PostScript: Eine klare Erklärung

Letzte Aktualisierung: 20. Februar 2025

Was ist PostScript?

PostScript (PS) ist eine Seitenbeschreibungssprache (PDL), die 1982 von Adobe Systems entwickelt wurde. Sie wird hauptsächlich im Bereich des Desktop-Publishings, Druckens und Grafikdesigns verwendet, um zu beschreiben, wie Text und Bilder auf einer Seite dargestellt werden sollen.

Erklärung von PostScript (PS)

PostScript (PS) ist sowohl eine Seitenbeschreibungssprache (PDL) als auch eine Programmiersprache, die dynamisch typisiert und stapelbasiert ist. Das bedeutet Folgendes:

1. Was ist eine Seitenbeschreibungssprache (PDL)?

Eine Seitenbeschreibungssprache definiert, wie Grafiken und Text auf einer gedruckten Seite oder einem Bildschirm erscheinen. PostScript wird in Druckern, Publishing-Software und digitalem Satz verwendet, um Schriftarten, Bilder und Layouts genau darzustellen.

2. Was ist eine stapelbasierte Programmiersprache?

PostScript verwendet einen Stack, um Befehle zu verarbeiten, was bedeutet, dass es einen Last-In, First-Out (LIFO)-Ansatz verfolgt. Um beispielsweise zwei Zahlen in PostScript zu addieren, legen Sie sie auf den Stack und rufen dann einen Operator auf, um sie zu verarbeiten:

10 20 add

Das legt 10 und 20 auf den Stack, dann nimmt der add-Befehl sie herunter und legt das Ergebnis (30) zurück auf den Stack.

3. Dynamisch typisiert

PostScript erfordert keine expliziten Typdefinitionen. Variablen können unterschiedliche Typen (Zahlen, Zeichenfolgen, Arrays usw.) ohne vordefinierte Typen halten.

4. Anwendungen von PostScript

PostScript wird hauptsächlich für Desktop-Publishing und elektronisches Publishing verwendet, was bedeutet, dass es hilft, hochwertige Dokumente mit präziser Kontrolle über Schriftarten, Layout und Grafiken zu erstellen und zu drucken.

5. Turing-vollständige Sprache

Da es Turing-vollständig ist, bedeutet dies, dass PostScript theoretisch jede Berechnung durchführen kann, sofern genügend Speicher und Zeit vorhanden sind. Es kann also nicht nur für Druckaufgaben, sondern auch für allgemeine Programmieraufgaben verwendet werden.

6. Geschichte und Entwicklung

• Entwickelt von Adobe Systems zwischen 1982 und 1984.
• Erstellt von John Warnock, Charles Geschke, Doug Brotz, Ed Taft und Bill Paxton.
• Die neueste Version, PostScript 3, wurde 1997 veröffentlicht und verbesserte Leistung, Farbmanagement und Bildkompression.

Geschichte von PostScript

Die Ursprünge von PostScript reichen zurück bis 1976, als John Gaffney bei Evans & Sutherland Konzepte für eine Seitenbeschreibungssprache entwickelte, während er an einer Grafikdatenbank arbeitete. Zur gleichen Zeit entwickelten Xerox PARC Laserdrucker und benötigten einen Standard zur Definition von Seitenbildern. Zunächst schufen sie das Press-Format, das später 1978 in Interpress weiterentwickelt wurde, entwickelt von John Gaffney und Martin Newell.

1982 verließen John Warnock und Chuck Geschke Xerox PARC und gründeten Adobe Systems, wo sie zusammen mit Doug Brotz, Ed Taft und Bill Paxton PostScript als einfacher Alternative zu Interpress entwickelten. Es wurde kommerziell 1984 veröffentlicht.

Apples Rolle beim Erfolg von PostScript

1983 erkannte Steve Jobs das Potenzial von PostScript für den Macintosh und lizenzierte es von Adobe für 1,5 Millionen Dollar, plus 2,5 Millionen Dollar für 20 % der Adobe-Anteile. Er versuchte auch, Adobe zu kaufen, jedoch erfolglos. Apple und Adobe arbeiteten dann zusammen, um PostScript für Apples LaserWriter-Drucker zu optimieren, der 1985 ins Leben gerufen wurde und eine entscheidende Rolle in der Revolution des Desktop-Publishing spielte.

Adobes Durchbruch in der Schriftartenwiedergabe und -hinzufügen machte PostScript auch auf niedrig auflösenden 300-dpi Canon-Laserdruckern nutzbar. Adobe patentierte diese Technologie nicht, um sie als Geschäftsgeheimnis zu behalten.

