PostScript (Постскрипт) — язык описания страниц, в основном используемый в настольных издательских системах.
Область применения
PostScript соединил в себе лучшие возможности принтеров и плоттеров.[источник не указан 2349 дней] Подобно плоттерам, PostScript предоставляет возможность вывода высококачественной векторной графики и единый язык управления, который может быть использован любым производителем принтеров. Подобно матричным принтерам, PostScript предлагает удобные возможности по печати растровой графики и текста. В отличие от тех и других, PostScript может совмещать все эти типы вывода на одной странице, давая намного больше гибкости, чем до этого имел любой принтер или плоттер.
PostScript — больше, чем типичный язык управления принтером, он является полнофункциональным языком программирования. Многие прикладные программы могут преобразовать документ в PostScript-программу, при выполнении которой будет получен начальный документ. Эта программа может быть послана непосредственно на принтер с поддержкой PostScript или преобразована интерпретатором PostScript в другой формат (для принтеров без поддержки PostScript), или результат её выполнения интерпретатором может быть показан на экране. Так как исходная PostScript-программа одна и та же, PostScript называется независимым от устройства.
Большинство высокопроизводительных принтеров и плоттеров имеют встроенный интерпретатор языка PostScript. В то же время, простые принтеры домашнего класса поддерживают только элементарные графические операции, поэтому задача создания растрового изображения возлагается на центральный процессор. Существуют интерпретаторы языка PostScript для различных операционных систем, наиболее известный из них — свободная программа Ghostscript.
Имеется коммерческая версия системы ТеХ — BaKoMa TeX, написанная полностью на PostScript. Автор — В. Малышев (СССР).
Язык
PostScript — полнофункциональный тьюринг-полный язык программирования. Хотя программы на PostScript и создаются в основном не людьми, а другими программами, в принципе ничто не мешает писать на нём программы для обсчёта графики, реализации численных методов решения математических задач и т. п.
PostScript — интерпретируемый стековый язык, похожий на Форт. Синтаксис языка использует обратную польскую нотацию, что делает ненужным использование скобок, однако требует некоторой практики для чтения текста программы из-за необходимости держать в голове содержимое стека. Большинство операторов берут операнды из стека и помещают результат вычислений в стек. Литералы (строки и числа) помещают свою копию в стек.
В PostScript для рисования используется двумерная прямоугольная система координат, начало которой совпадает с левым нижним углом страницы; ось X по умолчанию направлена горизонтально (то есть по ширине страницы), ось Y — вертикально. Единицей измерения линейных координат служит типографский пункт. С помощью операторов языка [6, pp. 517–518] начало системы координат может быть перенесено в любую точку (оператор translate), а сама система — повернута на произвольный угол в плоскости страницы (оператор rotate); масштаб по каждой из двух осей с помощью оператора scale также может быть изменен. Например, «зеркальный» вывод изображения на пленку (т. н. «Emulsion down») в PostScript-принтерах осуществляется при помощи одного единственного оператора scale, задающего отрицательный масштаб по одной из осей системы координат: например, -1.0 1.0 scale.
PostScript имеет черты метафайла, совмещая поддержку как векторных, так и растровых изображений. Шрифты в PostScript только векторные. Немного особняком стоят т. н. Type3-шрифты, в которых для рисования глифов (процедура /BuildGlyph) может быть использована любая процедура, сформулированная в терминах языка PostScript [6, pp. 337–342]. После выхода SP4 для Windows NT 4.0 в 1998 году (см. также http://support.microsoft.com/gp/lifesupsps ) при установленном в системе Adobe Type Manager 4.0 и драйвере AdobePS 5 все шрифты в не-roman кодировке, в частности кириллица выгружались в PostScript-файл в виде Type3-шрифтов, где каждый глиф был представлен в виде растрового изображения соответствующего разрешения. Выгрузка шрифта в виде растровых изображений создала много проблем при подготовке к выводу на фотонабор и допечатной подготовке вообще. Эта ошибка была исправлена в AdobePS 5.1 и Adobe Type Manager 4.1, которые затем вошли в дистрибутив Windows 2000.
Структура документа
Структура файла PostScript формируется структурными комментариями. Структурные комментарии начинаются с последовательности символов «%%» в начале строки.
Файл PostScript состоит из четырёх частей: заголовка, пролога, тела и эпилога.
Заголовок начинается строкой «%!PS-Adobe-N.M» где N.M — версия спецификации, далее идут структурные комментарии с общими свойствами документа, и заканчивается заголовок строкой «%%EndComments».
В прологе обычно содержатся описания подпрограмм и данные, необходимые для печати документа — например, процедуры и шрифты. Пролог заканчивается комментарием «%%EndProlog».
В теле программы содержатся команды, отвечающие за отрисовку каждой страницы, предваряемые строкой «%%Page: <метка> <номер>», где <метка> — метка страницы, которая не выводится на печать, и <номер> — порядковый номер страницы в файле, например, %%Page: iii 3
После команд отрисовки всех страниц идёт структурный комментарий «%%Trailer», после чего начинается эпилог.
В эпилоге можно продублировать комментарии из заголовка (это реализовано на случай, если в начале вывода программе ещё не известно, например, число страниц) — в этом случае вместо числовых значений параметров в заголовке надо писать «(atend)».
Заканчивается файл строкой «%%EOF».
Обзор элементов языка
Стеки
В PostScript для хранения данных разных типов используются четыре стека: стек операндов, стек графических контекстов, стек исполнения, стек словарей.
Типы данных
Основные типы данных языка PostScript: целое число со знаком, вещественное число, логическое выражение (true или false), строка символов ( ( … ) ), массив ( [ … ] ), процедура ( { … } ), словарь, имя.
