其次，更重要的是，早期打印機的特點是它使用設備內部固定的一組字符集。比如，一臺菊輪式打印機只能打印固定在其菊花輪花瓣上的字符，就這點而言打印機更像是高速打字機。大部分打字機都使用等寬字體，意思是說每個字符的寬度相等，頁面上只有固定的區(qū)域可供打印，而這些區(qū)域只能容納固定的字符數(shù)。大部分打印機采用橫向10字符每英寸（CPI）和縱向6行每英寸（LPI）的規(guī)格打印，這樣一張美式信片紙就有橫向85字符寬縱向66行高，加上兩側的頁邊距，一行的最大寬度可達80字符。據(jù)此，使用等寬字體就能提供所見即所得（WYSIWYG，What You See Is What You Get）的打印預覽。

接著，一臺類打字機的打印機會收到以簡單字節(jié)流的形式傳送來的數(shù)據(jù)，其中就包含要打印的字符。例如要打印一個字母a，計算機就會發(fā)送 ASCII 碼97，如果要移動打印機的滑動架和紙張，就需要使用回車、換行、換頁等的小編號 ASCII 控制碼。使用控制碼，還能實現(xiàn)一些之前受限制的字體效果，比如粗體，就是讓打印機先打印一個字符，然后退格再打印一遍來得到顏色較深的效果的。用 nroff 來產(chǎn)生一個手冊頁然后用 cat -A 檢查輸出，我們就能親眼看看這種效果了：

[me@linuxbox ~]$ zcat /usr/share/man/man1/ls.1.gz | nroff -man | cat -A | head
LS(1) User Commands LS(1)
$
N^HNA^HAM^HME^HE$
ls - list directory contents$
$
S^HSY^HYN^HNO^HOP^HPS^HSI^HIS^HS$
l^Hls^Hs [_^HO_^HP_^HT_^HI_^HO_^HN]... [_^HF_^HI_^HL_^HE]...$

^H（ctrl-H）字符是用于打印粗體效果的退格符。同樣，我們還可以看到用于打印下劃線效果的[退格/下劃線]序列。

圖形化打印機

圖形用戶界面（GUI）的發(fā)展催生了打印機技術中主要的變革。隨著計算機的展現(xiàn)步入更多以圖形為基礎的方式，打印技術也從基于字符走向圖形化技術，這一切都是源于激光打印機的到來，它不僅廉價，還可以在打印區(qū)域的任意位置打印微小的墨點，而不是使用固定的字符集。這讓打印機能夠打印成比例的字體（像用排字機那樣），甚至是圖片和高質量圖表。

然而，從基于字符的方式到轉移到圖形化的方式提出了一個嚴峻的技術挑戰(zhàn)。原因如下：使用基于字符的打印機時，填滿一張紙所用的字節(jié)數(shù)可以這樣計算出來（假設一張紙有60行，每行80個字符)：60 × 80 = 4800字節(jié)。

相比之下，用一臺300點每英寸（DPI）分辨率的激光打印機（假設一張紙有8乘10英寸的打印區(qū)域）打印則需要 (8 × 300) × (10 × 300) / 8 = 900,000字節(jié)。

當時許多慢速的個人電腦網(wǎng)絡無法接受激光打印機打印一頁需要傳輸將近1兆的數(shù)據(jù)這一點，因此，很有必要發(fā)明一種更聰明的方法。

這種發(fā)明便是頁面描述語言（PDL）。PDL 是一種描述頁面內容的編程語言。簡單的說就是，“到這個地方，印一個10點大小的黑體字符 a ，到這個地方。。?！?這樣直到頁面上的所有內容都描述完了。第一種主要的 PDL 是 Adobe 系統(tǒng)開發(fā)的 PostScript，直到今天，這種語言仍被廣泛使用。PostScript 是專為印刷各類圖形和圖像設計的完整的編程語言，它內建支持35種標準的高質量字體，在工作是還能夠接受其他的字體定義。最早，對 PostScript 的支持是打印機本身內建的。這樣傳輸數(shù)據(jù)的問題就解決了。相比基于字符打印機的簡單字節(jié)流，典型的 PostScript 程序更為詳細，而且比表示整個頁面的字節(jié)數(shù)要小很多。

