Растровые процессоры существуют с тех пор, как появилась электронная, а затем и цифровая допечатная подготовка. Всегда существовало также множество очень разных языков описания полос. Практически каждый производитель языка описания полос имел свой RIP для поддержки этого языка.

Рис. 44
RIP в обработке цифровых данных на допечатной стадии

Между тем термин "Растровый процессор" в технологии допечатных процессов стал весьма тесно связан с языком описания страниц PostScript. При запуске компьютерных программ, написанных на языках программирования высокого уровня, таких, как СИ, Pascal или PostScript, каждая из них должна быть транслирована в машинные коды компьютерной системы.

В современных компьютерных технологиях используются два основных подхода. В соответствии с первым команды, написанные на языке программирования высокого уровня, непосредственно после запуска программы с помощью компилятора должны быть переведены на бинарный машинный язык. Второй подход состоит в том, что программа, написанная на языке высокого уровня, только на выходе компьютерной системы посредством "интерпретатора" преобразуется в машинные бинарные коды.

Преимущество систем, базирующихся на использовании интерпретатора, состоит в том, что программа сохраняется независимо от того, какая компьютерная платформа впоследствии используется, таким образом эта система является универсально-совместимой. Ниже приводятся примеры нескольких языков программирования, используемых с интерпретатором: BASIC, JAVA и в особенности PostScript. Поскольку язык Postscript является не только языком программирования, но преимущественно языком описания страниц и аппаратно-независимым форматом обмена данными для документов, интерпретатор PostScript играет исключительно важную роль в допечатных процессах.

Структура RIP и его функции

Растровый процессор содержит все функциональные модули, необходимые для перевода описания сложных страниц в аппаратно-специфический формат данных, обычно адресуемый системе вывода (рис. 44).

Наиболее важным модулем PostScript-RIPа является интерпретатор. Сначала он переводит все команды языка описания страниц в так называемый "Display list" (список отображения). Именно здесь вычисляемые объекты полосы промежуточно сохраняются в унифицированном формате. На следующем этапе объекты этого списка в модуле преобразований приводятся в соответствие с разрешающей способностью устройства вывода. Например, аналитически заданная сглаженная линия контура знака представляется в виде градиентной заливки. Тоновое изображение разделяется в блоке растрирования на растровые точки и переводится в формат данных устройства вывода (обычно битовую карту). В большинстве случаев в среде электронных печатных систем за RIP-обработкой данных страницы следует "контроллер", чем обеспечивается правильность передачи битовой карты соответствующему устройству вывода.

Взаимодействия интерпретатора

Управление выводом на принтер или на фотовыводное устройство (фотопленка, формная пластина) осуществляется PostScript-RIP совместно с программой PostScript на основе данных, созданных в пакете верстки (например, QuarkXPress). Назовем пакеты верстки далее приложением. RIP выполняет программу PostScript и генерирует поток данных для принтера, выводного устройства или монитора. Интерпретатор может взаимодействовать с приложением верстки тремя способами (рис. 45).

Рис. 45
Взаимодействия между интерпретатором PostScript и программным приложением (взято из Руководства для пользователя языком PostScript, 1999, Adobe Systems)

При обычном выводе – только печать – программа приложения генерирует описание страницы, т.е. полное описание документа. Получаемый в результате файл может быть или сохранен, или передан непосредственно на интерпретатор PostScript. Интерпретатор обрабатывает последовательно описание страницы как "задание вывода" и создает требуемые данные для выводного устройства.

Рис. 46
Основные функции/операции интерпретатора PostScript (взято из Руководства для пользователя языком PostScript, 1999, Adobe Systems)

В интерактивном режиме отображения на мониторе программное приложение взаимодействует с интерпретатором в обе стороны. Здесь уже возможно участие пользователя в смысле изменения информации, подготовленной в процессе верстки.

При работе в интерактивном режиме с языком программирования имеет место прямая связь между генератором PostScript и интерпретатором. Такие условия допускают так называемый "фоновый режим" работы, например, проверка существования соответствующего источника (гарнитуры шрифта) и др.

Данные о цвете

В ходе обработки изобразительной информации, включая ее цветовые характеристики, в интерпретаторе, вычисляются соответствующие операторы, которые в сжатой форме и математически точно описывают процедуры обработки изображения, а также параметры растрирования. Пример управления основными функциями и последовательность их выполнения для файла изображения в интерпретаторе PostScript показан на рис. 46.

