|
Шрифты
> кое-что о
шрифтах
О компьютерных шрифтах можно писать много и долго. Это почти
детективная история: есть завязка, сюжет, интрига, положительные и
отрицательные герои и так далее. Но наша задача
скромнее — попытаться разобраться в основных типах шрифтов, используемых
на компьютерах, для чего они были разработаны, каковы их особенности,
достоинства и недостатки.
Базовые
понятия
> шрифт (font), гарнитура (type family), кегль
(size)
> пункт, пойнт (point)
> начертание (typeface,
style):
прямое (regular), полужирное (hold), курсив (italic)
>
разрешение, единица измерения разрешения — dpi
Сам термин «шрифт* своим
появлением обязан книгам, с них и начнем.
Читая книги, вы конечно
замечали, что символы текста в разных изданиях выглядят по-разному: в
одних достаточно сухо и строго, в других просто и аккуратно, в третьих
«игриво». При этом все или, по крайней мере, большинство букв в одной
книге выполнены в едином стиле, имеют одни и те же характерные элементы
«рисунка». Иногда используются одинаковые по стилю, но различные по
размеру буквы. В ряде случаев встречаются слова или фразы, напечатанные
более «жирно», чем остальной текст, или слегка с наклоном.
Теперь
попробуем дать некоторые определения.
Шрифт (font) — это средство
передачи текста. Включает в себя буквы, цифры, знаки препинания и другие
полезные символы.
Гарнитура шрифта, или семейство шрифтов (type
family),— это группа шрифтов, имеющих один и тот же характерный стиль
рисунка символов. Шрифты, входящие в состав семейства, отличаются друг от
друга насыщенностью, пропорциями или наклоном символов (см.. Начертание).
Для того чтобы отличать одну гарнитypy от другой, используют имена
(названия). Как правило, каждый новый шрифт является авторской работой
того или иного художника-графика, специалиста по шрифтам. Поэтому многие
гарнитуры названы в их честь. Например, гарнитура Лазурского, гарнитура
Кузаняна.
Начертание (typeface, style) — это графическая разновидность
шрифта в пределах данной гарнитуры. Например, обычное начертание
называется прямым, или нормальным (regular, normal). Тот же шрифт, но
только потолще, называется полужирным (bold), а слегка наклоненный —
курсивом (italic). Существуют и другие, не столь широко используемые
начертания.
В то время, когда появился первый Macintosh, ресурсные
возможности персональных компьютеров были существенно ограниченны, Поэтому
на компьютерах хранились только прямые начертания шрифтов, а все другие
разновидности (bold, italic) создавались динамически, путем простых
преобразований основного шрифта (утолщение, наклон). В этом случае
правильнее было говорить о стилистических разновидностях основного шрифта
(style), а не о полноценных начертаниях. По .мере совершенствования
компьютеров, увеличения объемов дисковой и оперативной памяти стало
возможным создавать и хранить отдельные шрифты для каждого начертания
(typeface), что существенно улучшило качество отображения и печати
текста.
Размер шрифта, или кегль (size),— это высота символов в строке
с учетом просветов между строками. Измеряется в специальных единицах. В
России такой единицей является пункт, равный 0,3759 мм. На Западе
используется похожая, но несколько иная единица — пойнт (point), равная
0,3514 мм (~ 1/72 дюйма). В настоящее время, в связи с повсеместным
применением компьютеров для подготовки печатных изданий, произошло
смешение этих понятий. Чаще всего используется термин «пункт», хотя почти
всегда подразумевается пойнт. И еще одно понятие, которое непосредственно
не связано со шрифтами, но играет важную роль в понимании особенностей
реализации шрифтов на компьютерах. Речь идет о разрешении устройств вывода
информации.
Качество работы устройств вывода информации определяется
несколькими параметрами. Один из них — способность воспроизводить мелкие
детали. Этот параметр называется разрешением устройства и измеряется
количеством точек, которое может воспроизвести данное устройство на
единице длины, чаще всего точек на дюйм (dots per inch, dpi). Чем выше
разрешение устройства вывода, тем больше деталей оно воспроизводит, тем
выше качество его работы. А теперь перейдем непосредственно к теме нашего
изложения.
