Московский государственный университет печати

Капелев В.В.


         

Программные средства обработки информации. Ч. 1. Программы обработки текстовой информации

Учебное пособие


Капелев В.В.
Программные средства обработки информации. Ч. 1. Программы обработки текстовой информации
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

Введение

1.

Информационные технологии в издательском деле

1.1.

Публикация электронных документов с использованием сети

1.2.

Электронные издательства

1.3.

Компьютерные издательские системы

1.3.1.

Продукты Adobe

1.3.2.

Продукты Corel

1.3.3.

Продукты Quark

1.4.

Вычислительные комплексы

1.5.

Тенденции совершенствования КИС

2.

Понятие об автоматизированном рабочем месте

2.1.

Автоматизированное рабочее место

2.2.

Понятие об издательском комплексеИспользован материал каталога передовых систем SoftUnion, 1995

2.3.

Конфигурации издательских комплексовИспользован рекламный материал фирмы SoftUnion

3.

Типографика и КИС

3.1.

Общие сведения о шрифтах в КИС

3.2.

Сведения о строчных пробельных элементах в КИС

3.3.

Сведения о межстрочных пробельных элементах в КИС

3.4.

Сведения о пробелах на уровне абзаца

4.

Цифровые шрифты

4.1.

Шрифт - материальный носитель информации

4.2.

Принципы классификации цифровых шрифтов

4.3.

Кодовые таблицы

4.4.

ParaTypeOpen - шрифтовые пакеты от фирмы ПараГрафИспользован рекламный материал фирмы ParaType

4.5.

Шрифты Noisy Fonts

4.6.

Art Parts - технология использования политипажей

5.

Сведения о стандарте PostScript

5.1.

Методы описания символов в цифровых шрифтах

5.2.

Шрифты ТruеТуре и PostScript

5.3.

Общие сведения о стандарте PostScript

5.4.

PostScript - язык программирования

5.5.

Общие сведения о растрировании

5.6.

PostScript - язык описания графики

5.7.

PostScript - язык устройств вывода

5.8.

Программные и аппаратные RIP

6.

Технические средства АРМов

6.1.

Устройства ввода информации

6.2.

Устройства хранения информации

6.3.

Устройство обработки данных

6.4.

Устройства вывода информации

6.4.1.

Растровые дисплеи

6.4.2.

Видеоадаптеры

6.4.3.

ПринтерыИспользован рекламный материал фирмы SoftUnion.

6.5.

Некоторые сведения о сканерах

6.6.

Общие сведения о сетях

6.7.

Отличительные особенности компьютеров Apple Macintosh

6.8.

Сведения о ризографииИспользован рекламный материал Техцентра RISO-PRINT.

6.9.

Сведения о фотовыводном оборудованииИспользован материал статьи М. Синяка в газете 'Новости полиграфии' № 28 за 1996 год.

7.

Программные средства КИС

7.1.

Основные этапы допечатной обработки публикации

7.2.

Классификация программных средств КИС

8.

Системное программное обеспечение КИС

8.1.

Операционная система MS-DOSИспользован материал Краткого руководства пользователя MS-DOS

8.2.

Основные команды MS-DOS

8.3.

Архивирование файловИспользован материал курсовой работы студента Петраш Д.Г. (Т-5-3)

8.4.

Сведения о программной оболочке Norton Commander

8.5.

Работа с меню пользователя

8.6.

Сопоставление расширения имен командных файлов

8.7.

Работа с архивами

8.8.

Графическая оболочка Windows 3.1

8.9.

Графическая оболочка Windows 95

8.10.

Программа типа ACD See

8.11.

Программа Norton Antivirus 5.0

8.12.

Программа UniSpell

8.13.

Программа WinZip 6.3

8.14.

Программа просмотра шрифтов FontLister

9.

Прикладное программное обеспечение КИС

9.1.

Программы оптического распознавания символовИспользован материал дипломной работы Лебедева М.В. (Т-5-4).

9.2.

Программа FineReader 4.0

9.3.

Программа OCR типа CuneiForm 2.0

9.4.

Другие системы оптического распознавания текста

9.5.

Программы электронного перевода текста

9.6.

Система электронного перевода Stylus 3.0

9.7.

Система электронного перевода текста Сократ 97

9.8.

Текстовые процессоры типа WinWord

9.9.

Текстовый процессор WinWord 6.0

9.10.

Текстовый процессор WinWord 97

9.11.

Программы обработки табличного материала

9.12.

Программы обработки математических формул

Литература

Указатели
9   именной указатель
374   предметный указатель
167   указатель иллюстраций
26   указатель компаний
Пробные отпечатки знаков из ассортимента 13 обязательных шрифтов Пробные отпечатки знаков из ассортимента 22 дополнительных (загружаемых) шрифтов Растровые точки разной площади равноудалены друг от друга Фрагмент контура буквы «О»

По методу описания Шрифт цифровойцифровые шрифты подразделяются на Шрифт цифровой: Растровыйрастровые, Шрифт цифровой: Штриховойштриховые, Шрифт цифровой: Контурныйконтурные и Шрифт цифровой: Алгоритмическийалгоритмические [ссылка на источники литературы].