一臺 PostScript 打印機接受 PostScript 程序作為輸入。打印機有自己的處理器和內存（通常這讓打印機比連接它的計算機更為強大），能執(zhí)行一種叫做 PostScript 解析器的特殊程序用于讀取輸入的 PostScript 程序并生成結果導入打印機的內存，這樣就形成了要轉移到紙上的位（點）圖。這種將頁面渲染成大型位圖（bitmap）的過程有個通用名稱作光柵圖像處理器（raster image processor），又叫 RIP。

多年之后，電腦和網(wǎng)絡都變得更快了。這使得 RIP 技術從打印機轉移到了主機上，還讓高品質打印機變得更便宜了。

現(xiàn)在的許多打印機仍能接受基于字符的字節(jié)流，但很多廉價的打印機卻不支持，因為它們依賴于主機的 RIP 提供的比特流來作為點陣打印。當然也有不少仍舊是 PostScript 打印機。

在 Linux 下打印

當前 Linux 系統(tǒng)采用兩套軟件配合顯示和管理打印。第一，CUPS（Common Unix Printing System，一般 Unix 打印系統(tǒng)），用于提供打印驅動和打印任務管理；第二，Ghostscript，一種 PostScript 解析器，作為 RIP 使用。

CUPS 通過創(chuàng)建并維護打印隊列來管理打印機。如前所述，Unix 下的打印原本是設計成多用戶共享中央打印機的管理模式的。由于打印機本身比連接到它的電腦要慢，打印系統(tǒng)就需要對打印任務進行調度使其保持順序。CUPS 還能識別出不同類型的數(shù)據(jù)（在合理范圍內）并轉換文件為可打印的格式。

為打印準備文件

作為命令行用戶，盡管打印各種格式的文本都能實現(xiàn)，不過打印最多的，還是文本。

pr - 轉換需要打印的文本文件

前面的章節(jié)我們也有提到過 pr 命令，現(xiàn)在我們來探討一下這條命令結合打印使用的一些選項。我們知道，在打印的歷史上，基于字符的打印機曾經(jīng)用過等寬字體，致使每頁只能打印固定的行數(shù)和字符數(shù)，而 pr 命令則能夠根據(jù)不同的頁眉和頁邊距排列文本使其適應指定的紙張。表23-1總結了最常用的選項。

表23-1: 常用 pr 選項
選項	描述
+first[:last]	輸出從 first 到 last（默認為最后）范圍內的頁面。
-columns	根據(jù) columns 指定的列數(shù)排版頁面內容。
-a	默認多列輸出為垂直，用 -a (across)可使其水平輸出。
-d	雙空格輸出。
-D format	用 format 指定的格式修改頁眉中顯示的日期，日期命令中 format 字符串的描述詳見參考手冊。
-f	改用換頁替換默認的回車來分割頁面。
-h header	在頁眉中部用 header 參數(shù)替換打印文件的名字。
-l length	設置頁長為 length，默認為66行（每英寸6行的美國信紙）。
-n	輸出行號。
-o offset	創(chuàng)建一個寬 offset 字符的左頁邊。
-w width	設置頁寬為 width，默認為72字符。

我們通常用管道配合 pr 命令來做篩選。下面的例子中我們會列出目錄 /usr/bin 并用 pr 將其格式化為3列輸出的標題頁：

[me@linuxbox ~]$ ls /usr/bin | pr -3 -w 65 | head
2012-02-18 14:00                    Page 1
[                   apturl          bsd-write
411toppm            ar              bsh
a2p                 arecord         btcflash
a2ps                arecordmidi     bug-buddy
a2ps-lpr-wrapper    ark             buildhash