Bitmap
> битовая карта
(bitmap)
> растр (raster)
> глубина цвета (color depth, bit
depth)
В первых персональных компьютерах применялись алфавитно-цифровые
дисплеи для отображения информации на экране и матричные принтеры для
печати на бумаге. При всем своем различии в них было одно общее начало:
для отображения или печати конкретного символа использовалось небольшое
количество достаточно крупных точек, занимающих область фиксированного
размера — знакоместо. На экране точки «рисовались» электронным лучом, а
при печати на принтере — с помощью иголок, ударяющих по красящей ленте,
которая расположена в непосредственной близости от бумаги. Знакоместо —
это, по сути, фрагмент невидимой сетки, матрица ячеек, состоящая,
например, из девяти строк по шесть ячеек в каждой строке. Для каждого
символа шрифта надо было указать, какие ячейки матрицы знакоместа надо
«закрасить», а какие нет, то есть для каждой ячейки знакоместа отводился
один бит в памяти компьютера. Если ячейка была «закрашена», то
соответствующий бит устанавливался в единицу, если пуста — сбрасывался в
нуль. Для отображения информации на экране использовался единственный
шрифт единственного размера.
В
дальнейшем стали создавать небольшой набор различных шрифтов при
сохранении общей схемы - каждой точке изображения па экране соответствовал
один или несколько бит и памяти компьютера. Если для каждой точки
выделялся только один бит, изображение могло быть только черно-белым
(включено/выключено); если выделялось несколько бит, то изображение могло
содержать оттенки серого или быть цветным.
Количество бит памяти,
выделяемое для хранения информации о каждой точке изображения (bits per
pixel, bpp), называется глубиной цвета (color depth, bit
depth).
Шрифты, в которых описывается каждая точка, входящая в состав
изображения символа, получили наименование битовой карты (bitmap) в
соответствии со способом кодирования, хранения и формирования символов
таких шрифтов. Иногда их еще называют растровыми.
Растр (raster) — это
способ формирования изображения, при котором исполнительный элемент —
электронный луч в мониторе или печатающая головка матричного принтера —
сканирует все рабочее поле строка за строкой и в нужных местах «поджигает»
или закрашивает отдельные точки, формирующие изображение,
При низком
разрешении и ограниченном пространстве экрана с приемлемым качеством
отображались только алфавитно-цифровые знаки, но «нарисовать» сколь-нибудь
плавную кривую было уже сложно. О качественной печати, близкой к
полиграфической, вообще не было и речи. Даже создать множество шрифтов
различных гарнитур было весьма и весьма непросто.
Темный экран, белые
или зеленые буквы, состоящие из отдельных точек,., Это было значительно
лучше, чем перфокарты или перфоленты, но человеку всегда хочется
большего...
WYSIWYG
>
WYSIWYG
> Sony Trinitron
Команда разработчиков Macintosh^
поставила перед собой совершенно немыслимую для начала 1980-х задачу —
создать на компьютере иллюзию обычного рабочего места в офисе: стол,
бумага, карандаш... Кроме того, в задумках была еще более грандиозная цель
— компьютерная настольная издательская система. Одним из первых
практических шагов на пути к реализации этих планов
был принятый на вооружение принцип WYSIWYG (What You See Is What You Get),
что в переводе означает: «Что видишь, то и получишь». То есть на экране
монитора надо было создать достаточно точный образ будущего печатного
издания. Для этого нужен был монитор высокого качества. Он должен был
обеспечить разрешение 72 точки на дюйм, чтобы размеры объектов или их
частей на экране соответствовали размерам на бумаге (вспомним о пойнте).
