PostScript

A. Grundlagen

PostScript fand mit dem Siegeszug des Desktop Publishing weite Verbreitung und gilt

heute als Standard für die Ansteuerung von Druckern und anderen Ausgabegeräten.

1. Was ist Postscript?

PostScript ist eine Programmiersprache mit mächtigen Grafikfunktionen - wird auch als

Seitenbeschreibungssprache bezeichnet.

Die ganze Seite wird wie ein großes Koordinatensystem betrachtet. Man kann zu jedem Punkt springen und dort eine geometrische Figur plazieren.

PostScript Imaging Model besteht aus.

a) geometrischen Basiselementen - zentrales Element sind Vektor Objekte und Bezier Kurven

b) Typografischem Text - Textzeichen werden als graphische Objekte behandelt

c) Pixeldaten - Inhalte können nicht durch Objekte beschrieben werden

Alle diese Elemente können beliebig kombiniert und mathematischen Operationen wie

Drehen, Skalieren, Verkleinern, Vergrößern und Verzerren unterworfen werden.

Die meisten Ausgabegeräte arbeiten rasterorientiert, dh dass alle Texte und Bilder aus

einzelnen Bildpunkten zusammengesetzt werden. Der Vorgang zur Umsetzung von

objektorientierten Grafiken auf rasterorientierten Geräten nennt man Rasterung (rendering).

Hauptprobleme:

a) Linien, die nicht horizontal oder vertikal verlaufen, werden durch die Rasterpunkte nur

approximiert (treppenförmig)

b) Kann ein Gerät keine Graustufen oder Farbe ausgeben, müssen diese geeignet

simuliert werden.

Die Ausgabequalität wird bestimmt durch die räumliche Auflösung (dpi) und der Farbtiefe.

Da die meisten Druckverfahren nur sehr wenig Farbe erzeugen können. Erhöht man die

Anzahl der möglichen Farben durch diverse Rastererfahren, diese Verfahren simulieren

Graustufen oder Farben, reduzieren jedoch die tatsächlich nutzbare Detailauflösung.

2. Vor- und Nachteile von PostScript

a) Vorteile

- Geräteunabhängigkeit: Der PostScript Interpreter sorgt bei der

Ausgabe für die Umrechnung der Benutzerkoordinaten in

Gerätepixel und berücksichtigt die technischen Eckwerte des

jeweiligen Gerätes.

- Auflösungsunabhängigkeit.- Unabhängigkeit vom Betriebssystem: Die PostScript

Anweisungen sind einfache Textdateien, die den ASCII

Zeichensatz benutzen.

- Schrift: flexible Zuordnung des Zeichensatzes zu allen

Schriften; Schrift wird als Grafikelement behandelt (Farbe,

Skalierung udgl)

- Abwärtskompatibilität: PostScript Level 1 kann aus jeder

Applikation erzeugt werden

b) Nachteil

- Performance: wurde jedoch durch steigende Rechnerleistungen,

PostScript Level 2, neuen PostScript Treibern und Einsatz von

Datenkompressionsalgorithmen verbessert

- PostScript Fehler (vor allem in der Druckvorstufe)

4. Der PostScript Interpreter

Die PostScript-Anweisungen steuern den Prozessor nicht direkt an, sondern

werden vom sogenannten PostScript Interpreter (= RIP - Raster Image Prozessor),

einer komplexen Software, ausgewertet. Viel Arbeitsspeicher und hohe

Prozessorleistung sind unbedingt notwendig.

PostScript ist eine Hochsprache, die Befehle die man an den Drucker schickt sind

lesbare Wörter.

Der PostScript Interpreter arbeitet in mehreren Schritten (Hauptaufgaben):

- Analysieren der PostScript Datei - um die einzelnen Anweisungen zu

erkennen

- Erstellen der Display Liste - eine Datenstruktur, die in kompakter Form alle

Elemente der Seite enthält

- Rastern :

o Steuerung des Druckwerks bzw. Belichters

o Umsetzung der Befehle in Anweisungen für herkömmliche Drucker

o Speicherung in einem Rastergrafik Format (TIF, GIF,)

o Umwandlung in objektorientierte Grafikformate (Distiller ins PDF)

- zusätzliche Verwaltungsaufgaben:

o Kommunikation Computer - Drucker (Aufbau der Verbindung,

Fehlerrückmeldung,)

o Steuerung der Druckmechanik (druckerspezifische Parameter:

Auflösung, .)

o Verwalten der am Drucker angeschlossenen Festplatte

5. Die PostScript Ausgabegeräte

sind meistens Raster Ausgabegeräte, eingebauter Rechner interpretiert Befehle;

a.) PostScript Controller

b.) Hardware RIP

Bilden das Rückgrad der Druckvorstufe, erzeugen Filme oder belichten Dias.

c.) Software RIP

Software RIP's laufen auf einem bereits vorhanden Computer unter einem gängigen

Betriebssystem. Bsp: Ghostscript

d.) Acrobat Distiller

wandelt PostScript Dateien in PDF um.

e.) Display PostScript (DPS)

für PS-Darstellung am Monitor

f.) PostScript FAX

g.) Grafikprogramme: Adobe Illustrator

h.) Adobe Type Manager: Schriften in hochwertiger Form auf dem Monitor darstellen.

