feat: PDF importieren und annotiert exportieren

- ☰ → „PDF importieren …“ oder PDF ins Fenster ziehen: neues Notizbuch
  mit einer Seite je PDF-Seite, die Originalseite als Hintergrund
- Querformat-Folien liegen oben auf dem A4-Blatt, darunter ist Platz für
  Notizen; gedrehte Seiten (/Rotate) erscheinen wie im PDF-Betrachter
- Anzeige mit hayro (reines Rust) im Hintergrund-Thread, nächste Seite
  wird vorab gerendert
- PDF-Export legt die Originalseiten als Vektorgrafik (Form-XObject via
  lopdf) unter Bilder und Tinte; nicht übernehmbare Seiten (z. B.
  verschlüsselt) werden als Bild mit 200 dpi eingebettet
- Dateiformat-Version 5 (pdf_background an der Seite)

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
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2026-10-07 17:47:49 +02:00
co-authored by Claude Opus 5.5
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//! Legt beim PDF-Export die Originalseiten importierter PDFs als Vektorgrafik unter die
//! Notizen (Text bleibt scharf und auswählbar).
//!
//! Vorgehen: Das von printpdf erzeugte PDF wird mit `lopdf` geöffnet. Jede benötigte Seite
//! des Quell-PDFs wird als Form-XObject (Inhalt + Ressourcen der Seite) übernommen und am
//! Anfang der Zielseite gezeichnet, also unter Hintergrund, Bildern und Tinte.
use std::collections::{BTreeMap, HashMap};
use printpdf::lopdf::{Dictionary, Document, Object, ObjectId, Stream};
/// Eine Zielseite, unter die eine Seite eines Quell-PDFs gelegt wird.
#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
pub struct Underlay {
/// Seitennummer im Ziel-PDF, ab 0
pub target_page: usize,
/// Schlüssel des Quell-PDFs in `sources`
pub source: String,
/// Seitennummer im Quell-PDF, ab 0
pub source_page: usize,
/// Zielrechteck in PDF-Punkten (links, unten, Breite, Höhe; Ursprung unten links)
pub rect: [f32; 4],
}
/// Nicht übernommene Unterlagen samt Grund.
pub type FailedUnderlays = Vec<(Underlay, String)>;
/// Affine PDF-Matrix `[a b c d e f]`: x' = a·x + c·y + e, y' = b·x + d·y + f.
pub type Matrix = [f32; 6];
/// `outer ∘ inner`: erst `inner`, dann `outer` anwenden.
pub fn compose(outer: Matrix, inner: Matrix) -> Matrix {
let [a1, b1, c1, d1, e1, f1] = outer;
let [a2, b2, c2, d2, e2, f2] = inner;
[
a1 * a2 + c1 * b2,
b1 * a2 + d1 * b2,
a1 * c2 + c1 * d2,
b1 * c2 + d1 * d2,
a1 * e2 + c1 * f2 + e1,
b1 * e2 + d1 * f2 + f1,
]
}
/// Matrix, die den Seitenbereich `bbox` (links, unten, rechts, oben) einer um `rotate` Grad
/// im Uhrzeigersinn gedrehten Seite so abbildet, wie ein Betrachter sie zeigt, eingepasst
/// in `rect` (links, unten, Breite, Höhe).
pub fn placement_matrix(bbox: [f32; 4], rotate: i64, rect: [f32; 4]) -> Matrix {
let (w, h) = ((bbox[2] - bbox[0]).max(1e-3), (bbox[3] - bbox[1]).max(1e-3));
let to_origin = [1.0, 0.0, 0.0, 1.0, -bbox[0], -bbox[1]];
let (rotation, shown_w, shown_h): (Matrix, f32, f32) = match rotate.rem_euclid(360) {
90 => ([0.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, w], h, w),
180 => ([-1.0, 0.0, 0.0, -1.0, w, h], w, h),
270 => ([0.0, 1.0, -1.0, 0.0, h, 0.0], h, w),
_ => ([1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0], w, h),
};
let scale = (rect[2] / shown_w).min(rect[3] / shown_h);
let place = [scale, 0.0, 0.0, scale, rect[0], rect[1]];
compose(place, compose(rotation, to_origin))
}
/// Erbt ein Seitenattribut über die `Parent`-Kette.
