Компьютерный шрифт - Computer font

Эта статья о технологии шрифтов. Для получения информации о типографском оформлении отдельных наборов шрифтов см. Шрифт.
Сравнение печатной (вверху) и цифровой (внизу) версий Perpetua

А компьютерный шрифт (или же шрифт) реализован как цифровой файл данных содержащий набор графически связанных глифы, символы или символы, такие как дингбаты. Хотя термин шрифт сначала упомянул набор подвижный металлический тип части одного стиля и размера, с 1990-х годов он обычно используется для обозначения набора цифровых фигур в одном стиле, масштабируемых до разных размеров. А семейство шрифтов или же шрифт относится к набору связанных шрифтов разных стилей и размеров.

Существует три основных типа форматов данных файлов компьютерных шрифтов:

  • Битовая карта шрифты состоят из матрицы точек или пиксели представляющий изображение каждого глифа для каждой грани и размера.
  • Вектор шрифты (включая, а иногда и как синоним контур шрифты) используйте Кривые Безье, инструкции по рисованию и математические формулы для описания каждого глифа, которые позволяют масштабировать контуры символов до любого размера.
  • Гладить шрифты используют серию указанных строк и дополнительную информацию для определения профильили размер и форма линии на определенной грани, которые вместе описывают внешний вид глифа.

Растровые шрифты быстрее и проще использовать в компьютерном коде, но они не масштабируются, поэтому для каждого размера требуется отдельный шрифт.[1] Размер шрифтов контура и обводки можно изменить, используя один шрифт и заменяя компоненты каждого глифа разными размерами, но их несколько сложнее визуализировать на экране, чем растровые шрифты, поскольку они требуют дополнительного компьютерного кода для визуализации контура в растровое изображение для отображения на экран или в печати. Хотя все типы по-прежнему используются, большинство шрифтов, которые можно увидеть и использовать на компьютерах, являются контурными.

Шрифты разработаны и созданы с использованием редакторы шрифтов. Шрифты, специально разработанные для экрана компьютера и не предназначенные для печати, известны как экранные шрифты.

Шрифты могут быть моноширинный (т.е. каждый символ отображается на постоянном расстоянии от предыдущего символа, с которым он находится рядом, при рисовании) или пропорционально (каждый символ имеет свою ширину). Однако конкретное приложение для обработки шрифтов может повлиять на интервал, особенно при выполнении оправдание.

Типы шрифтов

Растровые шрифты

Ассортимент растровых шрифтов из первой версии Операционная система Macintosh

Растровый шрифт - это тот, который хранит каждый глиф как массив пиксели (это битовая карта ). Он менее известен как растровый шрифт или пиксельный шрифт. Растровые шрифты - это просто коллекции растровые изображения глифов. Для каждого варианта шрифта существует полный набор изображений глифов, каждый из которых содержит изображение для каждого символа. Например, если шрифт имеет три размера и любую комбинацию полужирного и курсивного начертания, то должно быть 12 полных наборов изображений.

К преимуществам растровых шрифтов относятся:

  • Чрезвычайно быстрый и простой рендеринг
  • Легче создавать, чем другие виды.
  • Немасштабированные растровые шрифты всегда дают точно такой же результат при отображении на одном и том же дисплее спецификации
  • Лучше всего подходит для дисплеев очень низкого качества или небольших размеров, где необходимо настроить шрифт для четкого отображения

Основным недостатком растровых шрифтов является то, что визуальное качество имеет тенденцию к снижению при масштабировании или ином преобразовании по сравнению с контурными и штриховыми шрифтами, а наличие множества оптимизированных и специально разработанных размеров одного и того же шрифта значительно увеличивает использование памяти. Самые ранние растровые шрифты были доступны только в определенных оптимизированных размерах, таких как 8, 9, 10, 12, 14, 18, 24, 36, 48, 72 и 96 точек (при разрешении 96DPI ), при этом пользовательские шрифты часто доступны только одного определенного размера, например, шрифт заголовка всего 72 пункта.

Ограниченная вычислительная мощность и ограниченная память ранних компьютерных систем вынуждали использовать только растровые шрифты. Усовершенствования в аппаратном обеспечении позволили заменить их контурными или штриховыми шрифтами в тех случаях, когда желательно произвольное масштабирование, но растровые шрифты все еще широко используются во встроенных системах и других местах, где скорость и простота считаются важными.

Растровые шрифты используются в Linux консоль, Windows консоль восстановления, и встроенные системы. Старшая матричные принтеры использованные растровые шрифты; часто хранятся в памяти принтера и адресуются компьютером драйвер печати. Растровые шрифты можно использовать в вышивка крестиком.

Рисование строки с использованием растрового шрифта означает последовательный вывод растровых изображений каждого символа, который содержит строка, с посимвольным отступом.