Ни один из существовавших в то время мониторов не имел требуемого
разрешения. Тогда фирма Apple обратилась к фирме Sony — лидеру в
разработке и производстве высококачественных мониторов — с просьбой
разработать монитор с указанными характеристиками. Идея понравилась, и
фирма Sony выполнила заказ, Так возникла совершенно новая технология
производства электронно-лучевых трубок для высококачественных мониторов и
телевизоров — Sony Trinitron. Компьютеры Macintosh первыми стали
использовать эту прогрессивную технологию.
Итак, экран стал белым, а
буквы темными, как на бумаге. Мониторы с высоким разрешением позволили
работать со шрифтами лучшего качества, появилась графика. По это было еще
полдела...
PostScript
> фирма
Adobe
> кривые Безье (Bezier)
> язык и шрифты
PostScript
> hints, шрифты Туре 1 и Type 3
> графическая
подсистема QuickDraw
> лазерный принтер
Фирма Adobe сделала
следующий важный шаг на пути создания настольной издательской системы.
Идея была проста и изящна...
Каждый символ шрифта можно представить как
совокупность фрагментов некоторых кривых. С математической точки зрения
для описания фрагмента кривой достаточно указать небольшое количество
параметров. Например, кривая второго порядка — квадратичная парабола у =
ах2+ bх + с — описывается всего тремя числами: а, Ь, с. Чтобы однозначно
задать некоторый фрагмент этой параболы, надо указать еще два числа:
значения л: для начала и конца фрагмента. Таким образом, всего пятью
числами мы можем описать любой фрагмент параболы.
Конечно, при создании реальных шрифтов ситуация несколько сложнее
(повороты фрагментов кривых, обеспечение гладких стыков, «заливка*
контуров и так далее), но общая идея при этом сохраняется.
Фирма Adobe
для построения своих новых шрифтов выбрала кривые Безье (Bezier) третьего
порядка, которые обеспечивали хорошую плавность и| гибкость линий. Вместе
с новым типом шрифтов был разработан и специальный язык программирования
для описания и управления выводом текстовой и графической информации —
PostScript, Новые шрифты получили название PostScript-шрифтов. Из-за
математической природы этих, шрифтов их стали называть еще векторными,
масштабируемыми, контурными, так как в них давалось описание контуров
линий и правила их заполнения, а не описание каждой конкретной
точки.
Главными достоинствами PostScript-шрифтов были печать символов
практически любого размера без необходимости создавать дополнительные
шрифты и использование одного и того же набора шрифтов для вывода на
устройства с разным разрешением. Конечно, печать па устройстве с высоким
разрешением требовала больше времени на вычисления, по существо самого
процесса было одинаково что на «слабом» устройстве, что па
«супермощном».
Для печати PostScript-шрифтов требовалось печатающее
устройство нового типа — небольшой специализированный компьютер со своим
процессором и памятью (а иногда даже и магнитным диском). Этот компьютер
должен был содержать специальную программу - интерпретатор языка
PostScript, которая бы понимала команды, поступающие от компьютера, и но
математическому описанию вычисляла бы все необходимые промежуточные точки
для построения плавных кривых на бумаге.
Такое устройство разработала и
создала фирма Apple в 1985 году. Это был первый лазерный принтер —
LaserWriter. Он позволял печатать с разрешением 300 точек на дюйм (300
dpi). Хотя по современным меркам это не так уж много, на самом деле это
был настоящий прорыв, переход в новое качество.
Несмотря на очевидные
достоинства повой технологии, возникли и первые сложности. Так, из-за
низкого разрешения мониторов при отображении PostScript-шрифтов на экране
появлялись «зазубрины», «лесенки» и другие дефекты. И это было попятно:
чем меньше элементов изображения, тем труднее передавать детали, что-то
неизбежно теряется. Поэтому для отображения символов на экране создавались
bitmap-аналоги соответствующих PostScript-шрифтов для наиболее часто
используемых размеров: 9, 10, 12, 18, 24 пойнта
(иногда и некоторых других). Качество отображения этих bitmap-шрифтов па
экране, конечно, уступало качеству печати PostScript-шрифтов на бумаге, но
благодаря возросшему разрешению мониторов уже было вполне
приемлемым.
