Information Literacy: Postscript files

ポストスクリプトファイル

今日の演習内容

ポストスクリプトとは
ポストスクリプトファイルを作る
ポストスクリプトの例色々

ポストスクリプトは Adobe という会社（「アドビ」と読むらしい）が開発したプリンター用の言語で、現在では絵が描けるプリンターのプリンター言語の世界標準である（昔は文字だけ打つのがプリンターであった）。またポストスクリプト言語のコマンドを書き連ねてあるファイルをポストスクリプトファイルと呼ぶ。他の絵を描くためのプリンター言語の多くがバイナリー形式であるのに対し、ポストスクリプト言語は文字（ASCII）で書かれている。従って（原理的には）人間が読んで理解できるし、書くこともできる。ポストスクリプト言語には多くの強力なコマンドが用意されているので、手の込んだ絵を手軽に描くことができる。

またポストスクリプト言語の仕様は Adobe 社が明確に規定しているため、正しいポストスクリプト言語で書かれたファイルは、メーカーが異なってもポストスクリプト対応のプリンター全てに出すことができる。ポストスクリプトファイルをコンピュータの画面上で見るためのプログラムも用意されている。

ポストスクリプトファイルの例

example-1.ps を見てみよう（左のリンクをクリックする）
表示された絵は非常に簡単なポストスクリプトファイルの例である。このファイルはポストスクリプト対応のプリンターに出力すると、今見ている通りに出力される（カラープリンターで無い場合カラーは出ない）。
上でポストスクリプトファイルは文字で書かれていると言ったが実際にポストスクリプトファイルの中を見てみることにする
example-1.ps の中身を見るためにファイルとして保存する。まず、自分の home ディレクトリーに psfile というディレクトリーを作る（ファイルマネージャーを使う）。ファイルを保存するやり方は以下のいずれか。
- 上のリンクをクリックしたときに立ち上がったプログラム（gv あるいは GhostView）から、「ファイル」プルダウンメニューの「文章保存」をクリックし、作った psfile ディレクトリーの中に example-1.ps として保存。
- Netscape で上のリンクを右クリック（ボタン３クリック）。「リンクを名前を付けて保存」をクリックし、作った psfile ディレクトリーの中に example-1.ps として保存。
gEdit を起動し保存したファイル example-1.ps を開く。既に存在するファイルを開くには「ファイル」プルダウンメニューの「開く」をクリック。
example-1.ps にはポストスクリプトファイルの中で何をしているかがわかるように、コメントを入れてある。ポストスクリプトファイルの先頭は常に「%!PS」で始まる。これは、まじないのようなものだと考えればよい。ポストスクリプト言語のコマンドは簡単な英語単語をもとに作られており、コメントを頼りにすればどんなことをしているかが理解できると思う。
example-1.ps の中ほどには、コマンド moveto がある。 moveto は「move to」という意味だから「どこどこへ移動せよ」というコマンドである。この場合の「どこどこへ」というのは、
```
    6cm 3cm moveto
```
のように指定する。
```
    moveto 6cm 3cm
```
と書いた方が自然だと思う人もいるかも知れないが、ポストスクリプトファイルは先のような書き方をする。最初にパラメータの値を入れておいて、その後で（Post）そのパラメータをどう使うかを記述する（Script）言語という意味でポストスクリプトと呼ばれるようだ（直訳は「追伸」？）。