fn inherited<'a>(doc: &'a Document, page: &'a Dictionary, key: &[u8]) -> Option<&'a Object> {
let mut node = page;
for _ in 0..64 {
if let Ok(value) = node.get(key) {
return Some(value);
}
let parent = node.get(b"Parent").and_then(Object::as_reference).ok()?;
node = doc.get_dictionary(parent).ok()?;
}
None
}
fn resolve<'a>(doc: &'a Document, object: &'a Object) -> &'a Object {
doc.dereference(object).map(|(_, o)| o).unwrap_or(object)
}
fn read_box(doc: &Document, object: Option<&Object>) -> Option<[f32; 4]> {
let array = resolve(doc, object?).as_array().ok()?;
let values: Vec<f32> = array
.iter()
.filter_map(|v| resolve(doc, v).as_float().ok())
.collect();
let [x0, y0, x1, y1] = <[f32; 4]>::try_from(values).ok()?;
Some([x0.min(x1), y0.min(y1), x0.max(x1), y0.max(y1)])
}
/// Baut aus einer Seite des (bereits umnummerierten) Quelldokuments ein Form-XObject.
/// Liefert das XObject und die Matrix für die Platzierung in `rect`.
fn page_as_form(
doc: &Document,
page_id: ObjectId,
rect: [f32; 4],
) -> Result<(Stream, Matrix), String> {
let page = doc.get_dictionary(page_id).map_err(|e| e.to_string())?;
let media =
read_box(doc, inherited(doc, page, b"MediaBox")).unwrap_or([0.0, 0.0, 595.0, 842.0]);
let bbox = match read_box(doc, inherited(doc, page, b"CropBox")) {
// Sichtbarer Bereich: Schnitt aus Crop- und Media-Box
Some(c) => [
c[0].max(media[0]),
c[1].max(media[1]),
c[2].min(media[2]),
c[3].min(media[3]),
],
None => media,
};
let rotate = inherited(doc, page, b"Rotate")
.and_then(|r| resolve(doc, r).as_i64().ok())
.unwrap_or(0);
let resources = inherited(doc, page, b"Resources")
.cloned()
.unwrap_or_else(|| Object::Dictionary(Dictionary::new()));
// Ein einzelner Inhaltsstrom wird unverändert (samt Kompression) übernommen,
// mehrere werden entpackt und aneinandergehängt
let streams = doc.get_page_contents(page_id);
let (content, filter) = match streams.as_slice() {
[single] => {
let stream = doc
.get_object(*single)
.and_then(Object::as_stream)
.map_err(|e| e.to_string())?;
let filter = ["Filter", "DecodeParms"]
.into_iter()
.filter_map(|k| Some((k, stream.dict.get(k.as_bytes()).ok()?.clone())))
.collect::<Vec<_>>();
(stream.content.clone(), filter)
}
_ => {
let mut content = Vec::new();
for id in streams {
let stream = doc
.get_object(id)
.and_then(Object::as_stream)
.map_err(|e| e.to_string())?;
let data = stream
.decompressed_content()
.map_err(|e| format!("Inhalt nicht lesbar: {e}"))?;
content.extend_from_slice(&data);
content.push(b'\n');
}
(content, Vec::new())
}
};
let mut dict = Dictionary::new();
dict.set("Type", Object::Name(b"XObject".to_vec()));
dict.set("Subtype", Object::Name(b"Form".to_vec()));
dict.set(
"BBox",
Object::Array(bbox.iter().map(|&v| Object::Real(v)).collect()),
);
dict.set("Resources", resources);
for (key, value) in filter {
dict.set(key, value);
}
Ok((
Stream::new(dict, content),
placement_matrix(bbox, rotate, rect),
))
}
/// Legt die Quellseiten unter die Zielseiten. `sources` enthält die Quell-PDFs als Bytes.
