Размытый текст в PNG-изображении, конвертированный из PDF через TikZ и автономный пакет

Question

У меня проблема с преобразованием PDF-изображения, сгенерированного pdflatex, в изображение PNG с помощью отдельного пакета.

Точечный рендеринг текста в преобразованном изображении (PDF->PS->PNG через gs и ImageMagick?) Ужасно размыт и хуже по качеству (резкость, четкость и т. Д.) По сравнению с исходным PDF-файлом с выводом на экран.

Я проверил эти сообщения StackExchange:

• Автономные диаграммы с TikZ?

• TikZ в не PDF

и руководствовался при настройке моего рабочего процесса автономным руководством по пакетам. Но после значительной экспериментальной настройки различных параметров преобразования в приведенном ниже коде я не смог улучшить качество выводимого изображения PNG.

Пример настроек, с которыми я играл:

• плотность (увеличение dpi)
• размер (увеличить / уменьшить размеры)
• Размеры ширины / высоты изображения TikZ (оптимум не найден, но если он слишком мал, ширина изображения PNG не равна той, которая указана среди параметров класса документа)
• с использованием command={} вариант, я также играл с такими параметрами, как -quality и - установить цветовое пространство RGB (хотя я действительно не знал, что я делал здесь)

Другой подход, который я выбрал, состоит в том, чтобы попытаться установить ширину и высоту изображения TikZ (в см) таким образом, чтобы они соответствовали размерам преобразования, указанным среди параметров класса документа (с использованием преобразователя dpi + пиксель -> см).

Ничего из этого не сработало! Поэтому любая помощь в преобразовании из PDF в PNG с использованием отдельного пакета, который сохраняет четкость и четкость визуализированного текста на изображении, будет очень цениться.

Для справки я использую следующие версии различных систем / приложений:

• Windows 7
• MiKTeX 2.9
• TeXnicCenter
• 9.09
• ImageMagick 6.8.6 Q16 (32-разрядная версия)
• автономный пакет установлен с помощью менеджера пакетов MiKTeX в конце августа 2013 г.

\documentclass[preview,convert={density=300,size=900x300,outext=.png}]{standalone}

\usepackage{tikz}
\usepackage{pgf}
\usepackage{pgfplots}

\begin{document}

\pgfplotsset{every x tick label/.style={at={(1,0)}, yshift=-0.15cm, xshift=-0.0cm,         inner sep=0pt, font=\normalsize}}

\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
no markers, domain=-2.1*pi:2.1*pi, samples=1000,
width=30.0cm,
height=10.0cm,
axis x line*=middle,
x axis line style={densely dotted, opacity=0.75},
axis y line*=middle,
y axis line style={densely dotted, opacity=0.75},
ymin=-1.1,
ymax=1.1,
xtick={-6.28318530717959, -5.65486677646163, -5.02654824574367, -4.71238898038469,     -4.39822971502571, -3.76991118430775, -3.14159265358979, -2.51327412287183, -1.88495559215388, -1.5707963267949, -1.25663706143592, -0.628318530717959, 0, 0.628318530717959, 1.25663706143592, 1.5707963267949, 1.88495559215388, 2.51327412287183, 3.14159265358979, 3.76991118430775, 4.39822971502571, 4.71238898038469, 5.02654824574367,     5.65486677646163, 6.28318530717959},
xticklabels={$-2\pi$, $-\frac{9\pi}{5}$, $-\frac{8\pi}{5}$, $-\frac{3\pi}{2}$, $-\frac{7\pi}{5}$, $-\frac{6\pi}{5}$, $-\pi$, $-\frac{4\pi}{5}$, $-\frac{3\pi}{5}$, $-\frac{\pi}{2}$, $-\frac{2\pi}{5}$, $-\frac{\pi}{5}$, $0$, $\frac{\pi}{5}$, $\frac{2\pi}{5}$, $\frac{\pi}{2}$, $\frac{3\pi}{5}$, $\frac{4\pi}{5}$, $\pi$, $\frac{6\pi}{5}$,     $\frac{7\pi}{5}$, $\frac{\pi}{2}$, $\frac{8\pi}{5}$, $\frac{9\pi}{5}$, $2\pi$},
ytick=\empty,
enlargelimits=false, clip=true, axis on top]
\addplot [line width=0.5,cyan!50!black] {sin(deg(5*x))*cos(deg(x)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

Answer 1

Чтобы исследовать эту проблему, я сначала создал PDF из вашего размещенного кода tikz/tex (после того, как скопировал его в tikz.tex файл):

pdflatex tikz.tex
pdflatex tikz.tex

Полученный PDF-файл содержит иллюстрацию в виде векторной графики, а не растровое изображение. Следовательно, pdfimages -list НЕ обнаружит это.

