Язык программирования для принтера
7.6. Языки и технологии принтеров
До появления технологий лазерной и струйной печати были только принтеры ударного действия, которые могли печатать только стандартный, ровный текст одним шрифтом фиксированного размера. Сегодня принтеры могут распечатывать сложные документы, которые могут содержать на одной странице изображения, графики, таблицы и текст на разных языках. Чтобы всё это было возможно, должны быть приняты некоторые соглашения о формате. Именно поэтому началась разработка языка описания страницы (Page Description Language, PDL) — специализированного языка форматирования документа, разработанного для взаимодействия компьютеров с принтерами.
Со временем производители принтеров разработали собственные запатентованные языки описания форматов документов. Однако эти языки поддерживаются только принтерами, выпускаемыми этими производителями. Если, например, вы подготовите для профессиональной печати файл, используя PDL, разработанный каким-то производителем, нет никаких гарантий, что ваш файл будет совместим с нужными принтерами. Возникает вопрос совместимости.
Компания Xerox ® разработала для своих принтеров протокол Interpress ™, но в индустрии печати в целом он не был принят. Затем двое разработчиков Interpress ушли из Xerox и основали компанию Adobe ®, ориентируясь в основном на профессионалов в области компьютерной графики и создания документов. В Adobe они разработали свой язык PDL — PostScript ™, в котором для описания информации об изображениях и форматировании текста использовался язык разметки. Примерно в то же время компания Hewlett-Packard ® разработала язык управления принтером ™ (Printer Control Language, PCL) для применения в подходящих моделях струйных и лазерных принтеров. Сегодня PostScript и PCL стали широко признанными языками PDL и поддерживаются большинством производителей принтеров.
Языки PDL работают по тем же принципам, что и языки программирования. Когда документ готов к печати, компьютер берёт изображения, текст и оформление документа, и преобразует их в объекты, служащие инструкциями для принтера. Затем принтер преобразует эти объекты в растровое изображение — набор строк, формирующих изображение документа (этот процесс называется обработкой растрового изображения (Raster Image Processing, RIP)), а затем печатает всё страницу как одно изображение, вместе со всей графикой и текстом. Благодаря этому процессу печатные документы становятся более целостными и не требуют (или требуют незначительных) изменений при печати на принтерах другой модели. Языки PDL разрабатываются так, чтобы PDL-описания можно было преобразовывать в другой формат и масштабировать для бумаги разного размера.
Выбор подходящего принтера должен зависеть от того, какие стандарты приняты в разных отделах вашей организации. В большинстве отделов обычно используется текстовые процессоры и другие офисные приложения, которые формируют задания для печати на языке PostScript. Однако, если вашему отделу, занимающемуся графикой, нужен PCL или какой-то другой стандарт, вы также должны это учитывать.
Язык описания страниц (PDL)
Принтеры
Компьютерный принтер (англ. printer — печатник) — устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.
Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ — распечатка или твёрдая копия.
Получили распространение многофункциональные устройства (МФУ), в которых в одном приборе объединены принтер, сканер, копир и факс. Такое объединение рационально технически и удобно в работе. Широкоформатные (А3, А2 и более) принтеры иногда неверно называют плоттерами.
Некоторые принтеры (в основном струйные фотопринтеры) оснащены узлом чтения flash-карт, и/или узлом сопряжения с цифровым фотоаппаратом, что позволяет печатать фотографии напрямую, без помощи компьютера.
Классификация принтеров
По технологии печати компьютерные принтеры делятся на следующие типы: Матричные (ударного типа, принцип работы которых похож на печатные машинки); струйные (под этим названием скрывается множество различных технологий, объединенных тем, что краситель или другая жидкость разбрызгивается по поверхности носителя); лазерные или светодиодные (разновидности электрографического процесса печати, того самого который используется в копировальных аппаратах). Существуют и другие технологии, например, термопечать (её очень часто путают с упомянутыми технологиями из-за похожести каких-то особенностей), но в компьютерной области они почти не используются. В типографиях используются похожие технологии, но расчитаные на большой объем печати. Отдельно стоит упомянуть и рассмотреть околопринтерные технологии: плоттеры и 3D-принтеры — фабрикаторы.
Принтеры по цвету печати бывают чёрно-белые (монохромные) и цветные. Монохромные принтеры имеют свою собственную нишу и вряд ли (в обозримом будущем) будут полностью вытеснены цветными.
По качеству печати — разрешению— разрешающей способности (измеряется в количестве иголок у матричных или dpi у струйных и лазерных). Поддержка черновой (низкокачественной) печати, возможности увеличения разрешения.