/// Gibt die neuen PDF-Bytes zurück und die Underlays, die nicht übernommen werden konnten
/// (z. B. verschlüsselte PDFs), samt Grund.
pub fn apply_underlays(
target_bytes: &[u8],
underlays: &[Underlay],
sources: &HashMap<String, Vec<u8>>,
) -> Result<(Vec<u8>, FailedUnderlays), String> {
let mut target = Document::load_mem(target_bytes).map_err(|e| e.to_string())?;
let target_pages: Vec<ObjectId> = target.get_pages().into_values().collect();
let mut failed = Vec::new();
// Quell-PDFs einmal laden und mit freien Objektnummern in das Ziel übernehmen
let mut loaded: HashMap<&str, Result<BTreeMap<u32, ObjectId>, String>> = HashMap::new();
for underlay in underlays {
if loaded.contains_key(underlay.source.as_str()) {
continue;
}
let result = (|| {
let bytes = sources
.get(&underlay.source)
.ok_or_else(|| "Quell-PDF fehlt".to_string())?;
let mut source = Document::load_mem(bytes).map_err(|e| e.to_string())?;
if source.is_encrypted() {
return Err("Quell-PDF ist verschlüsselt".to_string());
}
source.renumber_objects_with(target.max_id + 1);
let pages = source.get_pages();
target.max_id = target.max_id.max(source.max_id);
// Katalog und Seitenbaum der Quelle werden nicht referenziert und beim Speichern
// mit `prune_objects` entfernt
target.objects.extend(source.objects);
Ok(pages)
})();
loaded.insert(&underlay.source, result);
}
for underlay in underlays {
let result = (|| {
let pages = loaded[underlay.source.as_str()]
.as_ref()
.map_err(Clone::clone)?;
let source_page = *pages
.get(&(underlay.source_page as u32 + 1))
.ok_or_else(|| format!("Seite {} fehlt im Quell-PDF", underlay.source_page + 1))?;
let target_page = *target_pages
.get(underlay.target_page)
.ok_or_else(|| "Zielseite fehlt".to_string())?;
let (form, matrix) = page_as_form(&target, source_page, underlay.rect)?;
let form_id = target.add_object(Object::Stream(form));
let name = format!("InkPdf{}", form_id.0);
add_xobject(&mut target, target_page, &name, form_id)?;
let ops = format!(
"q {} {} {} {} {} {} cm /{name} Do Q\n",
matrix[0], matrix[1], matrix[2], matrix[3], matrix[4], matrix[5]
);
prepend_content(&mut target, target_page, ops.into_bytes())
})();
if let Err(err) = result {
failed.push((underlay.clone(), err));
}
}
target.prune_objects();
// Neue, noch unkomprimierte Ströme packen (bereits gefilterte bleiben unverändert)
target.compress();
let mut out = Vec::new();
target.save_to(&mut out).map_err(|e| e.to_string())?;
Ok((out, failed))
}
/// Trägt ein XObject in die Ressourcen der Seite ein.
fn add_xobject(
doc: &mut Document,
page_id: ObjectId,
name: &str,
id: ObjectId,
) -> Result<(), String> {
// Ressourcen der Seite als eigenes Wörterbuch an der Seite (geerbte werden übernommen)
let resources = {
let page = doc.get_dictionary(page_id).map_err(|e| e.to_string())?;
match inherited(doc, page, b"Resources").map(|r| resolve(doc, r)) {
Some(Object::Dictionary(d)) => d.clone(),
_ => Dictionary::new(),
}
};
let mut xobjects = match resources.get(b"XObject").map(|x| resolve(doc, x)) {
Ok(Object::Dictionary(d)) => d.clone(),
_ => Dictionary::new(),
};
xobjects.set(name, Object::Reference(id));
let mut resources = resources;
resources.set("XObject", Object::Dictionary(xobjects));
let page = doc
.get_object_mut(page_id)
.and_then(Object::as_dict_mut)
.map_err(|e| e.to_string())?;
page.set("Resources", Object::Dictionary(resources));
Ok(())
}
/// Stellt einen Inhaltsstrom an den Anfang der Seite (zeichnet also zuunterst).
