1. Počítačové zpracování grafických prvků tiskové stránky

1. Počítačové zpracování grafických prvků tiskové stránky Studijní cíl Tento blok kurzu je věnován problematice grafických prvků tiskové stránky, exportu a importu tiskových dat a vektorovému a rastrovému popisu dat. Doba nutná k nastudování 2 hodiny 1.1 Základní pojmy DTP Desk Top Publishing - metoda realizace předtiskových operací pomocí malé výpočetní techniky (počítače PC, počítače Apple Macintosh, pracovní stanice RISC). Na obrázku Obrázek 1 je prezentováno blokové schéma vymezení rozsahu operací v DTP. Obrázek 1: Operace v DTP Soubor - ve smyslu počítačového zpracování souborem rozumíme jakoukoliv množinu údajů v paměti počítače nebo na nějakém paměťovém médiu. Mohou to tedy být ekonomická data, grafická data, programy (zdrojové, přeložené nebo sestavené), databázové soubory apod. V našem případě, kdy se jedná o zpracování publikací, budeme rozumět pod souborem textová a grafická data. Datový formát souboru - uspořádání dat v souboru podle určitých pravidel. Každý programový produkt, který pracuje s daty, musí znát jejich uspořádání v souboru. 1

Bylo vytvořeno velké množství formátových standardů, které usnadňují předávání dat mezi různými programovými produkty. Vektorově orientovaný formát - jednotlivé grafické objekty jsou realizovány pomocí základních geometrických útvarů (čára, Bezierova křivka, kružnice pod.). Tyto útvary (také funkcionální objekty) jsou reprezentovány jménem, definičními body, popřípadě dalšími atributy těchto objektů. Například čtyřúhelník může být ve vektorovém souboru reprezentován řetězcem ASCII znaků: RECT, 80, 65, 25, 78, RED; To znamená, že zpracovatelský program rozpozná, že jde o čtyřúhelník se zadanými vrcholy a barvou a zpracuje ho instrukcemi kódu pro zpracování čtyřúhelníku. Rastrově orientovaný formát - jednotlivé grafické objekty jsou popsány pomocí veličiny (obvykle jas), která se přiřazuje rastrovým bodům, na které je daný objekt rozložen (viz obrázek Obrázek 2). Rastrový soubor pak obsahuje posloupnost hodnot jasů všech rastrových bodů. Hustota rozkladu na jednotlivé rastrové body je dána rozlišovací schopností vstupních a výstupních zařízení (skener, display, tiskárna, osvitová jednotka), na kterých se objekty do rastrového formátu převádějí a je charakterizována veličinou nazvanou prostorové rozlišení obrazu. Jednotkou je dpi (dots per inch). Bitová mapa - rastrová reprezentace grafického objektu, kdy veličina popisující objekt, má pouze dvě hodnoty (při tisku černá a bílá barva). Jinak se pojem bitová mapa nepřesně používá jako druhý název pro rastrový formát. Obrázek 2: Rastrová reprezentace grafického objektu 2