Отличительные особенности  Область применения  Преимущества метода  Недостатки метода
1 2 3 4
Растровые шрифты
Символы шрифта — оцифрованное изображение-узор из отдельных точек или так называемых пикселов (черных и белых). Процесс печати символов сводится к переносу этого изображения на выводное устройство. Во всех матричных, большинстве лазерных и струйных принтеров. Для отображения текстов на мониторе. Для фотовыводных устройств. Максимально возможное качество и скорость работы. Простота, естественность. Невозможность плавного изменения величины кеглей и использования нелинейных преобразований. Жесткая привязка к конретному типу принтера и монитора. "Ступенчатость" формы контура буквы при масштабировании.

Штриховые шрифты

Изображение символа в виде векторов, которые плотно заполняют пространство, занимаемое символом. Для вывода на графопостроители, векторные дисплеи. Возможность выполнения наклонов, поворотов при трансформировании шрифта. Заметное ухудшение качества воспроизведения шрифта при выполнении масштабирования.

Контурные шрифты 

Используется описание контуров символов в виде прямых и кривых линий. Воспроизведение шрифтов выполняется специальной программой-растеризатором. Относятся к наиболее распространенным так называемым масштабируемым шрифтам в форматах True-Type и PostScript. В формате PostScript структура изображения описывается вне зависимости от устройств вывода. Возможность выполнения любых преобразований. Это выполняется программой благодаря математическим вычислениям контура символа для каждого конкретного гарнитурокегля. Трудоемкость манипулирования направляющими точками при преобразованиях формы символа.

Алгоритмические шрифты

Используются специальные языки описания символов. Они содержат команды управления, описания переменных и массивов, ассортимент расчетных функций и функций обмена с внешней средой. Реализация описания шрифтов по технологии Метафонт (Meta­font), примененного Дональдом Кнутом в его издательской системе ТеХ. Наибольший ассортимент возможностей при формировании символов. Гибкость при определении графемы, а затем и других параметров (в том числе и дизайна). Трудоемкость построения шрифтов.

В реально существующих шрифтах, используемых в издательских системах, наиболее распространены два метода описания шрифтов: растровый и контурный. Некоторое представление о них дают два следующих рисунка (соответственно левый и правый).

Символы растрового шрифта представляются набором точек pacтpa подобно тому, как образуется изображение мозаики. До появления первого принтера с языком Язык PostScriptPostScript - Apple LaserWriter пользователи персонального компьютера работали только с растровыми (bitmap) шрифтами, которые имели ряд существенных недостатков:

  • поскольку разрешения принтера и экрана сильно отличаются, для них необходимо было иметь разные шрифты;

  • для каждого кегля требовался отдельный растровый шрифт и чем больше был кегль, тем больше места на диске занимал шрифтовой файл;

  • растровые шрифты не допускали поворотов и, следовательно, для документов в альбомном (landscape) формате требовался отдельный выбор шрифтов.

Битовая карта Битовая карта (bitmap) - может быть представлена в виде таблички из нулей и единиц, если, например, условно обозначить точку, окрашенную в цвет символа, единицей, а в цвет фона - нулем. Bitmap-шрифтBitmap-шрифт является наиболее удобным для отображения на экране с точки зрения скорости прорисовки и затрат ресурсов компьютера на обработку. Но размеры символов на экране могут изменяться, поэтому для одной гарнитуры необходимы bitmap-шрифты нескольких размеров. С тем, чтобы сэкономить объем памяти для хранения различных по размеру шрифтов, используют следующий подход:

  • для наиболее ходовых кеглей (размеров) создаются отдельные bitmap-шрифты;

  • для промежуточных размеров битовая карта каждого символа строится непосредственно перед отображением на основании bitmap из ближайшего по размеру шрифта той же гарнитуры.

Шрифт векторный Векторные шрифты - одно из возможных решений проблемы масштабирования шрифта. Для них характерным является естественный способ непосредственного воспроизведения на носителе прямых или кривых линий, например, для устройств типа перьевых или струйных графопостроителей (плоттеров). В векторных шрифтах каждый символ представляется в виде совокупности геометрических примитивов, т.е. отрезков прямых и дуг окружности, заданных своими координатами относительно «точки привязки» (origin point) символа.

Масштабирование векторного шрифта возможно в результате простого умножения всех координат на соответствующий множитель. Однако для прорисовки шрифтов с качеством, нужным для публикаций в полиграфии, в векторных шрифтах требовалось бы очень большое количество элементов, образующих контуры букв с переменной толщиной, так как их пришлось бы собирать из множества тонких линий. Векторные шрифты широко используются в программах, связанных с подготовкой чертежей.

Шрифт контурный Контурные (outline) шрифты обеспечили оригинальное решение множества проблем:

  • вместо запоминания битовых карт, существующих для нескольких базовых кеглей шрифта, запоминаются только контуры символа;

  • для запоминания кривых, очерчивающих границы символов, используют разбиение кривой (или ломаной) линии на участки и аппроксимацию получившихся фрагментов кривых полиномами второй или третьей степени;

  • для отображения на том или ином устройстве символа какого-то конкретного размера битовая карта для данного символа и данного кегля строится путем заполнения контуров буквы точками (иначе говоря, выполняется растрирование нужного символа с разрешением, соответствующим устройству вывода).