PostScripts Rückgang und Vermächtnis

In den 1980er und 1990er Jahren wurde PostScript weit verbreitet in Laserdruckern eingesetzt, aber seine hohen Anforderungen an die Rechenleistung und den Speicher machten es teuer. Da Drucker billiger und Computer leistungsfähiger wurden, ersetzten softwarebasierte Lösungen die Hardware-PostScript-Verarbeitung. Bis 2001 hatten die meisten günstigen Drucker die Unterstützung von PostScript zugunsten der Tintenstrahltechnologie und Softwarerendering aufgegeben.

Dennoch bleibt PostScript in hochwertigen professionellen Druckern dominant, wo es das Rendering vom Computer auf den Drucker verlagert, um die Leistung zu verbessern. Darüber hinaus hat sich das PDF (Portable Document Format), ein direkter Nachkomme von PostScript, als Standard für die elektronische Dokumentenverteilung etabliert.

PostScript-Niveaus

PostScript hat sich durch verschiedene Niveaus entwickelt, die Funktionalität, Leistung und Effizienz verbessern. Es gibt drei Hauptniveaus:

1. PostScript Level 1 (1984)

Das originale PostScript (Level 1, veröffentlicht 1984) ermöglichte eine präzise Steuerung des Seitenlayouts mit Text, Grafik und Bildern und wurde in frühen Laserdruckern verwendet. Es war jedoch auf Graustufen beschränkt, verarbeitete komplexe Grafiken langsam und erzeugte große Dateien aufgrund fehlender Bildkompression.

• Die ursprüngliche Version, veröffentlicht von Adobe 1984.
• Bietet geräteunabhängige Seitenbeschreibungen für Text, Grafik und Bilder.
• Ermöglicht präzise Kontrolle über Typografie und Layout.
• Wurde in den ersten PostScript-Druckern verwendet, einschließlich des Apple LaserWriter.
• Einschränkungen:
  • Fehlende Farbunterstützung (nur Graustufen).
  • Langsame Verarbeitung komplexer Grafiken.
  • Keine integrierte Bildkompression, was zu großen Dateigrößen führte.

2. PostScript Level 2 (1991)

PostScript Level 2 (1991) steigerte die Leistung, fügte Farbdruck hinzu, komprimierte Dateien, verbesserte Schriftarten und beschleunigte die Verarbeitung komplexer Grafiken.

• Verbessert Leistung und Speichereffizienz.
• Fügt Unterstützung für Farbdruck hinzu (CMYK und Spotfarben).
• Führt Datenkompression ein, um Dateigrößen zu reduzieren.
• Ermöglicht verbesserte Schriftenverwaltung (Type 1 und Type 3 Schriften).
• Führt Muster, Formen und zusammengesetzte Schriften für bessere Textrenderung ein.
• Schnellere Verarbeitung komplexer Grafiken im Vergleich zu Level 1.

3. PostScript 3 (1997)

PostScript 3 (1997) war ein großes Update mit schnellerem Rendering, besserem Farbmanagement, Unterstützung für sehr hochauflösendes Drucken, verbesserten Schriften und verbesserten Grafikeffekten. Obwohl es jetzt weniger verbreitet ist, wird es immer noch in einigen hochwertigen Druckanwendungen verwendet.

• Großes Upgrade mit effizienterem Rendering.
• Verbessertes Farbmanagement mit ICC-Profilen.
• Verbesserte Unterstützung für hochauflösendes Drucken (über 2400 dpi hinaus).
• Bessere Schriftenverwaltung, einschließlich Unterstützung für Multiple Master Fonts.
• Mehr Transparenz- und Schattierungseffekte (bessere Grafikwiedergabe).
• Ersetzt durch PDF-basierte Workflows im modernen Publishing, aber immer noch in hochwertigen Druckern verwendet.

PostScript im Druck

Vor PostScript:

• Frühe Drucker druckten nur Textzeichen, meist in ASCII, mit festen Glyphen (z. B. Schreibmaschinentasten, Metallbänder oder optische Platten).
• Nadeldrucker führten auswählbare Schriftarten und benutzerdefinierte Glpyhen-Uploads ein, sowie einfache Rastergrafiken über Escape-Sequenzen, erforderten jedoch spezifische Treiber für jedes Druckermodell.
• Vektorgrafiken wurden von Plottern (z. B. solche basierend auf HPGL) gehandhabt, aber diese waren langsam, teuer und auf Grafiken beschränkt.

PostScript-Druck:

• Laserdrucker kombinierten die Stärken von Nadeldruckern und Plottern und ermöglichten hochwertigen Text und Grafiken auf derselben Seite.
• PostScript vereinte die Drucksteuerung mit einer einzigen, geräteunabhängigen Sprache, die auf verschiedenen Druckern und Software funktionierte.
• Im Gegensatz zu herkömmlichen Druckersteuerungssprachen ist PostScript eine vollwertige Programmiersprache, die präzises Dokumenten-Rendering erlaubt.
• Für jede Anfrage wird eine einzige Version: PostScript definiert alles (einschließlich Text) mit Geraden und Bézier-Kurven, was eine glatte Skalierung, Drehung und Transformationen ermöglicht.
• PostScript-Interpreter, sogenannte Raster Image Processors (RIPs), wandeln Anweisungen in die für den finalen Output benötigten Punkte um.