fn prepend_content(doc: &mut Document, page_id: ObjectId, content: Vec<u8>) -> Result<(), String> {
let existing: Vec<Object> = doc
.get_page_contents(page_id)
.into_iter()
.map(Object::Reference)
.collect();
let id = doc.add_object(Object::Stream(Stream::new(Dictionary::new(), content)));
let mut contents = vec![Object::Reference(id)];
contents.extend(existing);
let page = doc
.get_object_mut(page_id)
.and_then(Object::as_dict_mut)
.map_err(|e| e.to_string())?;
page.set("Contents", Object::Array(contents));
Ok(())
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
fn apply(m: Matrix, x: f32, y: f32) -> (f32, f32) {
(m[0] * x + m[2] * y + m[4], m[1] * x + m[3] * y + m[5])
}
fn close(a: (f32, f32), b: (f32, f32)) -> bool {
(a.0 - b.0).abs() < 1e-3 && (a.1 - b.1).abs() < 1e-3
}
#[test]
fn test_placement_matrix() {
// Querformat-Folie 800 × 600 ohne Drehung in ein 400 × 300-Rechteck bei (10, 20)
let m = placement_matrix([0.0, 0.0, 800.0, 600.0], 0, [10.0, 20.0, 400.0, 300.0]);
assert!(close(apply(m, 0.0, 0.0), (10.0, 20.0)));
assert!(close(apply(m, 800.0, 600.0), (410.0, 320.0)));
// Verschobene MediaBox
let m = placement_matrix([100.0, 50.0, 300.0, 150.0], 0, [0.0, 0.0, 200.0, 100.0]);
assert!(close(apply(m, 100.0, 50.0), (0.0, 0.0)));
// Um 90° gedrehte Hochformatseite (200 × 400) erscheint quer (400 × 200):
// die linke untere Ecke landet links oben
let m = placement_matrix([0.0, 0.0, 200.0, 400.0], 90, [0.0, 0.0, 400.0, 200.0]);
assert!(close(apply(m, 0.0, 0.0), (0.0, 200.0)));
assert!(close(apply(m, 200.0, 0.0), (0.0, 0.0)));
assert!(close(apply(m, 0.0, 400.0), (400.0, 200.0)));
// 180° und 270° (= -90°)
let m = placement_matrix([0.0, 0.0, 200.0, 400.0], 180, [0.0, 0.0, 200.0, 400.0]);
assert!(close(apply(m, 0.0, 0.0), (200.0, 400.0)));
let m = placement_matrix([0.0, 0.0, 200.0, 400.0], -90, [0.0, 0.0, 400.0, 200.0]);
assert!(close(apply(m, 0.0, 0.0), (400.0, 0.0)));
}
#[test]
fn test_apply_underlays_embeds_source_pages() {
let source = crate::pdf_doc::tests::sample_pdf(&[(842.0, 595.0, 0), (595.0, 842.0, 0)]);
let target = crate::pdf_doc::tests::sample_pdf(&[(595.0, 842.0, 0), (595.0, 842.0, 0)]);
let sources = HashMap::from([("folien".to_string(), source)]);
let underlays = vec![
Underlay {
target_page: 0,
source: "folien".into(),
source_page: 0,
rect: [0.0, 421.0, 595.0, 421.0],
},
Underlay {
target_page: 1,
source: "folien".into(),
source_page: 5,
rect: [0.0, 0.0, 595.0, 842.0],
},
Underlay {
target_page: 1,
source: "fehlt".into(),
source_page: 0,
rect: [0.0, 0.0, 595.0, 842.0],
},
];
let (bytes, failed) = apply_underlays(&target, &underlays, &sources).unwrap();
// Fehlende Quellseite und fehlendes PDF werden gemeldet, der Rest klappt
assert_eq!(failed.len(), 2);
let doc = Document::load_mem(&bytes).unwrap();
let pages: Vec<ObjectId> = doc.get_pages().into_values().collect();
assert_eq!(
pages.len(),
2,
"Quellseiten dürfen nicht als eigene Seiten auftauchen"
);
let first = doc.get_page_content(pages[0]).unwrap();
let text = String::from_utf8_lossy(&first);
assert!(
text.starts_with("q "),
"Unterlage muss zuerst gezeichnet werden: {text}"
);
assert!(text.contains("Do Q"));
// Ursprünglicher Seiteninhalt bleibt erhalten
assert!(text.contains("re f"));
// Form-XObject mit dem Inhalt der Folie ist in den Ressourcen eingetragen
let page = doc.get_dictionary(pages[0]).unwrap();
let resources = page.get(b"Resources").unwrap().as_dict().unwrap();
let xobjects = resources.get(b"XObject").unwrap().as_dict().unwrap();
let (_, form_ref) = xobjects.iter().next().unwrap();
let form = doc
.get_object(form_ref.as_reference().unwrap())
.unwrap()
.as_stream()
.unwrap();
assert_eq!(
form.dict.get(b"Subtype").unwrap().as_name().unwrap(),
b"Form"
);
assert!(String::from_utf8_lossy(&form.content).contains("1 0 0 rg"));
}
}