Таким образом, для каждой гарнитуры на компьютере хранился
один PostScript-шрифт для печати на любом PostScript-устройстве и набор
соответствующих bitmap-шрифтов для отображения на экране. Если требовался
экранный шрифт нестандартного размера, то система отображения информации —
QuickDraw — строила недостающий шрифт па основе аналогичного шрифта
другого размера. Это требовало дополнительного времени, да и качество
шрифта было невысоким. По такой подход хотя бы частично решал
проблему.
С целью решения проблемы отображения PostScript-шрифтов па
экране фирма Adobe разработала технологию, которая получила название
Display PostScript. Технологией предусматривалась полная переделка всей
графической подсистемы Mac OS. Фирма Apple не захотела попадать в такую
сильную зависимость от чужих технологий и не поддержала Display
PostScript. Тогда было предложено другое решение. Оно состояло в
применении процедуры специального «сглаживания» линий шрифта
(antialiasing). Программа Adobe Type Manager (ATM), реализующая такой
механизм, использовала существующую графическую подсистему QuickDraw.
Благодаря ATM удалось также значительно улучшить качество печати
PostScript-шрифтов па принтерах, не имеющих встроенного интерпретатора
PostScript, типа чернильных или матричных.
Другой проблемой, с которой
пришлось столкнуться, было низкое качество печати символов маленького
размера (кегля) на принтерах с невысоким разрешением (300 dpi и ниже).
Фирма Adobe нашла способ улучшить качество такой печати с помощью так
называемых подсказок (hints), встраиваемых в сами шрифты. Подсказка, или
разметка,- это дополнительная информация о наиболее важных элементах
каждого символа шрифта, позволяющая программе построения кривых
максимально уменьшить их искажения и тем самым улучшить общее восприятие
каждого символа и всего текста в целом, Способ задания разметки был
достаточно сложным.
Чтобы обезопасить себя от подделок, фирма Adobe
зашифровывала каждый свой шрифт. Понять этот шифр мог только интерпретатор
языка PostScript самой фирмы Adobe. Поэтому другие фирмы не имели
возможности создавать полноценные PostScript-шрифты, в частности
встраивать подсказки для улучшения качества печати, а все производители
лазерных принтеров, использующие PostScript (включая
Apple), должны были платить фирме Adobe лицензионную плату за каждый
встроенный в лазерные принтеры интерпретатор языка PostScript. Шрифты
фирмы Adobe стали называть шрифтами Type 1, а вес остальные — Туре 3.
В
конце концов назрел кризис. Платить Adobe за ее секреты больше никому ис
хотелось,
TrueType
> шрифты
TrueType
> TrueType sealer
> интерпретатор TrueImage
Фирма
Apple договорилась с фирмой Microsoft о совместной разработке новой
технологии шрифтов. Такие шрифты теперь могли еоздавать все желающие, и
притом совершенно бесплатно. Кроме того, больше не требовались раздельные
шрифты для вывода на экран и для печати, шрифт был един. Ожидалось, что и
скорость обработки новых шрифтов будет заметно выше, чем это было до сих
пор. Apple должна была разработать общую концепцию и систему работы со
шрифгами, a Microsoft взяла на себя разработку собственной версии
интерпретатора PostScript — Trueimage с поддержкой шрифтов нового типа.
Собственно, работы в новом направлении Apple развернула еще в конце 1987
года, до заключения «стратегического соглашения» с Microsoft. В августе
1989 года группа инженеров Apple, которую возглавлял Сампо Каасила (Sampo
Kaasila), полностью выполнила спою часть работы в соответствии с
договоренностями. Но интерпретатор Truelmage от Microsoft содержал такое
количество ошибок, работал так плохо, что от пего пришлось отказаться
совсем. Разработка группы Сампо Каасилы, наоборот, получилась на редкость
удачной, и новая система System 7 среди многих других усовершенствований и
дополнений в мае 1991 года провозгласила рождение нового стандарта шрифтов
— TrueType. Microsoft попыталась применить TrueType в своей операционной
системе Windows 3.1 в начале 1992 года. За основу была взята реализация
TrueType Сампо Каасилы, которая успешно работала на Macintosh'ax.
