色都可以部分透明。

盡管 Porter & Duff 定義了多個(gè)合成運(yùn)算符，但 PDF 使用 OVER 運(yùn)算符來計(jì)算混合前景和背景對(duì)象所產(chǎn)生的顏色（背景對(duì)象本身可能是將其他對(duì)象合成在 Z 階較低的位置的結(jié)果）。OVER運(yùn)算符實(shí)際上是直覺告訴我們的，例如，如果我們考慮在物體上堆疊部分透明玻璃紙層的結(jié)果， 將會(huì)發(fā)生什么。

Porter&Duff根據(jù)幾何子像素貢獻(xiàn)解釋了他們的模型，其中每個(gè)像素都包括前景顏色，前景阿爾法，背景色和背景阿爾法的不同貢獻(xiàn)。我創(chuàng)建了這個(gè)簡(jiǎn)單的交互式 SVG 模型，它有助于了解前景和背景對(duì)象的概念子像素貢獻(xiàn)如何有助于生成最終外觀。

當(dāng)然，復(fù)雜性的增加會(huì)帶來新的問題 - 并不是每個(gè)早期的PDF透明度感知渲染器都是無差錯(cuò)的。盡管如此，隨著透明度的采用從圖形藝術(shù)等專業(yè)垂直市場(chǎng)擴(kuò)展到主流辦公和插圖應(yīng)用，PDF軟件供應(yīng)商增加了必要的支持。

從上面的交互式SVG模型中可以理解，顏色處理或alpha計(jì)算中的小錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致明顯的差異。在 PDF 中過度使用透明效果可能會(huì)影響渲染性能，因?yàn)槊總€(gè)輸出設(shè)備像素可能需要更多計(jì)算。如果您在某些垂直領(lǐng)域工作（例如高速可變數(shù)據(jù)打?。?，您可能已經(jīng)制定了有關(guān)有效使用透明度以保持吞吐量的特定準(zhǔn)則，例如根特工作組的"透明度最佳實(shí)踐"。但是，如果您是商業(yè)或網(wǎng)絡(luò)PDF的一般消費(fèi)者，那么使用原生PDF透明度是您已經(jīng)認(rèn)為理所當(dāng)然的事情。

不僅僅是透明度

在PDF 1.4中，Adobe還引入了其他更高級(jí)的效果，稱為混合模式?；旌夏Ｊ绞且环N數(shù)學(xué)函數(shù)（公式），它將前景和背景顏色以及 Alpha 組合在一起以產(chǎn)生另一種顏色。因此，發(fā)生混合的顏色空間（稱為混合顏色空間）會(huì)對(duì)最終外觀產(chǎn)生很大影響。

Adobe 在 PDF 1.4 的發(fā)布中使用了"橡皮鴨和彩虹色板"來說明混合模式和混合模式色彩空間的效果。對(duì)于某些組合，混合模式的名稱變得更加明顯，但是，對(duì)于其他組合，效果可能難以理解。如果您對(duì)各種PDF混合模式可以實(shí)現(xiàn)的視覺效果感到好奇，那么這個(gè)簡(jiǎn)單的交互式演示可能會(huì)有所幫助。

PDF 2.0 中引入的最新更改（請(qǐng)參閱 ISO 32000-2：2020）包括批注的透明度和混合模式屬性，使批注外觀受益于與基礎(chǔ)文檔的高級(jí)混合。此外，一些早期的想法在PDF 2.0中已被棄用，例如特殊的混合模式名稱兼容和圖形狀態(tài)參數(shù)字典中為BM鍵指定的混合模式數(shù)組，因?yàn)檫@些模式?jīng)]有被業(yè)界采用。

原生透明度和混合是最復(fù)雜的成像技術(shù)之一，因此支持需要時(shí)間來成熟。當(dāng)然，Adobe應(yīng)用程序套件當(dāng)時(shí)提供了支持，但直到很久以后，其他文件格式和平臺(tái)才擴(kuò)展其核心功能，以匹配為PDF指定的功能。SVG后來采用了最初在PDF 1.4中定義的同一組高級(jí)合成混合模式，但也包括一組更大的Porter&Duff合成運(yùn)算符和更高級(jí)的過濾器模型。大約在同一時(shí)間，CSS還引入了相同的PDF混合模式支持，表明接受高級(jí)透明度。最近，蘋果的Swift UI屏幕顯示框架定義了與PDF相同的混合模式集。同樣有趣的是，維基百科頁面上關(guān)于混合模式的絕大多數(shù)引用都可以追溯到PDF 1.4首次發(fā)布后的大約十年！Adobe無可否認(rèn)地引領(lǐng)了這一方向。

結(jié)論

如今，每個(gè)高質(zhì)量的PDF查看器和渲染器都支持所有本機(jī)透明度功能，因?yàn)樗鼈儽粡V泛生成，并且是PDF提供的可移植文檔體驗(yàn)的核心部分。

如今，創(chuàng)作部分透明效果非常簡(jiǎn)單，并且對(duì)所有設(shè)備的本機(jī)支持意味著我們習(xí)慣于在日常廣告、整個(gè) Web 以及許多具有重疊圖形、投影和不規(guī)則形狀圖像的文檔中看到部分透明效果。20年過去了，我們可以回顧過去，Adobe在2001年通過引入激進(jìn)的技術(shù)變革來"打破"PDF的大膽舉動(dòng)，在啟動(dòng)現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)透明度的期望方面發(fā)揮了重要作用。

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