По формату бумаги — А3, А4, А5.
По скорости печати — CPS (characters per second — символах в секунду) или LPS (Lines per second — строках в секунду) (для матричной технологии), страниц в минуту для струйной и лазерной печати.
Стандартный ресурс картриджа.
Стоимость печати одного листа.
По соединению с источником (компьютером) — интерфейсу.
Принтер может получать данные для печати по разным каналам.
· последовательный порт (COM-порт);
· параллельный порт (IEEE 1284 — LPT);
· Universal Serial Bus (USB) или FireWire;
· через локальную сеть (LAN, NET, RJ-45);
ИК соединение возможно с устройством находящимся только в прямой видимости, в отличие от Bluetooth и Wi-Fi, которые работают в радиусе 10-100 метров.
Сетевые принтеры оснащены программным обеспечением в виде одного или нескольких специальных протоколов передачи данных (например, IPP), позволяющим принимать задания на печать от множества компьютеров в сети. Такое решение наиболее универсально, так как делает возможным вывод на печать из различных операционных систем, чего нельзя сказать о Bluetooth- и USB-принтерах.
Технологии печати
В области монохромной печати наилучшее качество обеспечивают лазерные принтеры, за ними следуют струйные, а затем матричные. В последнее время струйные и матричные принтеры становятся более специализированными: струйные переходят в разряд основных устройств для цветной печати (в основном фотографической), а матричные предназначаются в основном для недорогой печати на неформатной бумаге (например, в банке или в магазине для печати чеков).
Матричные принтеры
Матричные (игольчатые) принтеры, dot-matrix-printer, символьные (последовательные) или строчные, SIDM (Serial Impact Dot Matrix — последовательные ударно-матричные принтеры), ударные. Механизм матричных принтеров был изобретён в 1964 году корпорацией Seiko Epson. Матричные принтеры стали первыми устройствами, обеспечившими графический вывод твёрдой копии. В конце XX века матричные принтеры были самыми популярными благодаря небольшим размерам, низкой стоимости и довольно высокой надежности. Однако после снижения цен на лазерные принтеры и появления струйных принтеров рынок матричных принтеров стал катастрофически уменьшаться. Несмотря на то, что они все еще прекрасно справляются со своими задачами, в работе они слишком «шумные», печатают с низким качеством и могут повреждать бумагу.
Принцип работы матричного принтера похож на принцип работы печатной машинки. В матричном принтере бумага помещается в вертикальный лоток и перемещается построчно с помощью валиков. Печатающая головка перемещается горизонтально по специальной направляющей и содержит матрицу из металлических игл (чаще всего состоящую из 9 или 24 игл), которые выдавливают изображение на бумаге. Между иглами и бумагой расположена красящая лента, как на печатной машинке. Иглы (через ленту) создают на бумаге ряд небольших точек, формируя, таким образом, изображение. При печати графических изображений на матричных принтерах невозможно достичь высокого качества, поэтому такие принтеры в основном используются для печати текстовых документов.
Матричные принтеры, в отличие от лазерных и струйных, не формируют страницу документа полностью. Они работают в основном с потоком ASCII-символов и, следовательно, не требуют большого объема памяти. Скорость работы матричных принтеров измеряется в символах в секунду, а не в страницах в минуту. Процесс печати матричного принтера предельно прост. Поток данных, исходящих из компьютера, содержит последовательности escape-символов и используется для установки основных параметров принтера, таких как размер страницы и качество печати. Все сложные процессы формирования управляющих кодов принтера выполняются на компьютере.
Выпускаются и скоростные линейно-матричные принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширине листа. Скорость таких принтеров измеряется в LPS (Lines per second — строках в секунду).
Практически на всех матричных принтерах при печати можно использовать как отдельные листы, так и рулоны бумаги. Не все лазерные и струйные принтеры могут «похвастаться» такими возможностями. Поскольку матричные принтеры — это принтеры ударного воздействия (т.е. между головкой принтера и бумагой существует контакт), с использованием дополнительных материалов на них можно печатать несколько копий одновременно, а не последовательно, как на лазерном или струйном принтере. В настоящее время матричный принтер в «классическом» офисе встречается довольно редко — его заменил струйный или лазерный принтер. Единственное место, где матричные принтеры еще не сдали позиций, — это банки и сфера торговли.