Монохромные шрифты против шрифтов с оттенками серого

Цифровые растровые шрифты (и финальный рендеринг векторных шрифтов ) может использовать монохромный или же оттенки серого. Последний сглаженный. При отображении текста обычно операционная система правильно представляет «оттенки серого» как промежуточные цвета между цветом шрифта и цветом фона. Однако, если текст представлен как изображение с прозрачный фон, "оттенки серого" требуют формата изображения, позволяющего частичная прозрачность.

Масштабирование

Растровые шрифты лучше всего выглядят в своем родном пиксель размер. Некоторые системы, использующие растровые шрифты, могут алгоритмически создавать некоторые варианты шрифтов. Например, оригинал Apple Macintosh компьютер мог выдавать жирный шрифт, расширяя вертикальные штрихи, и наклонные стрижка изображение. При нестандартных размерах многие системы отрисовки текста выполняют передискретизация ближайшего соседа с грубыми зубчатыми краями. Более совершенные системы работают сглаживание на растровых шрифтах, размер которых не соответствует размеру, запрашиваемому приложением. Этот метод хорошо работает для уменьшения шрифта, но не так хорошо для увеличения размера, так как он имеет тенденцию размывать края. Некоторые графические системы, использующие растровые шрифты, особенно эмуляторы, применить с учетом кривой нелинейная передискретизация такие алгоритмы как 2xSaI или же hq3x на шрифтах и ​​других растровых изображениях, что позволяет избежать размытия шрифта и внести небольшое нежелательное искажение при умеренном увеличении размера.

Разница между растровыми шрифтами и контурными шрифтами аналогична разнице между форматами файлов растровых и векторных изображений. Растровые шрифты похожи на форматы изображений, такие как Растровое изображение Windows (.bmp), Переносимая сетевая графика (.png) и Теговый формат изображения (.tif или .tiff), в которых данные изображения хранятся в виде сетки пикселей, в некоторых случаях со сжатием. Форматы изображения контура или обводки, такие как Метафайл Windows формат (.wmf) и Масштабируемая векторная графика формат (.svg), храните инструкции в виде линий и кривых о том, как рисовать изображение, а не сохранять само изображение.

Программа «трассировки» может следовать контуру растрового шрифта с высоким разрешением и создавать начальный контур, который дизайнер шрифтов использует для создания контурный шрифт полезно в таких системах, как PostScript или же TrueType. Контурные шрифты легко масштабируются без неровных краев и размытости.

Форматы растровых шрифтов

Цветной растровый шрифт для Amiga OS

Контурные шрифты

Контурные шрифты или же векторные шрифты коллекции векторные изображения, состоящий из линий и кривых, определяющих границу глифы. Ранние векторные шрифты использовались векторные мониторы и векторные плоттеры используя собственные внутренние шрифты, обычно с тонкими одиночными штрихами вместо толстых обведенных глифов. С появлением настольных издательских систем возникла потребность в универсальном стандарте для интеграции графический интерфейс пользователя из первых Macintosh и лазерные принтеры. Термин для описания технологии интеграции был WYSIWYG (Что вы видите, то и получаете). Универсальным стандартом был (и остается) Adobe PostScript. Примеры контурных шрифтов: PostScript Шрифты Type 1 и Type 3, TrueType, OpenType и Компьютерный.

Основное преимущество контурных шрифтов заключается в том, что, в отличие от растровые шрифты, они представляют собой набор линий и кривых вместо пикселей; их можно масштабировать, не вызывая пикселизация. Следовательно, символы контурного шрифта можно масштабировать до любого размера и иным образом преобразовывать с более привлекательными результатами, чем растровые шрифты, но они требуют значительно большей обработки и могут привести к нежелательной визуализации в зависимости от шрифта, программного обеспечения для визуализации и размера вывода. Даже в этом случае контурные шрифты можно заранее преобразовать в растровые шрифты, если это необходимо. Обратное преобразование значительно сложнее, поскольку растровые шрифты требуют эвристический алгоритм угадывать и аппроксимировать соответствующие кривые, если пиксели не образуют прямую линию.

У контурных шрифтов есть большая проблема, заключающаяся в том, что Кривые Безье используемые ими не могут быть точно отображены на растровом дисплее (например, на большинстве компьютерных мониторов и принтеров), а их визуализация может изменять форму в зависимости от желаемого размера и положения.[4] Такие меры, как хинтинг шрифта должны использоваться, чтобы уменьшить визуальное воздействие этой проблемы, что требует сложного программного обеспечения, которое трудно реализовать правильно. Многие современные настольные компьютерные системы включают программное обеспечение для этого, но они используют значительно большую вычислительную мощность, чем растровые шрифты, и могут быть незначительные дефекты визуализации, особенно при малых размерах шрифтов. Несмотря на это, они часто используются, поскольку люди часто считают время обработки и дефекты приемлемыми по сравнению с возможностью свободного масштабирования шрифтов.