PostScripts Schriftarten-Handling

Das Schriftsystem von PostScript verwendet grundlegende grafische Formen, um skalierbare Glyphen zu erstellen, was es ermöglicht, Schriftarten zu skalieren, ohne die Qualität zu verlieren. Schriftaufbau wird verwendet, um sicherzustellen, dass Schriften selbst bei kleinen Größen oder niedrigen Auflösungen klar und lesbar bleiben. PostScript-Schriftarten werden in verschiedenen spezialisierten “Type”-Formaten gespeichert, die jeweils unterschiedliche Fähigkeiten bieten.

PostScript-Schriftartensystem

• Verwendet grafische Primitive, um skalierbare Glyphen zu definieren.
• Schriftaufbau sorgt für hochwertige Darstellung, selbst bei niedrigen Auflösungen.
• Schriftarten wurden in spezialisierten Typ-Formaten mit unterschiedlichen Eigenschaften gespeichert.

PostScript-Schriftarten-Typen

PostScript bot verschiedene Schriftformate. Adobes hochwertige Type-1-Schriften wurden ursprünglich lizenziert, während Type-3-Schriften, die standardhafte Hinweise vermissen ließen, von anderen verwendet wurden. Type-2- und CFF-Formate reduzierten Dateigrößen und ebneten den Weg für OpenType. CID-Keyed-Schriften unterstützten große asiatische Zeichensätze und konnten entweder Type-1- oder Type-2-Strukturen verwenden.

• Type 1-Schrift (T1):

  • Proprietäres komprimiertes & verschlüsseltes Schriftformat von Adobe.
  • Verwendet für hochwertige, untersuchte Schriften.
  • Adobe lizenzierte die Type-1-Technologie zunächst gegen Gebühr.

• Type 3-Schrift (T3):

  • Ermöglichte vollständige PostScript-Funktionen, aber fehlte an standardisierter Abklärung.
  • Verwendet von denen, die die Type-1-Technologie nicht lizenzieren konnten.

• Type 2-Schrift (T2) & Compact Font Format (CFF):

  • Reduzierte die Schriftdateigröße zur Effizienz.
  • Diente als Basis für OpenType-Schriften.

• CID-Keyed-Schriften:

  • Konzipiert für asiatische (CJK) Zeichensätze mit großen Kodierungsräumen.
  • Konnte Type 1 oder Type 2 für verschiedene Schriftstrukturen verwenden.

Schriftarten-Formatentwicklung

Apple entwickelte die TrueType-Schriften, um mit den Schriften von Adobe zu konkurrieren. Dies führte dazu, dass Adobe offenlegte, wie ihre Schriften funktionierten. Später arbeiteten Adobe und Microsoft zusammen, um OpenType-Schriften zu entwickeln, die das Beste aus beiden Welten kombinierten und zum Standard-Schriftenformat wurden, das wir heute verwenden.

• TrueType (1991):

  • Entwickelt von Apple als Konkurrent zum Adobesystem.
  • Veranlasste Adobe dazu, die Type-1-Spezifikation zur öffentlichen Nutzung zu veröffentlichen.

• OpenType (Ende der 1990er Jahre):

  • Gemeinsam von Adobe & Microsoft entwickelt.
  • Vereinte die Funktionalitäten von Type 1 und TrueType.
  • Wurde zum Industriestandard für moderne Schriften.

Ende der Type 1-Unterstützung

• Adobe beendete offiziell die Unterstützung für Type 1-Schriften im Januar 2023 zugunsten von OpenType.

Portable Document Format (PDF) und PostScript

PDF vs. PostScript

PDF und PostScript sind zwei Dokumentenformate, die identische gedruckte Ergebnisse erzeugen, da sie dasselbe zugrunde liegende Grafiksystem verwenden. Der wesentliche Unterschied liegt in ihrer Struktur: PostScript ist eine vollwertige Programmiersprache und erlaubt dynamische Operationen, während PDF ein schlankeres, statisches Format ist, das für effiziente Anzeige und Navigation konzipiert ist. Trotz dieser Unterschiede ist es möglich, Dateien zwischen den beiden Formaten zu konvertieren.