ポストスクリプトファイルを作る

ここでは自分でポストスクリプトファイルを作ってみる。

簡単な描画（三角形）

gEdit を立ち上げる

以下のように入力

%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
showpage

上ではまず、まじないの「%!PS」を書いた
更に「cm」を定義しておくと便利なので定義し、またこれから描く絵の線の太さを 0.05 cm（0.5 mm）と定義した。ここで注意する点は「0.05 cm」と書く時に「cm」を数字にくっつけないこと（空白を１つ以上入れる）。ここで数字と文字をくっつけると、プリンターなどがポストスクリプト言語を解釈するとき、「0.05cm」というかたまりを一つのコマンドとして解釈しようとしてしまう（当然そのようなコマンドは定義されていない）。
従ってポストスクリプトでは「空白」は重要な意味を持つ。逆に「改行」は無視される。例えば下の２例は全く同じ結果となる。
```
例１
0.05 cm setlinewidth

例２
0.05 cm
setlinewidth
```
最後に「showpage」と書いて絵を表示させる。 % で始まる行はコメント行と見なされ、描画の際には無視される。
これではまだ絵を何も描いてないので、絵としての意味が無い。そこで、簡単な例として三角形を描いてみることにする。
```
%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
2 cm 2 cm moveto
4 cm 6 cm lineto
6 cm 2 cm lineto
closepath
stroke
%
showpage
```
この例でわかるように三角形を描くには、
- まず座標 X=2cm, Y=2cm に移動（moveto）
- 次に座標 X=4cm, Y=6cm に線を引きながら移動（lineto）
- 更に座標 X=6cm, Y=2cm に線を引きながら移動（lineto）
- 三角形を完成するには更に座標 X=2cm, Y=2cm に戻り線を閉じる必要があるが closepath というコマンドで自動的に線を閉じてくれる
- 最後に stroke というコマンドで三角形の輪郭を描く。 stroke というコマンドを書かない限り描画されない点に注意。
という手順になる。
ここで一旦このファイルを psfile ディレクトリーの中に triangle.ps としてセーブし、ファイルマネージャーに現われた triangle.ps をダブルクリックして絵を見てみる（ファイルが現れない場合はファイルマネージャーの「再走査」ボタンをクリック）。もしエラーメッセージが出て正しく表示されない場合は、ファイル triangle.ps の内容をチェックし、必要なら修正を加える。
上の例では三角形の輪郭を描いたが「fill」というコマンドで、三角形の内部を塗りつぶすこともできる。これを行なうには、example-1.ps を以下のように修正する。
```
%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
2 cm 2 cm moveto
4 cm 6 cm lineto
6 cm 2 cm lineto
closepath
0.8 setgray
fill
% stroke
%
showpage
```
「setgray」というコマンドは塗りつぶしの場合の濃さを指定する。パラメータの値は濃さで、1.0 が白、0.0 が黒に相当（中間は値に応じた濃さの灰色となる）。 stroke コマンドがコメントになっている点に注意。
ここで、三角形の輪郭を描き、それと同時に三角形の塗りつぶしもしたいと考える人がいるかも知れない。しかし、これはそう簡単では無い。というのは、moveto や lineto で指定した三角形のデータは、１回切りしか使えないからである。だが解決策はある。「gsave」というコマンドを使えば三角形のデータをコピーし、別の場所に保管できる（頭の g は graphic の意味）。また「grestore」というコマンドを使うと、保管したデータを取ってくることができる。実際の使い方は、
```
%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
2 cm 2 cm moveto
4 cm 6 cm lineto
6 cm 2 cm lineto
closepath
gsave
    0.8 setgray
    fill
grestore
stroke
%
showpage
```
とすれば良い。ここでやっているのは、三角形のデータを作成 → そのデータをコピーして保存（gsave）→ データを使用して三角形を塗りつぶす（ここで三角形のデータは使用されたので消滅）→ 保存しておいた三角形のデータを復活（grestore）→ 復活した三角形のデータを使い輪郭を描く（三角形のデータは再度消滅）という操作である。
四角形や多角形はこの応用であるから簡単に描けるはず

簡単な描画（円弧）

新しいファイル arc.ps を作成し円弧を描いてみる。円弧を描くコマンドは「arc」。 arc コマンドのパラメータは順番に、円弧の中心の X 座標、Y 座標、円の半径、描き始めの角度、描き終りの角度。三角形のときの要領で下のような例を思いつくかも知れない。
```
%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
9 cm 12 cm 10 cm 0 90 arc
closepath
gsave
    0.8 setgray
    fill
grestore
stroke
%
showpage
```
上のように実際に入力して絵を見てみる。

実際にディスプレー上に表示してみると、期待したのとは多分少し違う。下のように修正すれば期待通りになる？

%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
9 cm 12 cm 10 cm 0 90 arc
9 cm 12 cm lineto
closepath
gsave
    0.8 setgray
    fill
grestore
stroke
%
showpage

円弧の角度を変えてもうまく表示できるはずなのでやってみる
円を描く場合には終りの角度を 360 とし、「9 cm 12 cm lineto」のコマンドは必要無い

簡単な描画（文字）

次は文字を描くことにする。 gEdit で新しいファイル string.ps を作成する。文字を最も簡単に描くには「show」コマンドが使える。下がその例。
```
%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
/Palatino-Roman findfont
1 cm scalefont
setfont
%
2 cm 15 cm moveto
(This is my first PS file with string.) show
%
showpage
```
上の例で、最初の部分は文字を描く際に、どのようなフォントを使うかを指定している。大体わかると思うが、「Palatino-Roman」というフォントを見つけ、 1cm の大きさにして使っている。
文字列は「(」と「)」で囲んでいる。これはコマンドと文字列を区別するのに必要である。例えば「(show) show」というコマンドも可能である（最初の show は単なる文字列と解釈される）。