Форматы шрифтов контура

Шрифты Type 1 и Type 3

Шрифты Type 1 и Type 3 были разработаны Adobe для профессионального цифрового набора. С помощью PostScript, глифы представляют собой контурные шрифты, описанные кубическими Кривые Безье. Шрифты Type 1 были ограничены подмножеством языка PostScript и использовали систему подсказок Adobe, которая раньше была очень дорогой. Тип 3 допускал неограниченное использование языка PostScript, но не содержал никаких подсказок, которые могли привести к видимым артефактам рендеринга на устройствах с низким разрешением (например, экранах компьютеров и матричных принтерах).

Шрифты TrueType

TrueType это система шрифтов, первоначально разработанная Apple Inc.. Он был предназначен для замены шрифтов Type 1, которые многие считали слишком дорогими. В отличие от шрифтов Type 1, глифы TrueType описываются квадратичными кривыми Безье. В настоящее время он очень популярен, и существуют его реализации для всех основных операционных систем.

Шрифты OpenType

OpenType это система смарт-шрифтов, разработанная Adobe и Microsoft. Шрифты OpenType содержат контуры в формате TrueType или CFF формат вместе с широким спектром метаданных.

Шрифты на основе штрихов

С помощью шрифтов на основе обводки одни и те же пути обводки могут быть заполнены разными профилями обводки, что приводит к различным визуальным формам без необходимости указывать позиции вершин каждого контура, как в случае с контурными шрифтами.

Контур глифа определяется вершинами отдельных контуров обводки и соответствующими профилями обводки. Пути обводки - это своего рода топологический каркас глифа. Преимущества штриховых шрифтов по сравнению с контурными шрифтами включают уменьшение количества вершин, необходимых для определения глифа, возможность использования одних и тех же вершин для создания шрифта с другим весом, шириной глифа или засечек с использованием разных правил обводки и связанных экономия размера. Для разработчика шрифтов редактирование глифа по штриху проще и менее подвержено ошибкам, чем редактирование контуров. Система на основе штрихов также позволяет масштабировать глифы по высоте или ширине без изменения толщины штриха базовых глифов. Шрифты на основе штрихов широко продаются на рынках Восточной Азии для использования во встраиваемых устройствах, но технология не ограничивается идеограммы.

Включены коммерческие разработчики Agfa Monotype (iType), Type Solutions, Inc. (принадлежит Bitstream Inc. ) (Font Fusion (FFS), btX2), Fontworks (Gaiji Master), которые независимо разработали типы шрифтов на основе штрихов и механизмы шрифтов.

Хотя Monotype и Bitstream заявили о значительной экономии места с использованием штриховых шрифтов в наборах символов Восточной Азии, большая часть экономии пространства достигается за счет создания составных глифов, которые являются частью спецификации TrueType и не требуют подхода на основе штрихов.

Форматы шрифтов на основе штрихов

МЕТАФОНТ использует другой вид описания глифа. Как и TrueType, это система описания векторных шрифтов. Он рисует глифы, используя штрихи, полученные при перемещении многоугольного или эллиптического пера, аппроксимированного многоугольником, по пути, составленному из кубических составные кривые Безье и отрезки прямых линий, или путем заполнения таких путей. Хотя при обводке контура огибающая обводки на самом деле никогда не создается, этот метод не вызывает потери точности или разрешения. Метод, который использует Metafont, более сложен математически, потому что параллельные кривые Безье могут быть алгебраическими кривыми 10-го порядка.[5]

В 2004 г. DynaComware разработал DigiType, штриховой формат шрифта. В 2006 году создатели Система типа шафрана объявила о представлении штриховых шрифтов под названием Стилизованные штриховые шрифты (SSF) с целью обеспечения выразительности традиционных контурных шрифтов и небольшого объема памяти, занимаемого шрифтами на основе штрихов постоянной ширины (USF).[6]

AutoCAD использует SHX / SHP шрифты.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Грубер, Джон. «Сглаживание». Дерзкий огненный шар. В архиве из оригинала от 01.09.2015. Получено 5 сентября 2015.
  2. ^ «BMF - формат шрифта ByteMap». BMF. Получено 9 июн 2019.
  3. ^ Эйнар Саукас и Эндрю Оуэн (12 июня 2013 г.). «FZX: новый стандартный формат и драйвер для пропорциональных шрифтов». п. 1.
  4. ^ Стамм, Бит (1998-03-25). «Растровая трагедия в низком разрешении». Архивировано из оригинал на 2016-02-19. Получено 2015-08-10.
  5. ^ Марк Килгард (10 апреля 2012 г.). «Векторная графика и рендеринг контуров». п. 28. В архиве из оригинала 13.08.2014. Получено 2014-08-19.
  6. ^ Якубяк, Елена Дж .; Перри, Рональд Н .; Фрискен, Сара Ф. Улучшенное представление шрифтов на основе штрихов. СИГГРАФ 2006.

внешняя ссылка