• Ähnliches Bildgebungssystem – Sowohl PDF als auch PostScript verwenden dasselbe Grafiksystem und gewährleisten identische gedruckte Ergebnisse.
• Was ist der Unterschied?
  • PostScript ist eine Turing-vollständige Programmiersprache, fähig zu dynamischen Operationen.
  • PDF ist eine statische Datenstruktur, optimiert für effizienten Zugriff und Navigation, was es besser für interaktive Anzeige macht.
• Wechselseitige Konvertibilität – PDFs können in PostScript umgewandelt werden und umgekehrt.

Die PostScript-Sprache

PostScript ist eine stapelbasierte Programmiersprache mit dynamischer Typisierung, ähnlich Forth, aber mit Lisp-ähnlichen Datenstrukturen. Es verwendet die Umgekehrte Polnische Notation, die eine sorgfältige Speicherverwaltung erfordert. PostScript nutzt Arrays und Wörterbücher, verwaltet die Typisierung zur Laufzeit und beinhaltet Müllsammlung. Kommentare beginnen mit “%”, und Programme beginnen typischerweise mit “%!PS”.

• Turing-vollständig & Stapel-basiert – Ähnlich wie Forth, jedoch mit dynamischer Typisierung und Lisp-ähnlichen Datenstrukturen.
• Umgekehrte Polnische Notation (RPN) – Operatoren arbeiten auf einem Stack, was eine sorgfältige Verwaltung erfordert.
• Speicherverwaltung –
  • Verwendet bereichsbezogenen Speicher.
  • Einführung der Müllsammlung in PostScript Level 2.
• Datenstrukturen –
  • Verwendet Arrays & Wörterbücher.
  • Keine formelle Typdeklarationen—die Typisierung wird zur Laufzeit verwaltet.
• Kommentare & Programmstruktur –
  • % leitet Kommentare ein.
  • Programme beginnen typischerweise mit "%!PS", um das PostScript-Format anzuzeigen.

Wie PostScript verwendet wird

• Wird meistens durch Software generiert, nicht manuell geschrieben.
• Kann als vollwertige Programmiersprache für Automatisierung verwendet werden.
• Interpretiert durch Drucker (RIPs) oder Bildschirmanzeigeprogramme.

Beispiel einer einfachen PostScript-Datei

Hier ist ein einfaches Beispiel einer PostScript (.ps) Datei, die “Hello, World!” auf einer Seite druckt:

%!PS
/Times-Roman findfont 24 scalefont setfont
100 700 moveto
(Hello, World!) show
showpage

Erklärung:

1. %!PS → Identifiziert die Datei als PostScript-Dokument.
2. /Times-Roman findfont 24 scalefont setfont → Wählt die Times-Roman-Schriftart in Größe 24 aus.
3. 100 700 moveto → Bewegt den Cursor zu den Koordinaten (100, 700) auf der Seite.
4. (Hello, World!) show → Druckt “Hello, World!” an der angegebenen Position.
5. showpage → Fordert den Drucker auf, die Seite zu drucken.

Sie können dies als hello.ps speichern und mit einem PostScript-Viewer (z. B. GSview, Ghostscript) öffnen oder an einen PostScript-Drucker senden.

Hello.ps nach der Darstellung

Liste von Software zur Darstellung von PostScript

PostScript-Viewer & -Interpreter

1. Ghostscript (Open-source) – Beliebter Interpreter für PostScript und PDF.
2. GSview – GUI-Frontend für Ghostscript.
3. MuPDF – Leichtgewichtiger Viewer, der PostScript und PDFs unterstützt.
4. Xpdf – Open-source PDF-Viewer mit etwas PostScript-Unterstützung.
5. Evince – GNOME-Dokumentenanzeigeprogramm, das PostScript-Dateien verarbeiten kann.
6. Okular – KDE-Dokumentenanzeigeprogramm mit PostScript-Unterstützung.
7. Apple Preview – Eingebauter macOS-Viewer, der PostScript & PDF unterstützt.

PostScript-Drucker & Rasterizer

8. Adobe Acrobat Distiller – Konvertiert PostScript in qualitativ hochwertige PDFs.
9. CUPS (Common Unix Printing System) – Handhabt PostScript-Druck auf Unix/Linux.
10. PPR (Printer Production Release) – PostScript-Spooler & Renderer.

Vektorgrafik- & DTP-Software

11. Adobe Illustrator – Kann PostScript-Dateien öffnen & bearbeiten.
12. CorelDRAW – Unterstützt PostScript für Vektorgrafiken.
13. Scribus – Open-source Desktop-Publishing-Software mit PostScript-Unterstützung.
14. Inkscape – Kann PostScript importieren/exportieren (über Ghostscript).

Kommandozeilen- & Konvertierungstools

15. ps2pdf (Teil von Ghostscript) – Konvertiert PostScript in PDF.
16. pstopdf (macOS-Kommandozeilenwerkzeug) – Konvertiert PostScript in PDF.
17. ImageMagick – Kann PostScript-Dateien in Bilder rendern.