PDF 格式自 1993 年诞生以来，历经三十余年演进，其压缩机制却长期停留在 Deflate 算法主导的时代。ISO 32000-2（PDF 2.0）规范即将引入 Brotli 压缩 Filter，这一变更将为通用文档压缩带来显著效率提升，同时也在工程层面提出了兼容性治理的新课题。本文从技术规格与实现两个维度，梳理 BrotliDecode Filter 的工程落地要点。
压缩算法基础与改进
Brotli 算法由 Google 于 2016 年正式发布，最初用于 Web 字体压缩（WOFF 2.0），现已成为 RFC 7932 标准。从算法家族来看，Brotli 继承自 LZ77 压缩框架 —— 这与 Deflate（FlateDecode 底层算法）同源，但在实现细节上有关键改进。Brotli 采用更大尺寸的滑动窗口（最高 12MB 对比 Deflate 的 32KB 至 256KB），并内置静态字典（包含超过 12000 个常见字符串模式），这两个特性使其在处理文本、标记语言和结构化数据时具备显著优势。
在 PDF 场景下，Filter 作为数据流压缩的标准化接口存在。ISO 32000-2 第 7.4 节定义了 Filter 的注册机制与语法规范。BrotliDecode 的引入遵循现有 Filter 注册模式，其编解码接口设计为与 FlateDecode 高度一致，以便降低实现迁移成本。具体而言，PDF 处理器只需在流对象声明中指定/Filter /BrotliDecode，解压缩过程即由底层 Brotli 库接管。这一设计哲学与 JPEG（ DCTDecode）、JPEG 2000（JPXDecode）等专用 Filter 的接入方式保持统一。
压缩效率对比数据
PDF Association 的基准测试提供了详实的量化对比。使用 Adobe PDF 1.7 规范文档（约 31MB、1310 页）进行测试，Brotli 在质量级别 5 至 11 区间展现出明显的压缩优势。原始 Flate 压缩后体积为 16.85MB，而 Brotli 级别 5 可压缩至 14.91MB，降幅约 11.5%；级别 11 更可压缩至 13.07MB，相对 Flate 的压缩收益达到 22.4%。这一收益在多原型测试中得到验证：矢量艺术密集型文档的压缩率提升达 50.9%，图文混排技术规范提升 24.1%，即使是色彩丰富的表格文档也有 9.3% 的体积缩减。
值得注意的是，压缩效率提升并非以解压性能换得。Brotli 的解压缩速度与 Deflate 基本持平，这意味着既有 PDF 阅读器的渲染性能不会受到影响。压缩侧性能则呈现非线性特征：低至中等压缩级别（1 至 7）的处理时间与 Flate 相当，但极端级别（10 至 11）的压缩时间显著增加（17 秒至 48 秒），峰值内存占用也攀升至约 290MB。这一特性为工程实现提供了调优空间 —— 对于批处理场景可选用高压缩级别以换取存储收益，而实时生成场景则宜采用中等级别平衡效率与延迟。
破坏性变更与兼容性治理
引入新压缩 Filter 的核心工程挑战在于其破坏性变更属性。PDF 规范明确指出，若 PDF 处理器不支持 BrotliDecode，则包含 Brotli 压缩流的文档将无法正确解析，表现为内容流、交叉引用流或资源流的读取失败。这一约束意味着 Brotli 的部署必须遵循渐进式策略，而非简单的热切换。
当前生态支持状态呈现读多写少的格局。MuPDF 1.26 版本已实现 Brotli 流的读取支持，Ghostscript 同步跟进读取功能；iText Suite 9.5 则率先提供了写入能力的 Proof of Concept 实现。对于 PDF 生成系统，建议采用双轨道输出策略：默认仍输出 Flate 压缩流，同时提供 Brotli 压缩的可选开关。对于 PDF 消费系统，健壮的 Filter 降级处理机制至关重要 —— 检测到未知 Filter 时，应优先尝试查找替代 Filter 或返回明确的错误提示，而非静默失败。
工程落地建议
基于上述分析，针对不同角色提出差异化建议。PDF 库开发者应尽快将 Brotli 支持纳入路线图，当前阶段可参考 PDF Association 发布的示例文件进行兼容性验证。应用开发者需评估下游客户端的支持情况，在可控范围内启用 Brotli 输出以获取压缩收益，同时保留降级至 Flate 的运行时决策能力。基础设施团队则应关注存储成本的变化 —— 对于存量数十亿级 PDF 文档的数据湖，Brotli 带来的 10% 至 20% 体积缩减将转化为可观的存储与带宽节省。
PDF 2.0 Brotli 压缩 Filter 的引入，标志着这一三十年历史格式在压缩技术上的一次重要升级。理解其算法特性、评估兼容性影响、规划渐进式部署路径，是工程团队当前需要着手的核心工作。
参考资料
- PDF Association, "Brotli compression coming to PDF" (2025-03)
- iText, "Suite 9.5: Brotli Compression Support" (2026-01)