Отделение информации о форме символов в контурных шрифтах от процесса их воспроизведения на растровом выводном устройстве является отличительной особенностью, обеспечившей революцию в издательском деле при переходе на компьютерную технику. При этом отмечают следующие особенности:

  • в шрифте описывается форма каждого символа в виде набора прямых и кривых в абстрактных координатах, не связанных с конкретным разрешением выводного устройства;

  • управление процессом заполнения контура растровыми точками осуществляется ассортиментом инструкций (hints).

  • выводное устройство может масштабировать контуры символа до необходимого размера и заполнять внутренниe области точками того растра, на который оно способно;

  • используя математическое описание кривых, программа-интерпретатор обеспечивает поворот контура и выполнение других манипуляции с ним.

Ассортимент инструкций Ассортимент инструкций (hints) необходим потому, что при наложении контура на растровое поле может происходить искажение изображения, так как некоторые точки пересекаются линиями контура, оказываясь частично снаружи и частично внутри. При простом округлении два вертикальных штриха, например, симметричной буквы «Н», могут оказаться разной толщины. Инструкции дают дополнительную информацию программе-растеризатору для разумного округления при заполнении контура (особенно это важно при работе с устройствами низкого разрешения, например, с экранами и принтерами, где разрешение не достигает 300 dpi).

В зависимости от степени Полином аппроксимирующий различают два типа outline-шрифтов:

  • Шрифт TrueTуреTrueТуре-шрифты используют для формирования контура символов кривые второго порядка (Кривая Безьекривые Безье). Каждый участок контура задается двумя узловыми или опорными точками, а также направлением линии на каждой из границ. Для задания направлений используется третья точка, лежащая на пересечении касательных к кривой на ее концах;

  • Шрифт PostSriptPostSript-шрифты, в отличие от шрифтов TrueType, используют для построения контуров кривые третьего, а не второго порядка.

Преимущества шрифта PostScript по сравнению со шрифтами TrueType связаны с фактом использования кривых более высокого порядка:

  • за счет большего числа степеней свободы PostScript-линия не имеет изломов в точках сопряжения фрагментов, тогда как для TrueType больший или меньший перелом линии в точке стыковки двух сегментов является почти неизбежным (символы PostScript-шрифта являются более гладкими, чем TrueType);

  • для задания контура того же или более высокого качества требуется меньшее количество точек, что уменьшает количество хранимой и передаваемой информации.

Недостатком outline-шрифтов по сравнению с bitmap считают существенные затраты времени на формирование изображения. Особенно это становится заметным при выводе только на экран, когда тщательная прорисовка символов приводит к раздражающему замедлению вывода на дисплей текстовой информации. Обычно в комплекте шрифтов присутствуют как bitmap-шрифты, так и контурные шрифты:

  • bitmap-шрифты используют для быстрого вывода на экран;

  • контурные шрифты используют для вывода на принтер, фотовыводное устройство или для прорисовки символов на экране при больших увеличениях;

  • контурных шрифтов также требуют программы, непосредственно обрабатывающие контуры букв (например, программы Adobe IllustratоrAdobe Illustrator, Adobe PhotoshopAdobe Photoshop или Macromedia FreeHandMacromedia FreeHand).

Как указано в [ссылка на источники литературы], формирование современной технологии настольно-издательских систем обычно связывают с созданием в 1985 году фирмой AdobeAdobe языка описания страниц PostScriptPostScript. Этот язык стал фактическим стандартом для передачи графической информации между системами разработки страниц с одной стороны и системами отображения документов - с другой стороны:

  • в качестве систем разработки страниц обычно имеют в виду программы обработки изображений, верстки, текстовые процессоры и т. д.;

  • к системам отображения документов относят принтеры высокого разрешения, фотовыводные устройства и некоторые другие виды оборудования.

Считают, что именно создание стандарта PostScript позволило технологии Система настольно-издательскаянастольно-издательских систем (DTP - DeskTop Publishing) достичь сегодняшнего расцвета. «Однако появление подобного общепромышленного стандарта было предопределено:

  • на момент появления PostScript ничего похожего на системный подход не было - существовало несколько входных языков для графических выводных устройств, громоздких и неунифицированных, и наборы драйверов - свои для каждой программы и каждого типа компьютеров;

  • работы над унифицированным языком для устройств вывода велись, очевидно, многими фирмами, однако продукт Adobe PostScript оказался настолько более удачной разработкой, что информация о конкурентах практически не сохранилась.» [ссылка на источники литературы]

PostScript, как представлено на следующей схеме, можно рассматривать с нескольких точек зрения:

«PostScript по внутренней структуре - это язык программирования интерпретирующего типа, основанный на системе стеков [ссылка на источники литературы]Стек в программировании - структура для хранения данных, основанная на принципе «последним пришел - первым вышел», т.е. порядок считывания информации из стека обратен порядку записи в него. и словарейСловарь в языке PostScript - таблица соответствия имен их значениям, хранящаяся в памяти интерпретатора. и использующий обратную польскую запись»:Обратная польская запись - система записи алгебраических выражений, в которой знак операции ставится не между операндами, а после пары операндов. Так, в польской нотации «2 + З» пишется, как «2 3 + «.