Jazyk popisu stránky - programovací jazyk, který obsahuje prostředky pro tvorbu, popis a tisk stránky dokumentu. Jednotlivé objekty stránky textové i grafické, jsou popsány svými atributy (například střed a poloměr kružnice) a dále jednotlivými příkazy jazyka popisu stránky, které popisují další modifikace daného objektu (například zvětšení nebo zmenšení, tloušťku a barvu obrysové čáry, barvu výplně atd.). 1.2 Jazyky popisu stránky Zpracování tiskovin pomocí počítačů, nazývané DTP (Desk Top Publishing), je umožněno existencí výkonných počítačů založených na platformách s operačními systémy Unix, MacOs a Windows. Avšak jenom samotná existence těchto zařízení nebyla pro rozvoj DTP rozhodující. Rozhodující bylo vytvoření programových produktů zejména v souvislosti s příchodem a standardizací některých jazyků popisu stránky jako např. HPPCL od firmy Hewllet Packard a PostScript firmy Adobe v polovině osmdesátých let. Tyto jazyky byly vytvořeny především pro tiskárny, ale v dnešní době je například Postscript používán ve všech výstupních zařízeních sloužících k tisku publikací. Zmíníme se o důvodech, které vedly k zavedení technologie jazyků pro popis stránky. V dnešní době jsou veškerá zpracovávaná data v oblasti tisku v digitální formě. Je potřeba si uvědomit, že konečný tisk se provádí rastrovým způsobem, tj. tisknou se digitální body. Například u laserové tiskárny se tiskový bod vytváří pomocí laserového paprsku na dielektrickém válci jako místní změna elektrického náboje. Když si představíme tiskovou stránku A4 (rozměry 210 x297 mm) zpracovnou v RIPu, potom při rozlišení 3000 dpi je to přibližně 800 Mbitů dat na jeden barevný výtažek. To je velký soubor pro zpracování v univerzálním počítači a také pro přenos do jiného zařízení. Proto vznikla myšlenka předávat do výstupního souboru pouze definiční data (např. střed kružnice a poloměr) a konečné zpracování stránky (například zvětšení, výplň, obrys) přenechat výstupnímu zařízení (tiskárna, RIP) zpracováním příkazů jazyka pro popis stránky. Tyto příkazy jsou pak součástí výstupního souboru. Tiskárny, osvitové jednotky a další výstupní zařízení jsou schopny přijímat informace o objektech na stránce ve vektorovém formátu i rastrovém formátu. Jazyk popisu stránky HPCL byl původně založen na popisu objektů pomocí rastrového formátu, jazyk PostScript na popisu vektorových objektů. Hlavním cílem vývoje jazyka PostScript byl požadavek hardwarové nezávislosti. Oba jazyky jsou však dnes schopny zpracovávat oba datové formáty. 3

1.3 Export a import tiskových dat V oblasti DTP dnes existuje mnoho programových produktů, které zpracovávají texty, vektorovou grafiku a rastrové obrazy, přičemž je důležité, že tyto programy musí být schopny spolupráce, co se týká přenositelnosti svých výstupních souborů. Jedná se o programy pro sazbu (QuarkXpress, Adobe Pagemaker, Adobe InDesign, Corel Ventura), programy pro vytváření grafiky (Adobe Illustrator, Corel Draw), programy pro zpracování obrazu (Adobe Photoshop, Corel Photo Paint) a textové editory (MS Word, OpenOffice Writer). Obvykle chceme přenášet texty a grafiku z produktů, které je vytvářejí, do programů pro zlom stránek, což jsou vlastně programy pro sazbu. Potřebujeme, aby tyto produkty vytvářely svoje výstupní soubory ve formátech, kterým navazující programy rozumí. Datová kompatibilita tedy zaručí úspěšný přenos dat mezi jednotlivými programy. To se dá zaručit pomocí standardních formátů datových souborů. Různými výrobci bylo vytvořeno mnoho formátů dat, ale jen některé byly všeobecně přijaty uživateli a staly se standardy. V další části jsou popsány dva typické příklady. Formát ASCII (American Standard Code for Information Interchange) se používá k ukládání a přenášení textových informací. Tento formát je v podstatě tabulka kódů, počínaje kódem 0 a konče kódem 255, přidělených jednotlivým textovým znakům nebo povelům pro některé akce tiskárny. V následující tabulce jsou příklady některých kódů v pořadí dekadická hodnota, hexadecimální hodnota, symbol, slovní popis. 02 02H STX (Start of Text) začátek textu 03 03H ETX (End of Text) konec textu 10 0AH LF (Line Feed) přechod na nový řádek 12 0CH FF (Form Feed) nastavení nové stránky 13 0DH CR (Carriage Return) návrat na začátek řádku 32 020H SP (Space) mezera 49 031H 1 znak 1 57 039H 9 znak 9 65 041H A znak A 90 05AH Z znak Z Textový soubor ve formátu ASCII je potom posloupností kódů v rozmezí čísel 0 až 255. Tato posloupnost obsahuje kromě kódů tisknutelných znaků také kódy povelů řídících (začátek stránky, začátek bloku, tabelátory, nový řádek), které se samozřejmě netisknou. Tiskárna, která přijímá tuto posloupnost znaků identifikuje 4