Матричные принтеры используются и в настоящее время благодаря тому, что стоимость получаемой распечатки крайне низка, так как используется более дешёвая фальцованная или рулонная бумага, последнюю к тому же можно отрезать кусками нужной длины (не форматными). Или, наоборот, для печати на картоне или ватмане. Для многих финансовых документов необходим факт деформации носителя за счёт ударной печати, для исключения возможности их подделки. Или в тех случаях, когда надо получить две гарантированно одинаковые твердые копии — для этого печать ведётся на несколько листов самокопирующейся бумаги или через копирку (обе копии подписываются через копирку одной подписью для предотвращения внесения несанкционированных изменений в финансовый документ). Другие распространённые виды принтеров для этого непригодны, так как не используют контактный метод. Т.е. матричники можно встретить в лабораториях, банках, бухгалтериях, библиотеках (для печати на карточках), на вокзалах (для печати на многослойных бланках — авиа- и ЖД билетах).
С помощью многоцветной красящей ленты реализована возможность цветной печати.
Струйные принтеры
Liquid ink jet printer. Принцип работы струйного принтера описывается достаточно просто: жидкая краска (или другая жидкость или даже не жидкость вовсе) распыляется по поверхности носителя. При этом до сих пор никакой другой метод печати не порождал такого разнообразия вариантов, как струйная печать, причем не подлежит сомнению, что возможность этой технологии еще долго не будет исчерпана.
Лазерные принтеры
Лазерный принтер работает следующим образом: на фоточувствительном барабане с помощью луча лазера создается электростатическое изображение страницы. Помещенный на барабан специально окрашенный порошок, называемый тонером, «прилипает» только к той области, которая представляет собой буквы или изображение на странице. Барабан поворачивается и прижимается к листу бумаги, перенося на нее тонер. После закрепления тонера на бумаге получается готовое изображение. Подобная технология используется в копировальных аппаратах. Аналогично работают и так называемые светодиодные принтеры. Но вместо лазера в них используется массив из светодиодов.
Отпечатки сделанные таким способом не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высокое.
Процесс печати
Процесс печати документа на лазерном принтере состоит из следующих этапов:
2. обработка данных;
5. лазерное сканирование;
6. наложение тонера;
7. закрепление тонера.
Различные принтеры выполняют эти действия разными способами, однако большинством принтеров выполняется именно такая последовательность действий. Например, недорогие модели принтеров интенсивно используют в процессе печати компьютер, а более дорогие и совершенные модели большую часть операций выполняют с помощью собственного аппаратного и программного обеспечения.
Светодиодные принтеры
LED (light emitting diode). Светодиодная технология печати была изобретена фирмой Casio. Первый светодиодный принтер был выпущен в продажу компанией OKI в 1987 году, а в 1988 году той же компанией был выпущен первый цветной светодиодный принтер. Эти принтеры появились на рынке как альтернатива лазерным принтерам. В обоих типах принтеров для создания изображения на бумаге применяются одни и те же принципы, за исключением устройства, используемого для нейтрализации светочувствительного барабана. В лазерных принтерах для этого используется лазер и сканирующая система из зеркал и линз, а в светодиодных (как следует из названия) — массив (линейка) светодиодов, расположенных вдоль всей поверхности вала.
Память принтера
Язык описания страниц (PDL)
Лазерные и струйные принтеры называют страничными, поскольку они формируют образ целой страницы в памяти перед перемещением его на бумагу. Это основное отличие лазерных и струйных принтеров от матричных, которые являются символьными. Для «общения» компьютера со страничным принтером применяется специализированный язык описания страницы (page description language — PDL). Это средство кодирования каждой части печатаемого документа в поток данных, который может быть передан на принтер. После получения принтером кодов языка описания страницы встроенное программное обеспечение принтера преобразует код в шаблон точек, которые переносятся на бумагу. В настоящее время существует два языка описания страниц, ставших фактическим стандартом в компьютерной индустрии, — PCL и PostScript.
Принтеры, не поддерживающие язык описания страниц, используют последовательность escape-кодов (escape code sequence) для управления свойствами принтера в комбинации со стандартным текстом ASCII для передачи содержимого документа. За это «отвечает» драйвер принтера, который распознает передаваемые символы — escape-коды или язык описания страниц. При печати документа неважно, в какой программе он был создан и в каком формате файла был сохранен; данные для печати должны быть преобразованы в поток данных языка описания страниц или поток ASCII-текста с escape-кодами.
Небольшой путеводитель по ZPL
Добрый день, Хабрахабр.
Благодаря тепло принятой прошлой публикации, я могу опубликовать здесь эту статью. Спасибо всем, кто ставил плюсы.
По долгу службы мне частенько приходится формировать отчеты для этикеточных принтеров семейства Zebra. 