Затем я протестировал два способа преобразования полученного PDF-файла в PNG:

1. Использование ImageMagick's convert (который использует Ghostscript за вашей спиной как "делегат" для обработки ввода PDF)
2. Использование Ghostscript напрямую

1. Использование convert с -density 720

Я использовал эту команду для создания PNG из PDF:

convert -density 720 tikz.pdf tikz1.png

Вот результат:

Почему я использовал -density 720? Поскольку 720 PPI является разрешением по умолчанию, которое Ghostscript использует при создании PDF-файлов (если вы не переопределите этот параметр по умолчанию, предоставив свой собственный с помощью -rNxM на gs командная строка)...

Полученное изображение имеет размер 374 kB (PDF был 49 kB) и width x height размерность 8060 x 2390 пиксели. Любая пикселизация (которая будет происходить всякий раз, когда вы создаете PNG!) Не сразу видна в этом разрешении.

Время выполнения цикла, выполняющего эту команду 10 раз, составило 47 секунд.

2. Использование Ghostscript напрямую

Для достижения прямого преобразования PNG с помощью команды Ghostscript я использовал:

gs -o tikz-gs.png    -sDEVICE=pngalpha     \
   -dAlignToPixels=0 -dGridFitTT=2         \
   -dTextAlphaBits=4 -dGraphicsAlphaBits=4 \
    tikz.pdf

Вот результирующий PNG:

Это размер файла 308 kB с размерами 8060 x 2390 пиксели.

Время выполнения цикла, выполняющего эту команду 10 раз, составило 17 секунд.

Анализ

Входной файл PDF: размеры компонентов

Посмотрев исходный код файла PDF после распаковки всех объектов, я получил следующую статистику:

Total size of 5 embedded Type1 fonts................................ 38615 Bytes
Total size of v`/Contents` stream (mainly used by vector drawing)... 32630 Bytes
Rest of PDF structure ("overhead", if you want).....................  5827 Bytes
---------------------------------------------------------------------------------
Total size of PDF (after uncompressing objects)..................... 77072 Bytes

Шрифты Type 1 (т.е. PostScript) шрифты, в соответствии с выводом pdffonts, Все они встроены как подмножества:

pdffonts tikz.pdf
 name                       type         encoding         emb sub uni object ID
 -------------------------- ------------ ---------------- --- --- --- ---------
 FXXUVH+CMSY10              Type 1       Builtin          yes yes no       7  0
 BCSIZL+CMR10               Type 1       Builtin          yes yes no       8  0
 SFJZUV+CMMI10              Type 1       Builtin          yes yes no       9  0
 WPSSUY+CMR7                Type 1       Builtin          yes yes no      10  0
 SYHYOI+CMMI7               Type 1       Builtin          yes yes no      11  0

Так как...

• ... Шрифты (если они не растровые шрифты) - это другой способ очень эффективно кодировать векторные фигуры для глифов, изображающих текстовые символы,

• ... Шрифты + векторные рисунки составляют более 90% от общего размера PDF,

... в аду нет способа создать растровое изображение PNG из (сжатого) файла PDF 49 kB (несжатый размер был 75 kB), который не в несколько раз больше исходного PDF-файла, если вы хотите избежать видимых "пикселизации" и "размытия".

Даже если вы используете разрешение 720 PPI (что создает 308 kB размером PNG), вы все равно увидите пикселизацию, как только начнете увеличивать масштаб. Такая пикселизация не происходит с PDF (потому что все его формы определены как векторы).

Следующие три изображения являются скриншотами:

• сверху, из tikz.pdf файл с высоким уровнем масштабирования (~1000%),
• центр, от tikz.png созданный с 720 PPI (при аналогичном уровне масштабирования),
• снизу, от tikz72.png создан с 72 PPI (при аналогичном уровне масштабирования):

Размеры текста, используемые для аннотации координатной оси, составляют всего около 10 точек. Если вы растеризуете их, вы получите четко видимую пикселизацию при любом разрешении ниже 400 PPI, возможно даже выше...

---

_{Мой Ghostscript - это самокомпилируемый} 9.17 GIT PRERELEASE _{, Мой ImageMagick это} 6.9.0-0 Q16 x86_64 _,