將打印任務送至打印機

CUPS 打印體系支持兩種曾用于類 Unix 系統(tǒng)的打印方式。一種，叫 Berkeley 或 LPD（用于 Unix 的 Berkeley 軟件發(fā)行版），使用 lpr 程序；另一種，叫 SysV（源自 System V 版本的 Unix），使用 lp 程序。這兩個程序的功能大致相同。具體使用哪個完全根據(jù)個人喜好。

lpr - 打印文件（Berkeley 風格）

lpr 程序可以用來把文件傳送給打印機。由于它能接收標準輸入，所以能用管道來協(xié)同工作。例如，要打印剛才多列目錄列表的結果，我們只需這樣：

[me@linuxbox ~]$ ls /usr/bin | pr -3 | lpr

報告會送到系統(tǒng)默認的打印機，如果要送到別的打印機，可以使用 -P 參數(shù)：

lpr -P printer_name

printer_name 表示這臺打印機的名稱。若要查看系統(tǒng)已知的打印機列表：

[me@linuxbox ~]$ lpstat -a

注意：許多 Linux 發(fā)行版允許你定義一個輸出 PDF 文件但不執(zhí)行實體打印的“打印機”，這可以用來很方便的檢驗你的打印命令。看看你的打印機配置程序是否支持這項配置。在某些發(fā)行版中，你可能要自己安裝額外的軟件包（如 cups-pdf）來使用這項功能。

表23-2顯示了 lpr 的一些常用選項

表23-2: 常用 lpr 選項
選項	描述
-# number	設定打印份數(shù)為 number。
-p	使每頁頁眉標題中帶有日期、時間、工作名稱和頁碼。這種所謂的“美化打印”選項可用于打印文本文件。
-P printer	指定輸出打印機的名稱。未指定則使用系統(tǒng)默認打印機。
-r	打印后刪除文件。對程序產(chǎn)生的臨時打印文件較為有用。

lp - 打印文件（System V 風格）

和 lpr 一樣，lp 可以接收文件或標準輸入為打印內容。與 lpr 不同的是 lp 支持不同的選項（略為復雜），表23-3列出了其常用選項。

表23-3: 常用 lp 選項
選項	描述
-d printer	設定目標（打印機）為 printer。若d 選項未指定，則使用系統(tǒng)默認打印機。
-n number	設定的打印份數(shù)為 number。
-o landscape	設置輸出為橫向。
-o fitplot	縮放文件以適應頁面。打印圖像時較為有用，如 JPEG 文件。
-o scaling=number	縮放文件至 number。100表示填滿頁面，小于100表示縮小，大于100則會打印在多頁上。
-o cpi=number	設定輸出為 number 字符每英寸。默認為10。
-o lpi=number	設定輸出為 number 行每英寸，默認為6。
-o page-bottom=points -o page-left=points -o page-right=points -o page-top=points	設置頁邊距，單位為點，一種印刷上的單位。一英寸 =72點。
-P pages	指定打印的頁面。pages 可以是逗號分隔的列表或范圍——例如 1,3,5,7-10。

再次打印我們的目錄列表，這次我們設置12 CPI、8 LPI 和一個半英寸的左邊距。注意這里我必須調整 pr 選項來適應新的頁面大小：

[me@linuxbox ~]$ ls /usr/bin | pr -4 -w 90 -l 88 | lp -o page-left=36 -o cpi=12 -o lpi=8