Generelles über PostScript

1. Die Unterschiede zu konventionellen Druckverfahren

- Grafiken werden nicht mehr im Computer berechnet,

sondern als PS Code an den Drucker geschickt

- Computer muss keinen Speicher mehr für den Aufbau des

Druckbildes mehr freigeben

- Verringerter Datenstrom, weil anstatt eines Bitmusters nur mehr

ASCII Text an den Drucker übergeben wird

- Abläufe finden im Drucker statt, Computer kann vom

Anwender weiter benutzt werden

- PostScript Programme können auch auf anderen PostScript

Druckern ausgegeben werden (Hardwareunabhängigkeit)

Aufbau von PostScript Programmen

zwei Teile: Prolog (Objekte definieren)

und Skript (ausführende Programmteile)

Grafiken

a)Linien und Pfade

Benutzerkoordinatensystem verwendet Einheiten von 1/72 Inch.

b)Die Seitengröße

Interpreter hält meist selbständig einen Rand zwischen Papierende und druckbarer Fläche eines Druckers. Dabei Umrechnung der Werte und A4 wird z.B:nicht richtig abgebildet

d)Dictionaries:Liste von Objektpaaren.

f)Flächen: werden durch umschließenden Pfad bestimmt.

Farben mit Postscript:

PS arbeitet mit mehreren Farbmodellen.

RGB Farben entstehen durch die Beschreibung eines Gemisches

von den Farben Rot,Grün und Blau.Die Werte variieren zw.

0 und 1 (Monitor Farben)

HSB steht für Hue,Saturation und Brightness (=Farbton,Sättigung, Helligkeit) Farbton=Winkel i. Farbkreis,

Sättigung= Entfernung vom Mittelpunkt im Farbkreis

Helligkeit= Werte dunkel bis hell

CMYK Cyan,Magenta,Yellow und Black (Kontrast).Sie stellen die

druckbaren Farben dar

Linien und Kreise in Postscript

Linienenden:

Es gibt 3 versch.Formen von Linienenden:

*abgeschnittene Linienenden

*abgerundete Linienenden

*projezierte Linienenden

b)gestrichelte Linien:

Für jede Linie die in Postscript geziechnet wird,kann man im Graphics State ein Strichmuster festlegen.

c)Kreise und Kurven:

Jede Kurve,die in PostScript konstruiert wird,wird com Interpreter durch Linien

angenähert.Einfache Kreisabschnitte und Kreise werden mit Befehlen

gezeichnet

Text & Grafik

Postscript bietet folgende Möglichkeiten der Textausgabe:

- Anwahl der unterschiedlichen Zeichensätze (Fonts)

- Größenänderung der Zeichen

- Text auf Pfad schreiben

- Text kann als Objekt behandelt werden:

Drehen, nachträgliches Skalieren, Farbfüllung, Clippen

Postscript verwendet Fonts, welche über Namen unterschieden werden.

Mischen von Text&Grafik:

PostScript behandelt Text und Grafik gleich, daher bereitet das Mischen von Text&Grafik keine Schwierigkeit.

7. Rasterbilder und Halbtöne

Rasterbilder bestehen aus einer Menge(Zeilen x Spalten) von Bildpunkten(Pixel) 

Vektorgrafik.

Halbtöne bereiten dem Druck manche Schwierigkeiten. Grautöne werden durch

Ansammlungen von kleinen schwarzen Punkten gedruckt.

D. Zwischen Bildschirm und Drucker

Erzeugen von PostScript Daten

a) PostScript Systemtreiber: Treiber setzen Anwenderdaten in eine

Druckersprache um.

b) Programmintegierte PostScripttreiber: MS-DOS; UNIX; hier erzeugen

Anwenderprogramme selbst einen PostScript Code, da das System keine Treiber hat.

c) PostScriptKonverter:

d) PPD Dateien (PostScript Printer Description): Aufteilung des PostScript Treibers in

Hauptteil mit geräteunabhängigen PostScript für Grafik und Text;

e) DSC Kommentare: (Document Structuring Convention): soll gutes PS garantieren;

Aufteilung in Prolog und Script.

Weiterleiten von PostScript Dateien

Anwendungsprogramm ruft über Systemschnittstelle den

PSTreiber auf; PSCode wird generiert. Daten werden an

möglichen Spooler geschickt; Spooler kann eventuell

modifizieren bevor er Daten an Drucker leitet; Backend ist für

die Übertragungsprotokolle und Fehlermeldungen zuständig;.a) Aufgaben des Spoolers: Warteschlange für jedes angeschlossene Gerät; Spooler

erkennt, ob PS-Dateien unvollständig sind und baut diese zusammen; Fehler vom PS-Interpreter veranlaßt Spooler zu Wiedereinreihen des Druckjobs;

PostScript Fehler:

Möglich Fehlerquellen

- Datenübertragung:

Daten gehen verloren

- Konfigurationsprobleme

- geräteabhängige Operatoren

- Ausführungsprobleme: Zu wenig Speicher

- Programmierfehler

Falscher Druckertreiber wird verwendet

- Eingebettete Fonts: Problem wenn zB zu viele Schriftschnitte eingebettet werden.