  • отсутствие явно выраженной структуризации языка и возможность одинаково обозначать и использовать переменные и процедуры делает практически невозможным понимание отдельного фрагмента postscript-программы - предварительно нужно просмотреть (и разобрать) весь предшествующий текст;

  • язык построен на минимальном количестве операций, и в то же время обладает неограниченной возможностью создания новых операций;

  • использование неструктурированной записи, с одной стороны, предельно облегчает построение интерпретатора и (при некотором навыке) построение своих программ, с другой -делает крайне сложной задачей отладку или корректировку PostScript-npoграммы» [ссылка на источники литературы].

«С точки зрения функциональных особенностей, PostScript - язык, созданный специально для программирования графики. Основой описания графики в языке является путь (англ. Path) - совокупность точек, прямых линий, дуг окружности и кривых Безье 4. Путь в PostScript является воображаемой линией контура (то есть невидим сам по себе); путь может быть обведен линией (stroke), залит цветом (fill), использован в качестве границы изображения (clip). Созданное с помощью путей изображение может быть отмасштабировано, повернуто на произвольный угол или перемещено в другое место без потери точности. Помимо путей, PostScript поддерживает описание полутоновых (растровых) изображений, как элементов страницы» [ссылка на источники литературы].

«С точки зрения пользователя, PostScript является входным языком большинства современных устройств вывода информации высокого разрешения. PostScript - универсальный формат для описания документа, который может быть создан в любой программе подготовки текстов и изображений (если только она имеет команду «print»), при наличии в составе операционной системы драйвера печати PostScript. Записанный в форме PostScript-файла документ может быть выведен на любом устройстве, поддерживающем стандарт языка PostScript. Во всяком случае, фирма AdobeAdobe декларирует такую переносимость для всех сертифицированных ей типов устройств вывода. В действительности, PostScript-описания страниц формируются многими программами с учетом таких особенностей устройства вывода, как формат, ориентация бумаги и разрешение вывода. В ряде случаев несоответствие этих параметров реальному устройству может приводить к неожиданным последствиям» [ссылка на источники литературы].

Язык PostScriptЯзык PostScript - это широко распространенный язык описания страниц со следующими особенностями:

  • единство описания страниц для целого ряда устройств - от фотовыводных устройств до лазерных принтеров;

  • максимальное использование возможностей устройства вывода;

  • использование системы координат, в которой можно перемещаться в любую точку, изображать геометрические фигуры, добиваться сложных эффектов, вращать, сжимать или двигать объекты;

  • сокращение объема данных, пересылаемых в устройство вывода, с передачей ему большого количества графических функций.

Основные практические преимущества использования языка PostScript:

  • экономичное использование оперативной памяти компьютера, так как объектно-ориентированная графика в этом случае не формируется в самом компьютере, а пересылается в выводное устройство как PostScript-код;

  • рациональное использование компьютера вследствие того, что вычислительные операции выполняются PostScript-устройством;

  • независимость от типа выводного устройства, так как сформированные данные могут обрабатываться на любом устройстве, понимающем PostScript;

  • возможность дополнительной обработки данных, записанных в PostScript, что дает возможность обработки, не предусмотренной в какой-либо прикладной программе;

  • возможность использования шрифтов, например находящихся в PostScript-принтере, любым специализированным программным обеспечением.

Основные технические устройства, воспринимающие PostScript:

  • фотовыводное устройство типа Linotronic с разрешением от 1270 до 2540 dpi и возможностью вывода данных на фотобумагу магу или на прозрачную пленку (стоимость примерно 100000 марок);

  • термопечатающее устройство типа ColorScript 100 фирмы QMS с разрешением 300 dpi и использующее цветовую модель CMYK для вывода цветного изображения (стоимость 40000 марок);

  • лазерный принтер PostScript с сопутствующими 35 типовыми шрифтами и относительно большой внутренней оперативной памятью порядка 3 Мб и стоимостью порядка 8000 марок);

  • лазерный принтер типа LaserJet II P стоимостью 3000 марок с дополнительными средствами расширения для PostScript ценой в 1500 марок;

  • струйный принтер типа HP DeskJet (Plus) с программным эмулятором GoScript (Plus) общей стоимостью порядка 3000 марок.

Вывод на печать в устройствах, работающих с PostScript-командами, возможен в одном из вариантов:

  • прямой ввод команд, например, с использованием операционной системы DOS;

  • вывод ASCII-файла;

  • вывод из программ обработки текста, располагающими собственными PostScript-интерпретаторами.

При прямом вводе команд, например, вывод на PostScript-принтере пустой страницы возможен в результате выполнения следующих действий:

Copy Con Prn <Enter>

showpage <Enter>

<Ctrl><D><Enter>

<Ctrl><Z><Enter>.

При использовании ASCII-файла тот же эффект, что и в первом случае, может быть достигнут следующим образом:

  • создание текстового файла с содержанием

    showpage

    <Ctrl><D>

    <Ctrl><Z>

    и сохранение его, например, под именем TEXT.PS в ASCII-формате.

  • использование следующей команды DOS

    Copy TEXT.PS PRN.

Записывать PostScript-команды в отдельном файле удобно при обработке длинных текстов или при построении комплексной графики. В таком варианте при наличии возможных ошибок нет необходимости вводить всю информацию заново, а достаточно лишь откорректировать содержимое созданного файла.

PostScript-интерпретатор PostScript-интерпретаторы, имеющиеся в ряде прикладных программ (например, в MS Word), обеспечивают подготовку данных для вывода на устройствах печати в формате PostScript. Для этого достаточно выбрать соответствующие позиции в меню ФАЙЛ\Печать.