這條命令用小于默認的格式產(chǎn)生了一個四列的列表。增加 CPI 可以讓我們在頁面上打印更多列。

另一種選擇：a2ps

a2ps 程序很有趣。單從名字上看，這是個格式轉換程序，但它的功能不止于此。程序名字的本意為 ASCII to PostScript，它是用來為 PostScript 打印機準備要打印的文本文件的。多年后，程序的功能得到了提升，名字的含義也變成了 Anything to PostScript。盡管名為格式轉換程序，但它實際的功能卻是打印。它的默認輸出不是標準輸出，而是系統(tǒng)的默認打印機。程序的默認行為被稱為“漂亮的打印機”，這意味著它可以改善輸出的外觀。我們能用程序在桌面上創(chuàng)建一個 PostScript 文件：

[me@linuxbox ~]$ ls /usr/bin | pr -3 -t | a2ps -o ~/Desktop/ls.ps -L 66
[stdin (plain): 11 pages on 6 sheets]
[Total: 11 pages on 6 sheets] saved into the file `/home/me/Desktop/ls.ps'

這里我們用帶 -t 參數(shù)（忽略頁眉和頁腳）的 pr 命令過濾數(shù)據(jù)流，然后用 a2ps 指定一個輸出文件（-o 參數(shù)），并設定每頁66行（-L 參數(shù)）來匹配 pr 的輸出分頁。用合適的文件查看器查看我們的輸出文件，我們就會看到圖23-1中顯示的結果。

\ 圖 23-1: 瀏覽 a2ps 的輸出結果 {: .figure}

可以看到，默認的輸出布局是一面兩頁的，這將導致兩頁的內容被打印到一張紙上。a2ps 還能利用頁眉和頁腳。

a2ps 有很多選項，總結在表23-4中。

表23-4: a2ps 選項
選項	描述
--center-title text	設置中心頁標題為 text。
--columns number	將所有頁面排列成 number 列。默認為2。
--footer text	設置頁腳為 text。
--guess	報告參數(shù)中文件的類型。由于 a2ps 會轉換并格式化所有類型的數(shù)據(jù)，所以當給定文件類型后，這個選項可以很好的用來判斷 a2ps 應該做什么。
--left-footer text	設置左頁腳為 text。
--left-title text	設置頁面左標題為 text。
--line-numbers=interval	每隔 interval 行輸出行號。
--list=defauls	顯示默認設置。
--list=topic	顯示 topic 設置，topic 表示下列之一：代理程序（用來轉換數(shù)據(jù)的外部程序），編碼，特征，變量，媒介（頁面大小等），ppd（PostScript 打印機描述信息），打印機，起始程序（為常規(guī)輸出添加前綴的代碼部分），樣式表，或用戶選項。
--pages range	打印 range 范圍內的頁面。
--right-footer text	設置右頁腳為 text。
--right-title text	設置頁面右標題為 text。
--rows number	將所有頁面排列成 number 排。默認為1。
-B	沒有頁眉。
-b text	設置頁眉為 text。
-f size	使用字體大小為 size 號。
-l number	設置每行字符數(shù)為 number。此項和 -L 選項（見下方）可以給文件用其他程序來更準確的分頁，如 pr。
-L number	設置每頁行數(shù)為 number。
-M name	使用打印媒介的名稱——例如，A4。
-n number	每頁輸出 number 份。
-o file	輸出到文件 file。如果指定為 - ，則輸出到標準輸出。
-P printer	使用打印機 printer。如果未指定，則使用系統(tǒng)默認打印機。
-R	縱向打印。
-r	橫向打印。
-T number	設置制表位為每 number 字符。
-u text	用 text 作為頁面底圖（水?。?。

以上只是對 a2ps 的總結，更多的選項尚未列出。

注意：a2ps 目前仍在不斷的開發(fā)中。就我的測試而言，不同版本之間都多少有所變化。CentOS 4 中輸出總是默認為標準輸出。在 CentOS 4 和 Fedora 10 中，盡管程序配置信紙為默認媒介，輸出還是默認為 A4紙。我可以明確的指定需要的選項來解決這些問題。Ubuntu 8.04 中，a2ps 表現(xiàn)的正如參考文檔中所述。另外，我們也要注意到另一個轉換文本為 PostScript 的輸出格式化工具，名叫 enscript。它具有許多相同的格式化和打印功能，但和 a2ps 唯一的不同在于，它只能處理純文本的輸入。