Операторы
Операторы в PostScript получают операнды (параметры), вынимая их из стека, и записывают результаты действий (если они есть) также в стек. Такой стиль программирования, при котором операнды задаются до операции над ними (оператора), называется постфиксной нотацией. Например, для сложения двух заданных чисел необходимо вначале поместить их в вершину стека операндов, затем выполнить команду add, которая извлечёт из стека два элемента, помещённые последними (то есть заданные числа), сложит их и запишет результат в стек, откуда он сможет быть извлечён другой операцией в качестве операнда. Это записывается так:
4 5 add
Операторы PostScript можно разделить на несколько групп. Это операторы для работы с содержимым стека (независимо от типа), арифметические операции, операторы работы с массивами, работы со словарями, работы со строками, сравнения, управления потоком команд, работы с типом аргументов и преобразования, доступа и работы с файлами, работы с виртуальной памятью, графического состояния и другие. Описания операторов PostScript можно найти в [5, 6], краткие описания наиболее употребительных операторов на русском языке можно найти в .
Краткий обзор механизма рисования изображения
Процесс рисования (растрирования) при выполнении (интерпретации) PostScript-программы заключается в вычислении для каждого пиксела устройства вывода одного (для монохромного) или нескольких (например четырёх для CMYK-устройства или шести для CMYKOrGr) значений параметра (-ов) в диапазоне от 0 до 1.0. Вычисленное значение параметра (-ов) используется в качестве аргумента ещё одной важной функции — transfer function [6, pp. 478–480] (русскоязычный синоним — отображение). По умолчанию в подавляющем большинстве случаев эта функция представляет собой простейшую функцию y(x)=x и её значение тождественно равно значению аргумента. Однако в ряде случаев — например для компенсации растискивания используются достаточно сложные нелинейные зависимости y(x), задаваемые кусочной либо табличной аппроксимацией. Кусочно-линейная аппроксимация transfer function используется например в EPS- и PS-файлах Adobe Photoshop — для аппроксимации используется разбивка области определения [0;1.0] на сорок участков с шагом 0.025 (2.5 % растровой точки); на каждом из сорока участков transfer function имеет вид y(x)=b·x+a. Transfer function вида y(x)=1-x (в терминах PostScript language {1 sub neg} settransfer) обращает изображение, делая из него негатив — именно таким образом печатают негатив PostScript-принтеры.
Для монохромных устройств — например для фотонабора, решение о закрашивании (засветке) пикселя может приниматься в результате сравнения вычисленного для данного пиксела значения transfer function и значения т. н. Spot-функции либо двумерного массива Threshold array [6, pp. 484–490], : в случае, если значение transfer function больше значения Spot-функции или элемента Threshold array для этого пиксела последний закрашивается (засвечивается). Специальный подбор transfer function и Spot-функции или Threshold array позволяет получить отношение числа закрашенных и незакрашенных пикселей устройства вывода для каждого пиксела исходного (растрируемого) изображения таким, что на оттиске (отпечатке) средняя яркость соответствующего участка изображения почти пропорциональна значению вычисленного параметра (см. выше).
Подобным образом формируются точки различного размера, из которых состоит полутоновое изображение на типографских оттисках: в газетах, журналах, книгах.
Пример программы
%!PS-Adobe-1.0
% По умолчанию, постскрипт использует единицу измерения 1 пункт=1/72 дюйма, % а нам нравятся миллиметры. 72 25.4 div % 1 мм = 72/25.4 пунктов dup % дублировать значение на вершине стека scale % растянуть в это количество раз по обеим координатам 100 100 translate % установить начало координат в (100мм, 100мм)
/Times-Roman findfont % взять шрифт Times-Roman 10 scalefont % растянуть до размера 10 (у нас - мм!) setfont % установить выбранный шрифт
0 30 330 { % цикл для углов от 0 до 330 с шагом 30 gsave % запомнить текущее преобразование координат rotate % повернуть систему координат (угол в градусах берём с вершины стека) 15 0 moveto % перейти в точку (15мм, 0мм) (Wikipedia) show % написать слово текущим шрифтом grestore % вернуть преобразование координат } for % конец цикла for
showpage % вывести страницу
Тенденции и перспективы
В настоящее время помимо PostScript на рынке лазерных принтеров широкое распространение получил язык управления принтером PCL, разработанный Hewlett-Packard. PCL изначально нацеливался на иные задачи, чем PostScript (управление принтером, а не описание страницы), и не может обеспечивать переносимость. Однако для офисного использования он в ряде случаев более удобен.
PCL использует стандартные Windows-шрифты TrueType (в отличие от PostScript). Кроме того, последняя его версия (PCL6) разрабатывалась HP в тесном сотрудничестве с Microsoft и потому обеспечивает ускоренный возврат ответа в приложение, быструю печать сложных графических изображений, улучшенное качество печати и повышенную точность при выводе документов.
Кроме того, язык PostScript предполагает лицензирование и выплату лицензионных отчислений Adobe с каждого контроллера RIP (Raster Image Processor), в то время как язык PCL может использоваться сторонними производителями бесплатно. Поэтому в настоящее время лицензированные RIP PostScript 3 для плоттеров производства HP стоят около 500 долларов, в то время как нелицензированные контроллеры — «эмуляция PS2» производства OKI стоят 30-70 долларов.
В результате, если десять лет назад практически все лазерные принтеры поддерживали PostScript в качестве основного языка, то в настоящее время множество лазерных принтеров класса SOHO не оснащается поддержкой PostScript с целью удешевления. Таким образом, PostScript вытесняется из офисов языком PCL, оставаясь, тем не менее, практически безальтернативным стандартом в области допечатной подготовки.