Декартова система координат с осями X и Y выбрана за основу постраничного описания. Сначала описывается содержание всей страницы, прежде чем она сама выводится на печать по команде «showpage». При этом начало координат устройства печати находится в нижнем левом углу листа бумаги формата А4.

Точность позиционирования внутри системы координат устройства печати составляет обычно 1/72 дюйма, т.е. 0.3528 мм (1 пункт PostScript). Чтобы единица измерения равнялась 1 миллиметру, необходимо умножить 0.353 на значение параметра 2.83 (в результате получится 0.99, т.е. почти 1 мм).

Таким образом, например, вводом команды

«2.83 2.83 scale»

единица измерения для удобства может устанавливаться по оси X и по оси Y одновременно (в качестве разделителя в десятичных числах используется не запятая, а точка).

Позиционирование исходной точки в системе координат при постраничном описании определяет ее действительное расположение перед выводом данных, така как оно по умолчанию не определено и должно быть задано. Например, чтобы совместить исходную точку с началом системы координат (т.е. с левым нижним углом листа бумаги формата А4), нужно ввести команду:

«0 0 moveto».

Рисование вертикальной линии, например, высотой 100 мм может быть представлено следующим образом:

    2.83 2.83 scale - задание миллиметровой шкалы;

    newpath - новый объект;

    40 40 moveto - задание исходной точки линии;

    40 140 lineto - провести линию до конечной точки;

    0.7 setlinewidth - установить толщину линии;

    stroke - начертить линию;

    showpage - вывести страницу на принтер.

Комментарий Комментарии - пояснения отдельных действий в программе, которые строятся следующим образом:

  • символ % предваряет каждую запись комментария;

  • комментарий может состоять из символов, соответствующих стандарту клавишного поля;

  • команда <Enter> завершает комментарий и вновь открывает анализ информационной записи. В качестве примера рассмотрим предыдущий фрагмент программы, оформленный с использованием комментариев, содержащихся в программе:

2.83 2.83 scale % задание миллиметровой шкалы <Enter>
newpath % новый объект <Enter>
40 40 moveto % задание исходной точки линии <Enter>
40 140 lineto % провести линию до конечной точки <Enter>
0.7 setlinewidth % устанеовить толщину линии <Enter>
stroke % начертить линию <Enter>
showpage % вывести страницу на принтер <Enter>

Используемые шрифты (фонты) могут быть задействованы различными способами:

  • каждое PostScript-устройство обычно имеет как минимум 13 так называемых обязательных шрифтов;Пробные отпечатки знаков из ассортимента 13 обязательных шрифтов

  • так называемые дополнительные (или загружаемые) шрифты могут быть перенесены из компьютера в устройство печати при помощи специальной программы и сохраняться там до окончания сеанса работы.Пробные отпечатки знаков из ассортимента 22 дополнительных (загружаемых) шрифтов

Методология использования шрифтов в PostScript-устройствах включает выполнение следующих основных этапов:

  • установка шрифта (его активизация) при помощи команды «findfont» (с параметром в виде имени разыскиваемого шрифта) вследствие того, что в PostScript-устройстве нет активного шрифта;

  • установка размера шрифта с помощью команды «scalefont»;

  • активация шрифта с помощью команды «setfont».

В качестве примера использования простейших указаний языка PostScript рассмотрим программу вывода листа бумаги с заголовком данного учебного пособия:

%Пример простейшей программы

2.83 2.83 scale % установка размерности
/Times-Roman findfont % поиск фонта 9
scalefont % размер шрифта 9 мм
setfont % активация шрифта
10 100 moveto % начальная позиция
(ПРОГРАММНЫЕ) % вывод текста
true charpath % преобразовать в контур
0 setgray %черный цвет
fill % закрасить буквы
10 91 moveto % новая позиция
(СРЕДСТВА) % еще текст
true charpath  % преобразовать в контур
0 setgray %черный цвет
fill % закрасить буквы
10 82 moveto % новая позиция
(ОБРАБОТКИ) % еще текст
true charpath % преобразовать в контур
0 setgray %черный цвет
fill % закрасить буквы
10 73 moveto % новая позиция
(ИНФОРМАЦИИ) % еще текст
showpage % вывод страницы

Если рассмотреть отпечатанную черно-белую иллюстрацию через увеличительное стекло, то можно увидеть, что она состоит из точек разного диаметра, которые равноудалены друг от друга. Для изготовления печатного оттиска используют печатные формы, которые, в свою очередь, получаются обычно с диапозитивов. Наконец, диапозитивы изготавливают традиционно с помощью фотовыводных устройств. Таким образом, при традиционном процессе множения (тиражирования) полутоновой иллюстрационной продукции выполняют, например, такой перечень операций:

  • Сканированиесканирование изображения;

  • обработка и редактирование в программах типа PhotoShop;

  • Растрированиерастрирование, как процедура преобразования полутонового изображения в ассортимент точек в специальных устройствах - растровых процессорах;

  • сохранение файла на магнитном носителе информации;

  • обработка на фотовыводном устройстве для изготовления диапозитива.Растровые точки разной площади равноудалены друг от друга

Принято считать, что для нормального воспроизведения полутоновых иллюстраций линиатура растра должна быть не менее 40 линий на сантиметр, или приблизительно 100 линий на дюйм:

  • растрированное изображение таково, что оно воспринимается человеческим глазом как целостное, если расстояние между растровыми точками (точнее между центрами растровых точек в том числе разных размеров) не превышает 250-300 микрометров;

  • Линиатура растралиниатура растра - это количество строк или линий растровых точек на единицу длины (т.е. количество суперячеек на единицу длины;

  • линиатуру растра принято измерять в линиях на сантиметр (в России) и в линиях на дюйм (в странах Европы).