「rotate」というコマンドを使うと傾いた文字を描くことも出来る（下の例）。

%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
/Palatino-Roman findfont
1 cm scalefont
setfont
%
2 cm 15 cm moveto
(This is my first PS file with string.) show
%
20 rotate
3 cm 0 cm moveto
(This is a rotated string.) show
20 rotate
3 cm 0 cm moveto
(This is another rotated string.) show
%
showpage

ポストスクリプトの例色々

次にポストスクリプトのコマンドの例を更に見てみるが、その前に一般的な注意点について述べる。

ポストスクリプトファイルでの座標のとり方は、左下隅が座標原点（0,0）で、右方向および上方向がそれぞれＸ座標とＹ座標の正の方向。また、絵の大きさは標準ではＡ４の紙の上に描くので、Ｘ方向が 21cm 程度、Ｙ方向が 29cm の大きさとなる。

いくつかの図形や文字を一枚の画面（あるいは紙）に描く場合は、最後に一度だけ showpage コマンドを実行する。また、おまじないの #!PS、cm の定義、線の太さの定義などは最初に一度だけ書けば良い。なお、色々な絵を描き重ねていていった場合に、後から描いた絵が先に描かれた絵と重なる場合には、先に描いた絵が隠される。

座標系の変更

座標系を変更するコマンドとして「translate」と「scale」がある。
translate は座標原点を指定した量だけ移動する。例えば下の例では座標原点が x 方向（水平方向）に 1cm、 y 方向（垂直方向）に 2cm 移動する。 translate コマンドで変化させた座標原点は、translate コマンドを実行した後の全ての描画に影響する。
```
1 cm 2 cm translate
```
scale コマンドは指定した倍率だけ図形を引き延ばす（スケールする）。下の例では scale コマンドにより水平方向に 1.5 倍、垂直方向に 0.8 倍だけ図形を引き延ばす（あるいは縮小する）。 scale コマンドによる引き延ばしは、コマンドを実行した後の全ての描画に影響する。
```
1.5 0.8 scale
```
下に translate コマンドと scale コマンドを使った例を書いておくので、ファイルに書き込み実際に絵を見てみると良い。
```
%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
/Palatino-Roman findfont
2 cm scalefont
setfont
%
6 cm 13 cm translate
%
0 cm 0.6 cm moveto
0.0 setgray
(PostScript!) show
%
1.0 -1.0 scale
%
0 cm 0.6 cm moveto
0.8 setgray
(PostScript!) show
%
showpage
```
この例では、描いた絵が紙の中心付近に来るように、translate コマンドを用いて座標原点を移動している。 scale コマンドのパラメータは 1.0 -1.0 となっている。このように負の数を scale コマンドのパラメータとすることも可能である。負の数を入れた場合には座標軸の正負が逆転する。
以前出てきた「rotate」も、実は座標自体を変える（指定しただけ回転する）コマンドであった。

色の変更

先に図形や線の色を変えるのに setgray というコマンドを用いた。このコマンドでは灰色しか色指定が出来ない。カラーで色指定をするコマンドは setrgbcolor がある。
この setrgbcolor コマンドでは、色を RGB の強度で指定する。 RGB とは R (red), G(green), B (Blue) の意味で、三原色を使って全ての色が指定できる。強度は 1 が最大で 0 が最小である。例えば、
```
0.0 0.0 1.0 setrgbcolor
```
とすれば青に、
```
0.7 0.7 0.0 setrgbcolor
```
とすればやや暗い黄色となる。

下に setrgbcolor コマンドを使った例を描いておくので、ファイルに書き込み実際に絵を見てみると良い。

%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
/Palatino-Roman findfont
2 cm scalefont
setfont
%
2 cm 10 cm moveto
20 cm 10 cm lineto
11 cm 20 cm lineto
closepath
0.7 0.7 0.0 setrgbcolor
fill
%
6 cm 13 cm moveto
0.0 0.0 1.0 setrgbcolor
(PostScript!) show
%
showpage

