Программные и аппаратные RIP

⇐ ПредыдущаяСтр 17 из 17

В англоязычной, а зачастую и в отечественной литературе растровые процессоры называют звучной аббревиатурой RIP — сокращением английских слов Raster Image Processor, что дословно должно переводится как «растровый процессор изображений». Любое устройство, способное «понимать» язык PostScript (иногда говорят «постскриптовское выводное устройство»), имеет в своем составе растровый процессор.

Первый растровый процессор был разработан для лазерного принтера Apple LaserWriter в 1985 году по лицензии фирмы Adobe. 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. Подобные RIP получили название аппаратных .

В конце 80-х годов появились первые программные растровые процессоры. В отличие от аппаратных, программные RIP, как и следует из названия, представляют собой главным образом программные средства, которые могут использоваться на универсальных компьютерах — IBM PC, Apple Macintosh или другой платформе — в зависимости от того, для какого процессора и какой операционной системы эта программа предназначена.

Абсолютно четкой границы между программными и аппаратными RIP не существует. Любой программный растровый процессор реализуется на некотором компьютере, то есть аппаратных средствах, и зачастую имеет в своем составе дополнительные платы — аппаратные ускорители, генераторы растровой точки и т. д. Любой аппаратный RIP, в свою очередь, представляет специализированный вычислитель, также работающий по специальной программе, навсегда записанной в его запоминающем устройстве.

Существенное отличие состоит в том, что программный растровый процессор устанавливается, запускается, а при необходимости — модернизируется, как и любой программный продукт, на обычном компьютере, имеющем привычную для пользователя операционную систему и интерфейс оператора. При необходимости перенос программного RIP на другой компьютер, ремонт технических средств или просто переустановка программного обеспечения после серьезных сбоев не являются слишком сложной задачей. Аппаратный растровый процессор, с точки зрения пользователя, представляет собой «черный ящик» — на входе PostScript-описание страницы, на выходе — отпечатанная страница. Доступа ни к аппаратным, ни к программным средствам, находящимся внутри, для пользователя не предусматривается.

В общем случае, аппаратные RIP 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 и др.).

Растровые процессоры выпускаются многими фирмами, но ядро (собственно интерпретатор PostScript и алгоритмы растрирования) в большинстве случаев приобретается у основных «законодателей мод» — Adobe.

А теперь самое существенное из перечня особенностей RIP. 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. Конечно, ситуация не столь печальна, как можно было бы подумать — иначе PostScript-технология просто не могла бы существовать. Но 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.

65. Растровые и векторные шрифты.

Прежде чем рассматривать, шрифт с точки зрения операционной системы, разберемся с тем, каким образом в принципе может быть представлена (и представляется в действительности) информация о шрифте. Изображение символов шрифта (как и любое другое) на экране дисплея является растровым изображением, то есть состоит из окрашенных в разные цвета точек, или пикселей (pixels). В случае текста таких цветов только два — цвет символа и цвет фона. Если условно обозначить точку, окрашенную в цвет символа, единицей, а в цвет фона — нулем, любой изображаемый на экране символ можно представить в виде прямоугольной таблички из нулей и единиц — битовой карты (bitmap), о которой уже говорилось при обсуждении растрирования. Естественно, что количество элементов в таблице однозначно связано с размером символа на экране — для рисования символа высотой 12 пунктов (1 pt = 1/72 дюйма и точно соответствует размеру пикселя для большинства типов мониторов) нужно иметь bitmap высотой 12 строк, для символа в 8 pt — в 8 строк. Таблица, содержащая все 256 битовых карт символов для некоторого начертания и некоторого размера, называется bitmap font (bitmap-шрифт).

Bitmap-шрифт является наиболее удобным для отображения на экране с точки зрения скорости прорисовки и затрат ресурсов компьютера на обработку. Однако размеры символов на экране могут изменяться — следовательно, для одной гарнитуры необходимы bitmap-шрифты нескольких размеров. Поскольку запоминать шрифты для всех возможных размеров слишком расточительно с точки зрения расходуемой для их хранения памяти (как дисковой, так и оперативной), создатели раздела поддержки шрифтов в операционных системах пошли на следующий компромисс: 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.