В реальном производстве обычно используют:

  • линиатуру растра 60-70-80 линий на сантиметр при произ водстве журналов и другой качественной черно-белой и цветной продукции.

В полиграфии считают, что используемому в русском языке термину «растрирование» на языке первоисточника соответствуют не один, а два термина: [ссылка на источники литературы]

  • screening - формирование bitmap-образов растровых точек (dot) для передачи полутонового изображения;

  • rasterising - интерпретация векторного описания и (иногда) формирование bitmap-образов для векторных объектов.

Растровая точка Растровые точки при обработке полутонового изображения традиционно имеют разный диаметр, что необходимо для передачи различных оттенков черного цвета, или, как еще говорят, полутонов серого (чем темнее оттенок черного, тем большего диаметра должна быть черная точка). Особенности языка PostScript, который используют, в частности, для работы с фотовыводными устройствами, позволяют передать порядка 256 оттенков, или градаций. В связи с этим растровая точка обычно имеет 256 вариантов своего размера.

Схему создания растровой точки различной площади наглядно можно представить следующим образом:

  • создание шаблона на прозрачной основе с нанесенной на него мелкой сеткой (элементарная ячейка сетки - растровая ячейка);

  • выделение на этой сетке квадрата со стороной в 16 элементарных ячеек-клеток (получение области, содержащей 256 ячеек или суперячеек);

  • создание, например, с помощью фотовыводного устройства, засвеченного участка фотопленки внутри суперячейки - одного из 256 возможных ассортиментов микроточек, составляющих растровую точку нужной площади.

Схему растрирования полутонового изображения можно представить следующим образом:

  • наложение прозрачного шаблона на полутоновую иллюстрацию;

  • замер значения полутона иллюстрации для каждой области, эквивалентной по размеру суперячейке;

  • разбивка всего диапазона имеющихся значений на 256 градаций.

Разрешение Разрешение при растровом формировании изображения - это количество точек, приходящихся на единицу линейного размера изображения. Например, для дисплеев компьютеров типа Macintosh наиболее распространенное разрешение - 72 dpi (dpi - dot per inch - точек на дюйм). Для мониторов на компьютерах платформы IBM PC разрешающая способность обычно равна 96 dpi. Принято считать, что для лазерных принтеров этот параметр составляет 300-1200 dpi, а для устройств экспонирования фотоформ - от 1200 до 5080 dpi.

Разрешающая способность фотовыводного устройства характеризуется его способностью адресовать луч, которым производится засветка, и соответствует величине микроячейки, в которую может записываться микроточка. Современные фотовыводные устройства обычно имеют несколько переключаемых состояний, позволяющих изменять разрешающую способность.

Достоинства Графика растровая (точечная)растровой (точечной) графики по сравнению с векторной:

  • простота создания изображения;

  • техническая реализуемость автоматизации ввода (оцифровки) информации с помощью развитой системы внешних устройств (сканеры, видеокамеры, цифровые фотокамеры, графические планшеты);

  • возможность передать живописные эффекты (например, туман, дымку и др.), размытость, акварельность и др.

Среди недостатков растрового формирования изображения обычно отмечают: [ссылка на источники литературы]

  • необходимость значительных объемов памяти и больших затрат времени на обработку изображений;

  • трудности масштабирования при неизменном разрешении или изменения разрешения при неизменных размерах (требуется так называемый ресэмплинг - от англ. sample - отсчет, замер). Ресэмплинг обычно приводит либо к появлению грубых ступенек на краях элементов рисунка, либо к появлению нерезкости, размытости, расплывчатости изображения.

Наряду с принципом растрового представления изображений (так называемой точечной графикой) в компьютерных издательских системах широко используют Графика векторнаявекторную графику. И та и другая основаны на математических моделях:

  • для Графика растровая (точечная)точечной графики - это массив чисел в виде матрицы, описывающих цветовые параметры каждой точки;

  • для векторной графики - это математическая формула, по которой векторная программа строит исходный контур и пересчитывает все его точки в процессе обработки.

Построение векторных графических изображений является простым и одним из широко используемых способов в компьютерных системах. Он основан на непосредственном построении геометрических примитивов: отрезков прямых, дуг овалов, парабол и других подобных элементов. Из таких фрагментов в результате выполнения ассортимента процедур несложно получить достаточно сложные изображения.