znaky buď pomocí pevné logiky (jehličkové tiskárny) nebo programově a ovládá podle jejich hodnoty svůj tiskový mechanismus. Například posloupnost znaků (v hexadecimálním kódu) 0C0D0A3031323334352041424344450D0A způsobí následující odezvu tiskárny: tiskárna se nastaví na novou stránku následuje nastavení na začátek druhého řádku vytisknou se znaky 0,1,2,3,4,5,Space vytisknou se znaky A,B,C,D,E tiskárna se nastaví na začátek nového řádku. Všechny uživatelské programy pro zpracování textu používají formát ASCII jako doplňkový ke svému vlastnímu formátu. Tak může být text vytvořený libovolným textovým editorem exportován do formátu ASCII, a potom načten do programu Corel Ventura, který tento formát také podporuje. Předností tohoto formátu je jeho jednoduchost. Neobsahuje žádné programové prostředky pro určení typu písma a jeho velikosti nebo tloušťky. To však na druhé straně znamená, že při přenosu pomocí formátu ASCII ztrácí text uvedené atributy, pokud mu byly přiřazeny. Pokud chceme tyto atributy písem používat, musíme použít některý z programů pro sazbu, které mají pro tento účel vhodné prostředky. Na tomto místě je nutné uvést, že moderní textové editory (MS Word) obsahují mnoho funkcí, které byly dříve obsaženy pouze v programech sazby. Moderní programy sazby umí importovat texty z těchto editorů i s některými aplikovanými atributy textu. Formát PS nebo EPS (Encapsulated PostScript format) je součástí většiny programů používaných v oblasti DTP. Je to formát založený na postscriptovém kódu a soubor je tvořen posloupností příkazů jazyka PostScript aplikovaných na objekty tiskové stránky a definičních atributech těchto objektů. Posloupnost příkazů se z grafického nebo sazbového programu přenáší do výstupního zařízení (například tiskárna nebo RIP s osvitovou jednotkou) a zde se pomocí interpreteru jazyka PostScript zpracují do podoby konečného vzhledu stránky. Formát PS je vhodný pro přímý výstup na postscriptovou tiskárnu, EPS je vhodné používat pro výměnu postscriptových dat mezi aplikacemi. V následujícím příkladě je uvedena posloupnost příkazů pro vytištění textu POSTSCRIPT v určitém místě stránky. 5

%% PROGRAM %% 200400 TRANSLATE % počátek kresby 10 SETLINEWIDTH % nastavení tloušťky čáry /HELVETIKA BOLD FINDFONT % výběr typu písma 20 SCALEFONT SETFONT % zvětšení písma 20 a nastavení aktivního typu (POSTSCRIPT) TRUE CHARPATH % vytvoření požadovaného textu GSAVE 1 SET GRAY FILL % uložení grafiky do paměti, nastavení úrovně šedi a výplně STROKE % vykreslení obrysových čar textu SHOWPAGE % výstup objektu na tiskárnu Můžeme si představit, že textový řetězec POSTSCRIPT napíšeme například v programu Corel Ventura typem písma Helvetica Bold na určité místo stránky, zvětšíme ho 20x, uděláme 1 mm tlusté obrysy a zvolíme tisk na postscriptovou tiskárnu. Ovladač výstupního kódu převede tuto informaci na sled příkazů do formátu PS, jak bylo uvedeno v příkladu. Výsledný soubor v tomto formátu je odeslán do tiskárny. Zde je sled příkazů interpreterem postscriptového jazyka zpracován a tím se provede konečná modifikace vzhledu stránky před konečným tiskem. Je dobré si všimnout rozdílu mezi souborem ASCII vyslaným na tiskárnu a souborem PS. V prvním případě přicházejí na tiskárnu přímo kódy povelů a tištěných znaků, v druhém případě kromě obsahu stránky ještě kódy příkazů, které budou přenášený text a grafiku před tiskem modifikovat. Existuje celá řada dalších formátů pro přenos dat mezi aplikacemi a počítačovými platformami. Budeme se jimi zabývat podrobněji v dalším tématu. Představme si nyní situaci, kdy máme připraveny texty a obrázky (vektorové i rastrové) ve vnitřních formátech produktů, ve kterých byly vytvořeny a chceme je převést do programu pro tvorbu tiskové stránky. Každý program, který má něco společného s počítačovou grafikou a zpracováním textu obsahuje tzv. exportní a importní funkce. Tyto funkce jsou vlastně datové filtry pomocí kterých se na výstupu (při exportu) nebo na vstupu (při importu) vytváří příslušný standardní datový formát. Například chceme převést grafiku z grafického editoru Corel Draw do programu Corel Ventura. V prostředí Corel Draw použijeme funkci export například do formátu TIFF nebo Windows Metafile a sazbový program umí tyto formáty zpracovávat. Dnešní programy sazby dokážou zpracovávat většinu standardních formátů počítačové grafiky. 6