Переписанная и «подправленная» инженерами Microsoft поддержка TrueType под
Windows 3.1 работала плохо: сложные глифы (кривые) рассыпались, некоторые
шрифты невозможно было отобразить на экране или, наоборот, на экране они отображались, а на принтере отказывались
печататься. Чтобы как-то с этим бороться, TrueType-шрифты под PC
снабжались таким количеством корректирующих подсказок, что уже было трудно
понять, где шрифт, а где «небольшие дополнения к нему». Только в 1995
году, с выходом в свет операционной системы Windows 95, удалось добиться
относительно приемлемой работы TrueType на платформе Windows. С этого
момента Microsoft сделала формат шрифтов TrueType основным для семейства
операционных систем Windows.
На платформе Macintosh судьба TrueType
также не была безоблачной, Как шрифтовая основа для домашних и офисных
программ технология TrueType получила хорошую поддержку, но как
полноценная альтернатива PostScript в полиграфии была встречена весьма
прохладно. Причин было несколько. К моменту появления формата TrueType
рынок настольных издательских систем уже вполне сформировался, и
PostScript занимал на нем лидирующее положение. Было выпущено большое
количество принтеров и фотонаборных автоматов, работающих в формате
PostScript, и создано немало PostScript-шрифтов. В целом технология была
неплохо отработана и отлажена. При переходе на TrueType затраты были
очевидны, а выгоды сомнительны. Кроме того, TrueType создавал и чисто
технические трудности.
Во-первых, для повышения эффективности и
скорости вывода в формате TrueType использовались кривые Безье второго
порядка. Это означало, что в большинстве случаев для построения одной и
той же кривой в формате TrueType требовалось больше фрагментов, чем в
формате PostScript,
Во-вторых, при приближении кривыми второго порядка
хуже получались стыки между отдельными фрагментами, что приводило к потере
качества.
В-третьих, вывод TrueType-шрифтов на PostScript-устройстве
сам по себе являлся сложной процедурой. Для работы с TrueType-шрифтами
нужна была своя программа построения кривых но их описаниям — TrueType
sealer. Поэтому в принтеры фирмы Apple была добавлена поддержка
TrueType-шрифтов. Однако если использовался принтер не фирмы Apple, то
драйвер этого принтера должен был решать следующую задачу: если в принтере
использовался процессор фирмы Motorola, то есть такой же, как и в
компьютерах Macintosh,— драйвер загружал в принтер TrueType sealer. Если
же в принтере использовался иной процессор, драйвер вынужден был
преобразовывать TrueType -шрифты в формат PostScript без всяких подсказок
и затем пересылать в принтер задание в формате PostScript. Это создавало
неудобства, увеличивало время вывода, нередко приводило к ошибкам и сбоям,
особенно при выводе сложных документов, каковых в современной полиграфии
немало.
Не следует забывать, что TrueType — это только формат шрифтов,
в то время как PostScript еще и язык программирования, и язык общения
компьютера с устройством вывода. Поэтому до сих пор при работе над
высококачественными изданиями предпочитают иметь дело с «истинными» шрифтами
Туре 1, как наиболее падежными.
ОреnТуре
> шрифты
ОреnТуре
Опасаясь потерять рынок, фирма Adobe была вынуждена открыть
полные спецификации PostScript и дать возможность другим фирмам исправить
свои версии PostScript-шрифтов для соответствия спецификации Туре 1. Это
укрепило позиции формата PostScript в полиграфии, но создало двоевластие:
PostScript как основной форма.']' в полиграфии и TrueType как основной
формат в весьма обширной среде Windows. Логическое продолжение всей этой
истории — создание нового формата шрифтов, который объединил бы оба эти
направления «в одном флаконе». Такой формат был разработан относительно
недавно в результате совместной работы фирм Adobe и Microsoft и был назван
ОрепТуре. Ну что ж, поживем —
увидим...
|