Зебры они такие
Механизм формирования этикеток выглядит следующим образом: сначала с машины пользователя (компьютер, терминал сбора данных) на принтер отправляется специальным образом оформленная строка, затем внутренний процессор принтера обрабатывает эту строку, и выводит ее на печать.Но язык, на котором формируется строка для принтера (называется ZPL) на первый взгляд вызывает у непосвящённых нервную икоту и мандраж.
Прошу под кат, всех кто хочет разобраться в данном вопросе.
Пример:
А на печать выводится такой аккуратный бейджик: 
Давайте разберемся, что же написано в этом коде, и рассмотрим основные элементы.
Первую часть своего выступления я посвящу разбору синтаксиса этого языка, в объеме достаточном для создания этикеток удовлетворительного качества. Во-второй части, приведу примеры кода на Java и VisualBasic, для того, чтобы отправить этикетку на печать самостоятельно. На основе этих примеров, вы сможете самостоятельно построить свою програму, для печати.
Часть 1. Синтаксис ZPL
Во первых, все измерения в ZPL указываются в точках (points). Поэтому, для более ясного представления вы должны посмотреть в документации на принтер, какая у вас плотность точек на единицу измерения длины.
Сначала кратко пробежимся по основным командам, затем рассмотрим их более подробно в связке.
1. Начало и конец ZPL-кода:
^XA – начало кода, ^XZ – конец кода;
2.Отступы для последующего содержимого:
^FO x,y где: x – отступ от левого края, y – отступ сверху;
3.Разделитель полей:
^FS — обозначает конец определения поля. Буквально можно считать его сигналом конца строки;
4.2. Вывод текста с параметрами указанными в предыдущем пункте:
^FD
Повернем, и изменим шрифт:
Изменим шрифт на S:
Обязательно запомните, что разные шрифты могут выглядеть по разному, в отношении размеров, как можно видеть выше. Я чаще всего использую шрифт S.
5.Блок текста:
Изменим код, чтобы было две строки, и расстояние между строчками сделаем в 10 точек:
А теперь сделаем отступ для второй строки в 30 точек влево:
6. Рисование прямоугольников:
Если хотим нарисовать просто линию, то рисуем прямоугольник с высотой равной 0:
7.Штрихкод состоит из трех команд – первая задает его размеры, вторая настройки и третья — содержание:
^BC – штрихкод в стандарте 128 (подробнее Code_128); Есть также еще несколько форматов, но ввиду того, что мне не приходилось ими пользоваться, в данной статье они рассматриваться не будут, и рекомендую посмотреть информацию по ним в официальной документации поставляемой к принтерам Zebra;
7.3. Вывод штрихкода на печать:
^FD
К сожалению, штрихкод нельзя поместить в «коробку», как текст, чтобы отцентрировать по ширине этикетки, и поэтому приходится шаманить с полями и отступами.
Перевернем, и укажем печатать расшифровку сверху (сейчас получилось снизу):
На этом остановимся на рассмотрении основных элементов ZPL, и перейдем к части второй, в которой вкратце рассмотрим механизм отправки информации на принтер.
Часть 2. Печать
Механизм передачи проще некуда. Для этого, мы должны знать IP, где находится принтер, и порт. Далее, формируем поток, который отправляем по указанному адресу, и получаем на выходе этикетку.
Пример на Visual Basic:
Как видите, ничего сложного. Надеюсь, что моя статья, облегчит путь отважным укротителям Зебр.
Засим позвольте откланяться. Жду советов, критики и поддержки.
Диалоги о печатных тонкостях: языки описания страниц
История появления
Итак, с чего же всё начиналось? Наверное, все ещё помнят огромные и безумно шумные матричные принтеры, которые в нашем случае можно взять за историческую исходную точку в деле SOHO-печати. Со словосочетанием «матричный принтер» в первую очередь ассоциируется Epson. Собственно, компания Epson и придумала в далёких 70-х язык ESC/P (Epson Standard Code for Printers), который и по сей день поддерживается некоторыми другими производителями (к примеру, Brother) офисно-ориентированных устройств вывода посредством режима эмуляции.
Немногим позже, в 1981 году, IBM представила свою версию языка описания страниц под названием PPDS (Personal Printer Data Stream). Анонс совпал с выходом в свет первого принтера IBM, способного печатать графические изображения. Примерно в это же время на рынке появляется HP с языком PCL (Printer Command Language), который использовался в первых ударных и струйных принтерах. Тремя годами позже был представлен публике и первый релиз PostScript (также известный с постфиксом Level 1), базировавшийся на свободных исходниках Xerox и созданный силами только что основанной компании Adobe. Неудивительно, что и небезызвестная Microsoft включилась в эту софтварную гонку, правда, уже ближе к концу 80-х. Разработанный ею интерфейс GDI (Graphics Device Interface) используется в Windows для вывода текстовой и графической информации на принтеры и мониторы по сей день.