1.4 Důsledky vektorového a rastrového popisu dat Ještě několik poznámek o důsledcích vektorového a rastrového popisu grafických objektů z hlediska jejich exportu a importu. Rozdíl mezi těmito formáty se vizuálně projeví při změnách velikosti objektu. Jak bylo řečeno dříve, pro vektorový formát je charakteristický funkcionální popis objektu, jinými slovy, objekt je definován definičními body a matematickou rovnicí. Tento popis je Obrázek 3: Zvětšení znaku ve vektorovém a rastrovém formátu vhodný zejména v čárové grafice, kde objekty sestávají většinou z čar a jednobarevných ploch, obvykle bez barevného tónování. Změna poloh a měřítek se u takových objektů provádí pomocí jednoduchých geometrických transformací, přičemž nedochází ke zhoršení kvality zobrazovaného objektu, na rozdíl od rastrového popisu, jak je vidět na obrázku Obrázek 3. Druhým důležitým důsledkem vektorového popisu objektů je podstatně nižší objem přenášených dat ve srovnání s rastrovým popisem. U rastrového formátu je objekt rozložen na matici bodů a každému z nich je přiřazena hodnota jasu odpovídající úrovni šedi. Při dalším zpracování potom tyto hodnoty určují velikosti síťových bodů jednotlivých procesních barev. Na rozdíl od vektorového popisu objektu jsou hlavními nevýhodami ztráta kvality při zvětšování objektu (zvětšují se nerovnosti okrajů) a velký objem přenášených dat. Proto se v poslední době čím dále tím více používá pro přenosy dat metafile formát EPS a z něho odvozený PDF (Portable Document File) formát. Rastrové formáty je vhodné používat pouze při pořizování obrazu, jeho zpracování v uživatelských programech a pro konečný tisk. Pro přenosy slouží tzv. metafile formáty, tedy sdružená rastrová a vektorová data (PICT, WMF, EPS, PDF). Program pro přípravu tiskové stránky odešle připravený dokument na výstupní zařízení. Předtím však uživatel volí typ tiskárny nebo typ jiného výstupního zařízení. V tomto okamžiku se rozhoduje o výstupním formátu dat. Pokud zvolíme 7

postscriptové výstupní zařízení, transformuje se výstupní datový soubor vytvořené stránky do postscriptového formátu. Jestliže požadujeme postscriptový výstup na osvitovou jednotku, přenášejí se data přes zařízení RIP (Raster Image Procesor), který stejně jako postscriptová tiskárna obsahuje interpreter jazyka PostScript. Tento provádí příkazovou část postcriptového dokumentu, tj. upravuje objekty na tiskové stránce podle toho, jak uživatel stránku zpracoval. Dále provádí síťování tónovaných objektů a nakonec převod stránky do bitové mapy, tedy konečného formátu pro tisk. U laserových tiskáren je interpreter PostScriptu implementován už v tiskárně. Proto může být výstup postscriptového formátu přiváděn přímo do tiskárny. Otázky na procvičení 1. Vysvětlete pojem DTP? 2. Popište vektorově orientovaný formát? 3. Popište rastrově orientovaný formát? 4. Uveďte jazyky popisu stránky? 5. Co znamená ASCII a na co se používá? 8