位置の移動

先に位置を移動するコマンド moveto と線を引きながら移動するコマンド lineto が出てきた。これらのコマンドのパラメータは座標の位置（絶対位置）であった。現在居る位置から見た相対位置で移動先を指定するコマンドとして rmoveto と rlineto がある。コマンド最初の r は relative（相対）の意味である。
下の２例は絶対位置の指定と相対位置の指定で図を描いているが、本質的には同じ描画を行なっている。
```
例１
2 cm 2 cm moveto
4 cm 2 cm lineto
3 cm 4 cm linrto
closepath

例２
0 cm 0 cm moveto
2 cm 2 cm rmoveto
2 cm 0 cm rlineto
-1 cm 2 cm rlineto
closepath
```
例２の相対位置で指定する場合にも、最低１回は moveto コマンドを実行する必要がある点に注意。プリンターなどがポストスクリプトファイルを解釈し始めるときには、まだ現在の位置というものが一切指定されていないので（0 0 に指定されているわけでは無い）、 moveto コマンドを一度も実行しないと現在位置が決められない。

文字を書く

先に文字を書くコマンドとして show が出てきた。これに良く似たコマンドとして ashow がある。 show と ashow の違いは、 show の場合には文字列全体の長さが選んだフォントと文字数で自動的に決まるのに対し、 ashow の場合は文字列の中の文字と文字の間の長さを指定出来る点である。
下の例では最初の show コマンドに比べ、 ashow コマンドは文字と文字の間を 0.4 cm 余計にとる。
```
(This is an example.) show
0.4 cm 0.0 cm (This is an example.) ashow
```
下の例では最初の show コマンドに比べ、 ashow コマンドは一文字ずつ縦方向に 0.4 cm ずらしてゆく。
```
(This is an example.) show
0.0 cm 0.4 cm (This is an example.) ashow
```
もちろん水平方向と垂直方向のずれを同時に設定しても良い。

下の例を実際にファイルに入力して絵を見てみると良い。

%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
/Palatino-Roman findfont
2 cm scalefont
setfont
%
2 cm 13 cm moveto
(PostScript!) show
2 cm 15.5 cm moveto
0.4 cm 0.0 cm (PostScript!) ashow
2 cm 18 cm moveto
0.0 cm 0.4 cm (Step by Step) ashow
%
showpage

漢字を表示したいと思う人がいるかも知れない。ポストスクリプトで文字を書く場合にはフォントを使っている。フォントとは文字の形をデータ化して、文字のコードと一対一対応させたものである（英数字だと 127 以下の番号が各文字に対応）。英数字用のフォントと漢字用のフォントは違うので、漢字を書くときには漢字用のフォントを使用しなければならない。先に使っていた Palatino-Roman の代わりに、 Ryumin-Light-RKSJ-H というフォントを使ってみる。

以下のような例を kanji.txt に書き込んでファイルに保存する（都合があって kanji.ps とはしない）。

%!PS
%
/cm { 28.3 mul } def
0.05 cm setlinewidth
%
/Ryumin-Light-RKSJ-H findfont
5 cm scalefont
setfont
%
6 cm 13 cm moveto
(漢字) show
%
showpage

ところで、漢字のコードは面倒なことに３種類ある。今作った kanji.txt の中には「EUC」と呼ばれる漢字コードで書かれた漢字が入っている。 EUC は Unix の計算機で標準的に使われている漢字コードである。しかし、ポストスクリプトファイルで表示できる漢字コードは「Shift-JIS」と呼ばれるものである。 Shift-JIS はパソコンなどで標準的に使われている漢字コードである。
従って、以下の手順で漢字コードを EUC から Shift-JIS に変換する。
- kterm を起動する
- cd コマンドで kanji.txt があるディレクトリーまで移動する
- 「nkf -s kanji.txt > kanji.ps」というコマンドを打つ。この nkf というコマンドは漢字のコード変換を行なう。「-s」というのは「Shift-JIS へと変換」という意味。
kanji.ps は漢字コードが Shift-JIS になっているはずなので、ファイルマネージャーでダブルクリックすると漢字が表示されるはず。

おまけ

最後に、もう一つポストスクリプトファイルの例 example-2.ps を見てみる。興味のある人は中身を見れば、文字列は自由に書き換え可能なことがわかるはず（ただし文字列が長いと紙からはみ出す）。また、それほど複雑でないポストスクリプトファイルで、結構複雑な絵が描けるのが分かる。