Вот так через краткий экскурс в историю мы наметили основной курс нашего материала, а в частностях стоит разобраться поподробнее, дабы исключить всякого рода языковые барьеры между пользователем и его печатающим устройством.
PostScript
Фактически это не просто язык описания страниц (то есть набор каких-то кодов сродни алфавиту), а целый язык программирования с типичными командами (циклы, операторы, структуры данных), посредством которого можно писать настоящие программы с неповторимой гибкостью. Именно неповторимой, потому как PostScript (PS) с момента своего появления остаётся почти абсолютным стандартом в области профессиональной печати и допечатной подготовки. Но, несмотря на то что PS предоставляет широкие возможности максимально качественной цветной печати, он не совсем подходит для «рутинной» печати простых текстовых документов ввиду своей невысокой скорости и некоторых других недостатков.
PS отличается от прочих языков полной независимостью от разрешения принтера или плоттера. Команды PS представлены в виде ASCII (American Standard Code for Information Interchange) кодов, потому, к примеру, для вывода особых пользовательских шрифтов они должны быть преобразованы в совместимый с PS векторный формат. При отправке на печать изображение формируется «полистно», именно потому для профессиональной техники так актуальны большие объёмы кэш-памяти.
Популярный графический формат EPS (Encapsulated PostScript) – это своего рода дополнение к PS. Файлы в этом формате могут содержать как векторные, так и растровые элементы, а особая строгая структура, в соответствии с которой данные упорядочиваются внутри документа, позволяет создавать кросс-платформенные исходники для печати.
В отличие от PS этот язык не может похвастаться полной совместимостью со всеми аппаратно-программными решениями и обладает зависимостью от разрешения печатающего устройства, но в то же время может свободно и совершенно бесплатно использоваться любыми производителями устройств и разработчиками ПО. Последняя версия языка (PCL6), которая разрабатывалась HP в тесном сотрудничестве с Microsoft, характеризуется высокой скоростью преобразования данных из формата прикладного приложения в формат языка описания страниц и обеспечивает ускоренный возврат ответа в приложение, потому идеально подходит для SOHO-сегмента. Также PCL способен работать непосредственно с TrueType-шрифтами, которые применяются по умолчанию в среде Windows.
При использовании PCL показатели скорости и качества печати напрямую зависят от драйвера устройства, потому всякого рода несовместимости аппаратной и программной составляющих значительно влияют на количество ошибок при печати. По этому параметру PCL не может сравниться с универсальным PS. Тем не менее PCL на данный момент является, пожалуй, самым распространённым языком, применяемым в офисной и домашней среде.
И PS, и PCL подразумевают наличие специального контроллера со стороны принтера, который принимает команды языка описания страниц, а затем преобразует их в бинарные (0/1) коды, управляющие непосредственно самим механизмом печати. Идея GDI состоит в том, чтобы избавить печатающее устройство от дорогостоящего контроллера и переложить его функции на центральный процессор вместе с драйвером. Отсюда же следует первый недостаток GDI: требовательность к системным ресурсам. Этот язык подразумевает конвертацию графической информации и шрифтов в единое растровое изображение, которое затем и отправляется на печать.
Поддержкой исключительно языка GDI обладают лишь самые бюджетные принтеры. В большинстве случаев производители стараются оснастить свои продукты как минимум совместимостью с PCL (не говоря уже о PS) хотя бы через эмуляцию, что, опять же, накладывает определённые требования на ресурсы системы. Также GDI отличается от PS и PCL своими сравнительно скудными возможностями функционирования в рамках локальной сети, а добавить эту опцию можно лишь при помощи дополнительного, далеко не дешёвого сетевого контроллера. Исходя из этого, GDI рекомендуется использовать для индивидуальных домашних нужд.
Резюме
PS и PCL часто называют реальными языками описания страниц, тогда как существуют ещё и своего рода надстройки над ними, которые были созданы для упрощения процесса программирования или реализации дополнительных возможностей. Такие надстройки интерпретируют собственные команды в последовательность команд реального языка описания в соответствии с его синтаксисом. К примеру, надстройка над PCL под названием RPCS (Refined Printing Command Stream) была разработана компанией Ricoh для визуализации программирования своих знаменитых плоттеров посредством графических пиктограмм. При помощи BR-Script фирмы Brother реализуются расширенные функции калибровки цвета, а также эмулируются команды языков PS Level 3 и ESC/P.
Приведём своеобразный рейтинг реальных языков применительно к SOHO-сегменту (чем больше баллов, тем лучше):