Данные о цвете представляются либо в пределах цветовой модели устройства (RGB, CMYK или черно-белое изображение), либо в колориметрическом пространстве CIEXYZ. Преобразование цвета используется также для того, чтобы конвертировать одно цветовое пространство в другое (например, CIELAB в пространство CIEXYZ). После того, как колориметрически заданные значения проходят через "профиль вывода" языка PostScript (словарь представления цвета, ) и приводятся к их окончательному виду, дальнейшая коррекция градации может быть адресована растровому процессору с помощью операций "sethalftone" (установки растрирования), "settransfer" (уcтановка градационной характеристики), "setcolortransfer" (установка цветопередачи). Затем, но до того, как данные покинут интерпретатор, осуществляется процесс растрирования. Контроль процесса осуществляется с помощью операций "sethalftone" (установить полутоновый режим), "setscreen" (установить растрирование), "setcolorscreen" (установить растрирование цветоделенных изображений) (рис. 46).

Несмотря на то, что так называемое "in-RIP separation" – преобразование цвета в растровом процессоре (т.е. преобразование цвета в процессе интерпретации PostScript файла), было возможным со времени появления языка PostScript Level 2, фирма Adobe не учлаособый случай преобразования цвета CMYK → CMYK, требующееся для передачи данных на пробопечатный принтер. Поскольку интерпретатор версии 2017 работает с четырьмя каналами, то на входе RIP являются доступными только колориметрические цветовые модели.

RIP-интегрирование/выполнение

Суть языка PostScript заключается в том, что он является аппаратно-независимым. Благодаря приближениям, базирующимся на работе интерпретатора и структуре данных, основанной на контурном описании, файл PostScript может быть идеально воспроизведен в выводных устройствах различного типа с использованием их возможностей. При этом предполагается, что посредством специальной программы, имеющейся в операционной системе, совместно с пакетами верстки PostScript является доступным для пользователя на рабочей станции и RIP интегрированс устройством вывода (рис. 47).

Рис. 47
Обычная конфигурация для PostScript

Рис. 48
Программный RIP на рабочей станции

Рис. 49
Программный RIP, установленный на персональном компьютере

Для решения ряда задач бывает удобным, чтобы драйвер PostScript и интерпретатор находились на одном компьютере. Например, это имеет место, когда принтер, несовместимый с PostScript, должен управляться драйвером PostScript (программный RIP находится на рабочей станции, рис.48). В этом случае генерируется уже аппаратно-зависимый файл печати с назначением на принтер или фотовыводное устройство.

Отметим также программу Acrobat Distiller, служащую средством создания PDF-файлов. Формат PDF (Portalle Document Format) построен на тех же принципах, что и PostScript. Поэтому возможна конвертация файлов PostScript в файлы PDF. Более того, поскольку данные в формате PDF базируются на тех же основных графических элементах ("геометрических примитивах"), файл PDF сохраняет свойства аппаратно-независимого файла PostScript.

По мере того, как РС и рабочие станции становились более мощными, для программных средств PostScript и, соответственно, растровых процессоров стали использоваться стандартные компьютеры (рис. 49). Стандартный компьютер соединяется через быстродействующий интерфейс напрямую с контроллером системы записи. Большинство программных растровых процессоров фирмы Adobe оснащены конфигурированным интерпретатором программного обеспечения PostScript CPSI (Cofigurable PostScript Software Interpreter).

Для особо интенсивных расчетных задач фирма Adobe разработала специальный аппаратный модуль, оснащенный сопроцессорами (например, "Type 1 Co Processor", "Pixelburst"), улучшающими характеристики систем RIP.

RIP в допечатной обработке

На стадии допечатной подготовки растровые процессоры интегрированы в систему обработки потока цифровых данных изображения различными способами. В разработках современных технологий все больше внимания уделяется созданию высокопроизводительных автоматизированных систем, независимых от носителей информации. При этом исключается необходимость в настройке системы под конечный вывод информации после того, как отдельные полосы оказались сгенерированными в программе монтажа. Это касается способа представления цвета в файле (не CMYK!), растрирования, треппинга и монтажа печатного листа, подготавливаемого для экспонирования на формную пластину. Данные полосы генерируются на предварительной стадии. Однако полоса еще не содержит данных, необходимых для вывода на печатную машину, пока не пройдет дальнейшая, если возможно, автоматизированная обработка, включающая преобразование цветовых пространств, треппинг, полноформатный спуск полос и растрирование.