- OPI Server: Anwendung unterstützt die korrekten OPI Kommentare nicht

- Übertragungskanal: Es stehen für eine binär Datenübertragung ein nur 7bit Datenkanal

zur Verfügung.

Falscher Drucktyp wurde gewählt

Postscript

Digitale Typografie

Vor 20-30 Jahren Matrix Technik - in einem rechteckiger Raster werden durch Nadeln verschiedene Punkte eingeschwärzt à einzelne Zeichen.

Am Bildschirm ebenfalls Zellen in 8x8 (oder 8x16); Punktmuster = Bitmap

FontklassenBitmap Fonts

Technik siehe oben (Matrix Technik). Mit Weiterentwicklung der Technik auch detailreichere Darstellung (kleinere Punkte).

Nachteil: Vergrößern führt zu "Zacken", Lösung nur durch Bitmaps für alle Schriftgrößen (Speicheraufwand!)

STROKE FONTS

"Skelett" eines Zeichens wird mit einem Stift (z.b. Plotter) nachgefahren.

Vorteil: bessere Skalierung, ein Datensatz für alle Schriftgrössen

Nachteil: nur einheitliche Strichstärke (auch für Serifen à vgl. Courier)

OUTLINE FONTS

Beschreibung der Umrisse eines Zeichens durch geometrische Linien- und Kurven. Fläche wird schwarz gefüllt (oder hohl oder mit Rasterbild).

Nachteil:

Probleme beim Umsetzen in Rasterpunkte. Fehler wird mit steigender Auflösung des Ausgabegerätes aber geringer. zudem "ausgefeilte mathematische Algorithmen".

Rastern der Umrisslinien kostet Rechenzeit

bei kleinen Schriftgrössen Qualität geringer als Bitmapschrift

Vorteil:

Skalierbar, geringer Speicherbedarf

Type-1 Fonts und ATM

Outline Fonts in Postscript. Qualität durch sogenannte Hints verbessert. (Hints = spezielle Informationen im Zeichensatz, die die Ausgabe v.a. bei geringerer Auflösung des Ausgabegerätes verbessern soll. Gibt's auch bei TrueType = Instruktionen)

Schutz des Fontformates durch mehrstufiges Verschlüsselungsverfahren.

Einschränkung: Nur Linien und Kurven, keine anderen Elemente von Postscript (z.B. Farben) im Type-1 Format hinterlegbar.

Type-3 Fonts

Alle Postscript-Elemente möglich, können daher mit dem ATM nicht dargestellt werden. Kein Hinting. T3 Nur mehr selten anzutreffen.

TrueType Fonts und Postscript

Betriebssystem ist für die Darstellung (Rastern) am Bildschirm und am Drucker zuständig.

Typ-42 Fonttyp(ab Postscript Level 2). Fonts enthalten TrueType Daten plus verpackte Postscript Anweisungen.

Multiple Master Fonts

Enthält zwei oder mehrere Master Designs. Durch Interpolation zwischen diesen vorgegebenen Schnitten können eine Vielzahl von diversen Schriftschnitten erzeugt werden.

Font Cache

PS Interpreter behält sich alle gerasterten Zeichen in jeder Größe der einzelnen Buchstaben im Cache à größere Verarbeitungsgeschwindigkeit.

AFM Datei

Adobe Font Metric. Enthält im ASCI Klartext Infos zu Font (Copyright, Name, normal/fett/kursiv=Gewicht) und dessen Fontmetrik (Kodierung, Laufweite, Zeichenname, Ligaturen).

EPS - Warum?

Zum Austausch von Grafiken zwischen verschiedenen Systemplattformen.

Problemloser Datenaustausch zw verschiedenen Programmen und Betriebssystemen.

- Nutzt die Vorteile von PostScript

- Voraussetzungen für Datenaustausch dürfen nicht zu hoch sein. EPS setzt deswegen

keinen Interpreter voraus

- Grafiken müssen sich zw einzelnen Programmen austauschen lassen

- Grafiken müssen auf verschiedenen Betriebsystemen transferiert werden können

- Auf jedem Betriebsystem nutzt EPS die jeweils vorhandenen Funktionen und hält die

üblichen Konventionen für die Programme und Dateien bei.

Vorschriften für EPS Dateien:

- Beschreiben immer eine Seite

- Müssen DSC kompatibel sein,

EPS Varianten:

- Macintosh

Extension meist EPSF, manchmal Datentyp Text

- Windows

- EPSI

- AL -Format (Adobe Illustrator)

- OPI

- DCS