В векторной графике контуры описываются математическими формулами, в частности, так называемыми Кривая Безьекривыми Безье (по фамилии французского математика Безье П.Пьера Безье /P. Bezier/, который применял математические кривые и поверхности при конструировании кузова автомобиля Рено):

  • каждая кривая строится в общем случае по координатам четырех (так называемых контрольных) точек;

  • две точки из четырех называют опорными (или узлами /node/), так как через них проходит собственно кривая;

  • две другие точки (так называемые управляющие) не лежат на кривой, но их расположение описывают кривизну кривой;

  • кривая Безье непрерывно заполняет отрезок между начальной и конечной точками и не имеет разрывов;

  • отрезки управляющих линий в первой и последней опорных точках отдельных кривых Безье располагаются вдоль одной прямой, что позволяет гладко соединять их в одну кривую;

  • кривые Безье симметричны, что позволяет изменять направление вектора кривой на противоположное без изменения формы;

  • кривые Безье сохраняют свою форму при масштабировании;

  • если существуют только две опорные точки или управляющие линии лежат на одной прямой, то кривая превращается в отрезок прямой;

  • при изменении положения хотя бы одной из опорных точек меняется форма всей кривой Безье, что обеспечивает бесконечное разноообразие форм векторных объектов.

Достоинства векторной графики по сравнению с растровой:

  • экономность в плане объема дискового пространства для хранения изображения (хранится не само изображение, а лишь некоторые основные данные, необходимые для воссоздания изображения заново);

  • максимальное использование возможностей разрешающей способности любого выводного устройства (трансформирование или манипулирование объектами не сказываются на качестве изображения);

  • развитые средства интеграции изображения и текста, единый подход к их обработке, что расширяет возможности создания конечного продукта.Фрагмент контура буквы «О»

В качестве недостатков векторной графики обычно отмечают следующее:

  • ограниченность в чисто живописных средствах (например, при создании фотореалистических изображений);

  • отсутствие возможности автоматизированного ввода информации (например, с помощью сканера).

Для большинства технических устройств вывода, используемых в Компьютерная издательская системаКИС, непосредственное исполнение команд векторного описания изображений является слишком сложным. Такое формирование изображений путем прорисовывания каждого вектора по отдельности используется, например, в планшетных и рулонных графопостроителях (Плоттерплоттерах) и Фотоплоттерфотоплоттерах для подготовки чертежей в машиностроении и архитектуре. При этом за счет специальных приспособлений обеспечивается точное перемещение бумаги (или другого носителя) и пера (или другого рисующего элемента) в произвольных направлениях друг относительно друга.

Принцип формирования изображения «строка за строкой» является основным способом обработки изображения в устройствах вывода. Известно, что так работает обычная телевизионная трубка, где изображение состоит из отдельных микроэлементов (точек, или пикселей - от английского pixel). Таким же образом работает, например, обычный лазерный принтер. Этот способ образования изображения называют еще растровым, при котором каждая точка двумерной матрицы строк и столбцов окрашивается в один из допустимых цветов. Количество используемых цветов зависит от особенностей конкретного устройства. Например, в высококачественном мониторе может использоваться 16 777 216 оттенков.

Формирование Изображение растровоерастрового изображения, таким образом, (тем или иным способом) должно предшествовать собственно процедуре вывода на используемых в промышленности устройствах.

Преобразование Изображение векторноевекторного описания изображения в растровое (его Растрированиерастрирование) заключается в следующем:

  • создание в оперативной памяти (или на диске, если размер страницы большой) битовой карты нужного размера и глуби ны цвета, соответствующей «пустому листу»«, или фону, на котором будет формироваться изображение;

  • изменение для каждого элемента векторного описания цвета тех точек, которые должны участвовать в формировании изображения этого элемента;

  • повторное «закрашивание точек» необходимое число раз, если элементы изображения перекрывают друг друга;

  • передача полученного bitmap выводному устройству для отображения или записи твердой копии.

Способы растрирования векторного объекта используются в зависимости от ситуации всякий раз, когда векторный объект должен быть подготовлен для вывода на растровое устройство:

  • при выводе на экран растрирование осуществляется средствами графики операционной системы (WindowsWindows или Мас OSМас OS) совместно с программой, формирующей векторное изображение (например, CorelDrawCorelDraw, Macromedia FreeHandMacromedia FreeHand или Adobe IllustratоrAdobe Illustator);

  • для вывода на матричные принтеры и подобные простые устройства растрирование осуществляется так называемым Драйвер принтерадрайвером принтера. Полученный в результате bitmap передается на печатающее устройство вместе с соответствующими командами управления;

  • в случае использования так называемых растровых процессоров или интерпретаторов PostScript соответствующая обработка выполняется самими этими устройствами. В этом случае информация из компьютера передается им в виде программы на Язык PostScriptязыке PostScript.

Растровые процессоры или интерпретаторы PostScript, таким образом, выполняют:

  • расшифровку, или интерпретацию PostScript-описания страницы (PostScript interpreting или ripping - в зависимости от конкретной модели интерпретатора);

  • собственно создание образа страницы в виде битовой карты.

Аббревиатура Raster Image Processor (RIP)RIP происходит от английских слов Raster Image Processor, что дословно должно переводиться как «растровый процессор изображений». Любое устройство, способное «понимать» язык PostScript, имеет в своем составе растровый процессор.