監(jiān)視和控制打印任務

由于 Unix 打印系統(tǒng)的設計是能夠處理多用戶的多重打印任務，CUPS 也是如此設計的。每臺打印機都有一個打印隊列，其中的任務直到傳送到打印機才停下并進行打印。CUPS 支持一些命令行程序來管理打印機狀態(tài)和打印隊列。想 lpr 和 lp 這樣的管理程序都是以 Berkeley 和 System V 打印系統(tǒng)的相應程序為依據(jù)進行排列的。

lpstat - 顯示打印系統(tǒng)狀態(tài)

lpstat 程序可用于確定系統(tǒng)中打印機的名字和有效性。例如，我們系統(tǒng)中有一臺實體打印機（名叫 printer）和一臺 PDF 虛擬打印機（名叫 PDF），我們可以像這樣查看打印機狀態(tài)：

[me@linuxbox ~]$ lpstat -a
PDF accepting requests since Mon 05 Dec 2011 03:05:59 PM EST
printer accepting requests since Tue 21 Feb 2012 08:43:22 AM EST

接著，我們可以查看打印系統(tǒng)更具體的配置信息：

[me@linuxbox ~]$ lpstat -s
system default destination: printer
device for PDF: cups-pdf:/
device for printer: ipp://print-server:631/printers/printer

上例中，我們看到 printer 是系統(tǒng)默認的打印機，其本身是一臺網(wǎng)絡打印機，使用網(wǎng)絡打印協(xié)議（ipp://）通過網(wǎng)絡連接到名為 print-server 的系統(tǒng)。

lpstat 的常用選項列于表23-5。

表23-5: 常用 lpstat 選項
選項	描述
-a [printer...]	顯示 printer 打印機的隊列。這里顯示的狀態(tài)是打印機隊列承受任務的能力，而不是實體打印機的狀態(tài)。若未指定打印機，則顯示所有打印隊列。
-d	顯示系統(tǒng)默認打印機的名稱。
-p [printer...]	顯示 printer 指定的打印機的狀態(tài)。若未指定打印機，則顯示所有打印機狀態(tài)。
-r	顯示打印系統(tǒng)的狀態(tài)。
-s	顯示匯總狀態(tài)。
-t	顯示完整狀態(tài)報告。

lpq - 顯示打印機隊列狀態(tài)

使用 lpq 程序可以查看打印機隊列的狀態(tài)，從中我們可以看到隊列的狀態(tài)和所包含的打印任務。下面的例子顯示了一臺名叫 printer 的系統(tǒng)默認打印機包含一個空隊列的情況：

[me@linuxbox ~]$ lpq
printer is ready
no entries

如果我們不指定打印機（用 -P 參數(shù)），就會顯示系統(tǒng)默認打印機。如果給打印機添加一項任務再查看隊列，我們就會看到下列結果：

[me@linuxbox ~]$ ls *.txt | pr -3 | lp
request id is printer-603 (1 file(s))
[me@linuxbox ~]$ lpq
printer is ready and printing
Rank      Owner   Job     File(s)           Total Size
active    me      603     (stdin)           1024 bytes

lprm 和 cancel - 取消打印任務

CUPS 提供兩個程序來從打印隊列中終止并移除打印任務。一個是 Berkeley 風格的（lprm），另一個是 System V 的（cancel）。在支持的選項上兩者有較小的區(qū)別但是功能卻幾乎相同。以上面的打印任務為例，我們可以像這樣終止并移除任務：

[me@linuxbox ~]$ cancel 603
[me@linuxbox ~]$ lpq
printer is ready
no entries

每個命令都有選項可用于移除某用戶、某打印機或多個任務號的所有任務，相應的參考手冊中都有詳細的介紹。