Несмотря на ощутимые потери времени при пересчете битовых карт «на другой размер» и не слишком высокое качество отображения промежуточных размеров символов на экране, для вывода только на экран и только прямых символов bitmap-шрифтов было бы вполне достаточно. Проблемы возникают, когда текст нужно повернуть или вывести на «твердую копию», или то и другое вместе. Если для работы с экраном, имеющим разрешение 72 dpi (точки на дюйм) при отображении символа высотой 16 пунктов достаточно запомнить битовую карту порядка 256 бит (16 точек по вертикали, 16 по горизонтали), то для отображения символа того же размера на бумаге при разрешении 1200 dpi потребуется матрица из 267х267 элементов, или 8911 байт. Умножьте эту величину на количество символов в шрифте (256), на количество используемых вами гарнитур и учтите необходимое количество bitmap для разных размеров символов, а потом прикиньте, поместится ли необходимый объем информации на ваш жесткий диск. Вне зависимости от полученного результата, хранение (и передача) образов символов в виде битовых карт, пригодных для печати с высоким разрешением, оказывается слишком неэффективным способом кодирования шрифтов

Векторные шрифты

Возможным решением проблемы масштабирования шрифта на высокие разрешения является использование векторных шрифтов. Эти шрифты являются естественным способом определения начертаний символов для устройств типа перьевых или струйных графопостроителей (плоттеров), способных непосредственно воспроизводить на носителе прямые либо кривые линии. В векторных шрифтах каждый символ представлен в виде совокупности геометрических примитивов — обычно отрезков прямых и дуг окружности, заданных своими координатами относительно «точки привязки» (origin point) символа.

Масштабирование векторного шрифта производится простым умножением всех координат на соответствующий множитель. Помимо графопостроителей, в конце восьмидесятых годов некоторые программные продукты работали с векторными шрифтами и на дисплее — можно упомянуть графические средства всех компиляторов фирмы Borland для DOS. Однако для прорисовки шрифтов с качеством, пригодным для полиграфии, в векторных шрифтах понадобилось бы слишком большое количество элементов, образующих контура букв с переменной толщиной — эти контура пришлось бы «набирать» из множества тонких линий. В настоящее время векторные шрифты используются только в некоторых программах, связанных с подготовкой чертежей.

66. Контурные шрифты. (км)

Более эффективным решением проблемы является использование так называемых «outline» (контурных) шрифтов. Иногда их также называют векторными — это вполне допустимо, если только исключена путаница с теми шрифтами, о которых шла речь в предыдущем абзаце. Вместо запоминания битовых карт, меняющихся с изменением кегля шрифта, запоминаются только контуры символа.

При необходимости отобразить на том или ином устройстве символ какого-то конкретного размера битовая карта для данного символа и данного кегля строится путем «заполнения» контуров буквы точками, разе нужного символа на соответствующее разрешение.

Для запоминания кривых, очерчивающих границы символов, используют разбиение кривой (или ломаной) линии на участки и аппроксимацию получившихся фрагментов кривых полиномами второй или третьей степени. На рисунках границы участков, на которые разбиты контура букв, показаны жирными точками.

Шрифты TrueType.

В зависимости от степени аппроксимирующего полинома различают два типа outline-шрифтов. Так называемые TrueType-шрифты (они могут также называться шрифтами типа 2), первоначально предложенные фирмой Apple для использования в качестве масштабируемых экранных шрифтов в компьютерах Macintosh во второй половине восьмидесятых годов, используют для формирования контура символов кривые второго порядка. Каждый участок контура характеризуется, или задается двумя точками (границами участка) и направлением линии на каждой из границ. Часто для задания направлений используется третья точка, лежащая на пересечении касательных к кривой на ее концах:

Шрифты PostSript.

Векторный шрифт в формате PostScript, или шрифт типа 1 в терминологии языка Adobe PostScript, отличается от TrueType главным образом тем, что контур строится из кривых третьего, а не второго порядка, называемых иногда кривыми Безье. Пример фрагмента кривой третьего порядка:

Использование кривых более высокого порядка обуславливает основные преимущества PostScript-шрифтов перед TrueType. Во-первых, 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 злом. Иначе говоря, символы PostScript-шрифта являются более гладкими, чем TrueType. Во-вторых, для задания контура с тем же или более высоким качеством требуется меньшее количество точек, что уменьшает количество хранимой и передаваемой информации, Третьим недостатком формата TrueType является необходимость преобразования в формат PostScript для загрузки в принтер или любое другое выводное устройство. Как любое преобразование, оно требует затрат времени и может привести к искажению формы символов при выводе. При возможности выбора между TrueType и PostScript-шрифтами предпочтение безусловно должно быть отдано последним. При выводе на принтер (или иные устройства вывода) возможен вариант, исключающий преобразования — в этом случае вместо шрифтов TrueType выводятся «соответствующие» им шрифты PostScript, имеющиеся в памяти принтера или загруженные в нее. Соответствие имен шрифтов PostScript и TrueType устанавливается специальной таблицей, называемой таблицей соответствия (substitution table).

Недостатком outline-шрифтов по сравнению с bitmap являются значительные затраты времени на формирование изображения. При этом необходимо учитывать, что при выводе изображения на бумагу или пленку эти потери несоизмеримо меньше времени собственно печати или экспонирования, связанного с работой механических устройств. При выводе только на экран время, затрачиваемое на генерацию битовых карт символов соизмеримо или больше времени отображения символов на экране, и тщательная прорисовка символов приводит к раздражающему замедлению вывода на дисплей текстовой информации. Поэтому обычно в комплекте шрифтов присутствуют как bitmap-шрифты для быстрого вывода на экран, так и контурные шрифты для вывода на принтер, фотонаборный автомат или для прорисовки символов на экране при больших увеличениях. Векторных шрифтов также требуют программы, непосредственно обрабатывающие контуры букв — такие, как Adobe Illustrator, Adobe Photoshop или Macromedia FreeHand.