Рис. 50
Традиционная обработка потока цифровых данных в формате PostScript

Рис. 51
Конвертирование в промежуточный формат

В соответствии с классической концепцией PostScript-RIP (рис. 50) треппинг производится в цветовом пространстве CMYK в программе верстки. Как правило, из-под инструментов верстки выходят цветоделенные PostScript файлы. Для получения монтажа целиком заполненной полосы/листа используется специальное программное обеспечение, которое осуществляет спуск цветоделенных изображений PostScript по отдельности. В таком случае PostScript-RIP должен генерировать только структуру данных контроллера в формате устройства вывода, а также осуществлять растрирование данных полутонового изображения.

В течение нескольких лет фактически все традиционные поставщики оборудования для допечатных процессов предлагают концепцию расширенной системы сквозного управления производственными процессами на базе PostScript с возможностью раннего преобразования данных PostScript в промежуточный формат (рис. 51).

Файл PostScript (в идеальном случае независимый от носителя данных) посредством PostScript-RIP конвертируется только однажды в менее сложный промежуточный формат (обычно в формат полутонового или полутонового/штрихового изображения). Разрешение промежуточного файла учитывает наибольшее разрешение данного вывода. Все параметры, определяемые печатным процессом, рассчитываются после PostScript-преобразования в промежуточный формат. Процесс осуществляется последовательно в модулях треппинга, спуска полос, преобразований цвета и растрирования.

Преимущество такого подхода заключается в однозначной интерпретации данных PostScript. Это позволяет в определенных пределах уменьшить объем вычислений, а генерируемый промежуточный формат сделать безопасным. Здесь под словом "безопасный" подразумевается, что риск неправильного вычисления в процессе интерпретации сложного PostScript-файла остается достаточно большими однако уменьшение сложности за счет преобразования формата приводит к стабильности обработки. Недостатком является зависимость от производителя единой системы из-за специфики структуры промежуточных данных. В соответствии с данной концепцией RIP преимущество обработки достигается только в случае программных продуктов, совместимых с этой структурой данных.

Подобные же преимущества можно получить путем замены промежуточного формата процессом обработки данных в формате PDF – (рис. 52) по средством RIP-PostScript Level 3 (PostScript 3).

Рис. 52
Комбинированная PDF/PostScript 3 обработка потока цифровых данных

Рис. 53
Архитектура «Extreme» Adobe (взято из «vision+work», обработка потока данных PDF/Basics, Heidelberg)

В данном случае после интерпретации данных PostScript с помощью стандартного интерпретатора (CPSI) взамен промежуточного формата создается файл PDF. Поскольку PDF-файл является уже интерпретированным, соответствующие процессы преобразований могут протекать более быстро и более безопасно, чем это происходит с оригинальным файлом PostScript. В то же время сохраняется структура аппаратно-независимых данных PostScript.

Начиная с PostScript Level 3, функции треппинга и спуска полос могут также производиться и в RIP. Преобразования цвета и ранее были возможны на основе PostScript. Тем не менее PostScript 3 был улучшен рядом полезных функций цветовых преобразований и, в частности, поддержки цветопробы и более чем четырех каналов вывода.

Таблица 5
Объем памяти различных носителей информации; состояние на 1999 г.

В архитектуре "Extreme" фирмы Adobe, разработанной для высокопроизводительных принтеров и процессов допечатной обработки, данные PostScript полностью интерпретируются и конвертируются нормализатором в данные PDF. Процессы преобразований могут при этом протекать параллельно таким образом, что "простой" файл PostScript может быть снова получен для посылки на принтер (рис. 53).

Производители систем "Компьютер – печатная форма" искали пути автоматизации и ускорения процессов вывода полос. Это привело к появлению специальной версии допечатной подготовки "Extreme", разработанной фирмой Adobe в 1998 г. Данная версия используется, например, в системе "Prinergy" фирмы Heidelberg (рис. 42). Она основана на стандарте PDF. Эта версия RIP/обработка цифрового потока данных (Workflow) отображает достигнутый уровень развития.