Процессор растровый Растровый процессор - Raster Image Processor (RIP) - является своеобразным переводчиком на пути преобразования информации с универсального языка описания полос PostScript, используемого в издательских комплексах, в двоичную матрицу, с помощью которой изображение формируется на фотоформе:

  • Язык PostScriptPostScript оказывается универсальным языком, позволяющим единым образом описывать практически любые элементы полосы издания: штриховые, полутоновые и векторные иллюстрации, шрифты любых языков, цветные объекты во множестве стандартов;

  • для печати традиционно требуется изготовление печатных форм, для получения которых, в свою очередь, нужны фотоформы. Для изготовления фотоформ все чаще применяются лазерные экспонирующие устройства, которые обычно называют фотовыводными устройствами.

Однако экспонирующая часть фотовыводного устройства оставляет на фотоматериале только один вид следа - черное пятно, равное диаметру луча, используемого для засветки фотоматериала. При этом изображение на фотоформе состоит из очень большого числа отдельных точек с диаметром от единиц до десятков микрометров, которые и составляют двоичную матрицу. Например, при разрешении фотовыводного устройства 2400 точек на дюйм отрастрированная полоса форматом А4 представляет собой матрицу размером 19900×28300 элементов.

Специалисты отмечают, что к 1995 году фактически установились негласный стандарт на современное фотовыводное устройство, предполагающий использование:

  • протяжки фотоматериала по внутреннему барабану;

  • красного полупроводникового лазера в качестве источника излучения;

  • двух подающих кассет;

  • системы пробивки приводочных отверстий и т. д.

Теперь наступает этап бурного развития растровых процессоров и формирования стандартов на них. В частности, подобные взгляды высказываются Амангельдыев А.А. Амангельдыевым в статье журнала «Курсив» № 2 за август 1996 года.

Разновидности растровых процессоров
аппаратного типа  программного типа 
При использовании первой концепции с точки зрения пользователя растровый процессор и экспонирующее устройство не разделены, а представляют собою одно целое. Например, после команды "Печать" следует проявка пленки. По второй концепции интерпретация языка PostScript осуществляется на обычном серийном компьютере.
Этот растровый процессор конструктивно представляет собой установленную внутри принтера плату, содержащую специализированный процессор, оперативную память и постоянное запоминающее устройство с записанной в нем программой интерпретатора PostScript. Впервые концепция применена для печати на лазерных принтерах, не имеющих собственной платы растрового процессора PostScript.
В этом случае, с точки зрения пользователя, на вход "черного ящика" подаются страницы издания на языке PostScript, а на выходе формируются некоторые команды управления экспонирующим устройством. Поэтому здесь для интерпретации языка PostScript используют стандартный компьютер.
Таким образом, в этом случае для обработки языка PostScript используется специально подготовленный для этой цели компьютер. Существенное отличие состоит в том, что программный растровый процессор устанавливается, запускается, а при необходимости — модернизируется, как и любой программный продукт, на обычном компьютере. При этом используется привычная для пользователя операционная система и интерфейс оператора. В случае необходимости перенос программного растрового процессора на другой компьютер, ремонт технических средств или просто переустановка программного обеспечения после серьезных сбоев не являются сложной задачей.
Примером является процессор, который был разработан для лазерного принтера Apple LaserWriter в 1985 году по лицензии фирмы Adobe.

Первоначально, как отмечается в статье, аппаратные растровые процессоры были существенно производительнее, так как архитектура компьютера специально разрабатывалась и оптимизировалась для обработки языка PostScript. Однако после перевода программных Процессор растровыйрастровых процессоров на платформы типа PowerPC производительность их вплотную приблизилась к аппаратным. Кроме этого, по мере быстрого совершенствования стандартных компьютеров так же быстро должна расти производительность и программных растровых процесоров. Причем, например при выходе из строя компьютера с установленным на нем программным растровым процессором последний можно переставить на другой компьютер и сохранить тем самым работоспособность системы.

В настоящее время пришли к выводу, что использование аппаратного процессора более предпочтительно в организациях, занимающихся подготовкой большого объема однотипной продукции (например, газетных полос). Он отличается простотой использования, хорошей производительностью и надежностью. Программный растровый процессор имеет преимущества при использовании в организациях, оказывающих услуги по выводу полос, подготовленных на стороне (в так называемых сервис-бюро). Он перспективен в плане возможностей расширения и удобства настройки, более приспособлен для сложных применений в различных программах, которые капризны при выводе информации (например, типа CorelDraw).

Таким образом, как отмечают специалисты [ссылка на источники литературы], в общем случае:

  • аппаратные растровые процессоры лучше защищены от «случайных сбоев» и повреждений в результате неосторожных манипуляций пользователя, проще в использовании и надежнее с точки зрения отказов аппаратных средств;

  • программные растровые процессоры отличаются большей гибкостью и возможностями реконфигурации, имеют возможность повышения производительности и функциональности за счет переноса на более быстрые модели компьютеров и приобретения дополнительных модулей, обладают на порядок большей функциональностью (управление очередями, предварительный просмотр bitmap, спуск полос, Треппингтреппинг и др.);

  • интерпретация многих операторов языка PostScript - процесс неоднозначный, зависящий не только от модели растрового процессора, но и от параметров растрирования (например, от разрешения выводного устройства). Иными словами, одно и то же описание страницы на языке PostScript может быть по-разному воспроизведено разными растровыми процессорами. Например, тот факт, что текст был нормально распечатан на Apple LaserWriter при разрешении 300 dpi не дает все же полной гарантии столь же успешного его вывода на Linotronic 530 или Avantra 25.

© Центр дистанционного образования МГУП