67. Шрифты в ОС(Windows). Файлы шрифтов.

В современной архитектуре компьютерных систем управление шрифтами является прерогативой операционной системы — Windows для IBM PC или Mac OS для Apple Macintosh (и всех совместимых компьютеров, разумеется). Операционная система предоставляет прикладным программам список доступных шрифтов, обеспечивает отображение текстовой информации на дисплее и ее вывод на печать и другие подобные устройства.

Все перечисленные операционные системы поддерживают два класса шрифтов — растровые (bitmap) и контурные (outline) в формате TrueType. Растровые шрифты используются самой операционной системой для формирования текстов в строках меню, окнах диалога и системных сообщениях. Конечно, bitmap-шрифты можно использовать для работы с текстовыми документами. Однако при этом необходимо помнить, что получить качественный бумажный эквивалент текста, сверстанного с помощью растровых шрифтов, просто нельзя — буквы будут иметь ярко выраженную «зубчатую» структуру. С точки зрения полиграфического использования имеет смысл говорить лишь о TrueType и PostScript-шрифтах.

Для использования PostScript-шрифтов на компьютер инсталлируется дополнительное средство — Adobe Type Manager (ATM). При его наличии операционная система может использовать PostScript-шрифты для вывода на экран или печать.

Шрифты в Windows

Растровые шрифты и шрифты TrueType. Растровые шрифты по умолчанию имеют расширение.FON, шрифты TrueType — расширение.TTF. Структура файла.TTF достаточно сложна, и ее знание едва ли пригодится пользователю — для изменения шрифтовых файлов используются специальные программы — редакторы шрифтов. Отметим лишь, что для Windows файл TrueType-шрифта содержит как описание контурного шрифта, так и его экранную (bitmap) версию для стандартного размера символов.

PostScript-шрифты. Управление шрифтами типа 1, или PostScript-шрифтами, в осуществляется с помощью специальной вспомогательной программы, называемой Adobe Type Manager — сокращенно ATM. ATM поставляется как отдельная программа, или входит в комплект поставки других продуктов фирмы Adobe — Adobe PageMaker или Adobe Photoshop.

Каждый PostScript-шрифт, установленный в Windows, состоит из двух компонентов — собственно описания шрифта (.PFB-файл) и файла метрики шрифта (.PFM-файл). В.PFB-файле содержится информация о начертаниях символов, закодированная в соответствии с правилами расширенной версии языка PostScript. Файл метрики шрифта содержит два дополнительных, но очень существенных для работы со шрифтом блока данных — таблицу размеров символов (метрику) и таблицу кернинга. Эти таблицы используются программами обработки текста для определения точного положения символов на экране или бумаге.

68. Понятие о формате и шрифтовой машине. Структура шрифтового формата.

Любой цифровой шрифт, как это сразу становится понятно из названия, представляет собой описание входящих в него символов, метрических и других параметров, определяющих особенности шрифта в цифровой форме. Форматом представления цифрового шрифта называется способ (стандарт) представления цифровой информации, образующей шрифт. Обычно он представляет собой один или несколько файлов, с которыми можно поступать так же, как и с любыми другими файлами: копировать, удалять, переименовывать и т.д.

Шрифт, представленный в определенном формате, можно использовать в любых программных и аппаратных средствах, которые могут воспринимать закодированную в формате информацию. Таким образом, создание определенного формата представления шрифтов не является достаточным для их использования. Необходимо иметь еще два компонента: средства преобразования информации в заданный формат и средства воспроизведения шрифтов, представленных в этом формате. Если средства кодирования используются в основном производителями шрифтов, то средства воспроизведения необходимы в первую очередь пользователям цифровых шрифтов.

Совокупность определенного формата представления шрифтов и средств воспроизведения шрифтов, заданных в этом формате, мы будем называть шрифтовой машиной . Например, если речь идет о формате TrueType, то мы будем говорить о TrueType-машине (рис. 6.1). Для некоторых форматов существует несколько средств воспроизведения, в этом случае говорят об определенной реализации шрифтовой машины, например TrueType-машина MS Windows 3.1 или Type 1-машина PostScript-интерпретатора. Очевидно, что без средств воспроизведения любой шрифтовой формат имеет только теоретический интерес, поскольку невозможно оценить качество воспроизведения шрифта и скорость работы. Поэтому бессмысленно говорить о преимуществах того или иного формата, оценивать можно только работу шрифтовой машины.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 1617