Методы описания символов в цифровых шрифтах

5.1.

Сведения о стандарте PostScript

5.

По методу описания цифровые шрифты подразделяются на растровые, штриховые, контурные и алгоритмические [].

Отличительные особенности	Область применения	Преимущества метода	Недостатки метода
Растровые шрифты
Символы шрифта — оцифрованное изображение-узор из отдельных точек или так называемых пикселов (черных и белых). Процесс печати символов сводится к переносу этого изображения на выводное устройство.	Во всех матричных, большинстве лазерных и струйных принтеров. Для отображения текстов на мониторе. Для фотовыводных устройств.	Максимально возможное качество и скорость работы. Простота, естественность.	Невозможность плавного изменения величины кеглей и использования нелинейных преобразований. Жесткая привязка к конретному типу принтера и монитора. "Ступенчатость" формы контура буквы при масштабировании.
Штриховые шрифты
Изображение символа в виде векторов, которые плотно заполняют пространство, занимаемое символом.	Для вывода на графопостроители, векторные дисплеи.	Возможность выполнения наклонов, поворотов при трансформировании шрифта.	Заметное ухудшение качества воспроизведения шрифта при выполнении масштабирования.
Контурные шрифты
Используется описание контуров символов в виде прямых и кривых линий. Воспроизведение шрифтов выполняется специальной программой-растеризатором.	Относятся к наиболее распространенным так называемым масштабируемым шрифтам в форматах True-Type и PostScript. В формате PostScript структура изображения описывается вне зависимости от устройств вывода.	Возможность выполнения любых преобразований. Это выполняется программой благодаря математическим вычислениям контура символа для каждого конкретного гарнитурокегля.	Трудоемкость манипулирования направляющими точками при преобразованиях формы символа.
Алгоритмические шрифты
Используются специальные языки описания символов. Они содержат команды управления, описания переменных и массивов, ассортимент расчетных функций и функций обмена с внешней средой.	Реализация описания шрифтов по технологии Метафонт (Meta­font), примененного Дональдом Кнутом в его издательской системе ТеХ.	Наибольший ассортимент возможностей при формировании символов. Гибкость при определении графемы, а затем и других параметров (в том числе и дизайна).	Трудоемкость построения шрифтов.

В реально существующих шрифтах, используемых в издательских системах, наиболее распространены два метода описания шрифтов: растровый и контурный. Некоторое представление о них дают два следующих рисунка (соответственно левый и правый).

Символы растрового шрифта представляются набором точек pacтpa подобно тому, как образуется изображение мозаики. До появления первого принтера с языком PostScript - Apple LaserWriter пользователи персонального компьютера работали только с растровыми (bitmap) шрифтами, которые имели ряд существенных недостатков:

• поскольку разрешения принтера и экрана сильно отличаются, для них необходимо было иметь разные шрифты;
• для каждого кегля требовался отдельный растровый шрифт и чем больше был кегль, тем больше места на диске занимал шрифтовой файл;
• растровые шрифты не допускали поворотов и, следовательно, для документов в альбомном (landscape) формате требовался отдельный выбор шрифтов.

Битовая карта (bitmap) - может быть представлена в виде таблички из нулей и единиц, если, например, условно обозначить точку, окрашенную в цвет символа, единицей, а в цвет фона - нулем. Bitmap-шрифт является наиболее удобным для отображения на экране с точки зрения скорости прорисовки и затрат ресурсов компьютера на обработку. Но размеры символов на экране могут изменяться, поэтому для одной гарнитуры необходимы bitmap-шрифты нескольких размеров. С тем, чтобы сэкономить объем памяти для хранения различных по размеру шрифтов, используют следующий подход:

• для наиболее ходовых кеглей (размеров) создаются отдельные bitmap-шрифты;
• для промежуточных размеров битовая карта каждого символа строится непосредственно перед отображением на основании bitmap из ближайшего по размеру шрифта той же гарнитуры.

Векторные шрифты - одно из возможных решений проблемы масштабирования шрифта. Для них характерным является естественный способ непосредственного воспроизведения на носителе прямых или кривых линий, например, для устройств типа перьевых или струйных графопостроителей (плоттеров). В векторных шрифтах каждый символ представляется в виде совокупности геометрических примитивов, т.е. отрезков прямых и дуг окружности, заданных своими координатами относительно «точки привязки» (origin point) символа.

Масштабирование векторного шрифта возможно в результате простого умножения всех координат на соответствующий множитель. Однако для прорисовки шрифтов с качеством, нужным для публикаций в полиграфии, в векторных шрифтах требовалось бы очень большое количество элементов, образующих контуры букв с переменной толщиной, так как их пришлось бы собирать из множества тонких линий. Векторные шрифты широко используются в программах, связанных с подготовкой чертежей.

Контурные (outline) шрифты обеспечили оригинальное решение множества проблем:

• вместо запоминания битовых карт, существующих для нескольких базовых кеглей шрифта, запоминаются только контуры символа;
• для запоминания кривых, очерчивающих границы символов, используют разбиение кривой (или ломаной) линии на участки и аппроксимацию получившихся фрагментов кривых полиномами второй или третьей степени;
• для отображения на том или ином устройстве символа какого-то конкретного размера битовая карта для данного символа и данного кегля строится путем заполнения контуров буквы точками (иначе говоря, выполняется растрирование нужного символа с разрешением, соответствующим устройству вывода).

Отделение информации о форме символов в контурных шрифтах от процесса их воспроизведения на растровом выводном устройстве является отличительной особенностью, обеспечившей революцию в издательском деле при переходе на компьютерную технику. При этом отмечают следующие особенности:

• в шрифте описывается форма каждого символа в виде набора прямых и кривых в абстрактных координатах, не связанных с конкретным разрешением выводного устройства;
• управление процессом заполнения контура растровыми точками осуществляется ассортиментом инструкций (hints).
• выводное устройство может масштабировать контуры символа до необходимого размера и заполнять внутренниe области точками того растра, на который оно способно;
• используя математическое описание кривых, программа-интерпретатор обеспечивает поворот контура и выполнение других манипуляции с ним.

Ассортимент инструкций (hints) необходим потому, что при наложении контура на растровое поле может происходить искажение изображения, так как некоторые точки пересекаются линиями контура, оказываясь частично снаружи и частично внутри. При простом округлении два вертикальных штриха, например, симметричной буквы «Н», могут оказаться разной толщины. Инструкции дают дополнительную информацию программе-растеризатору для разумного округления при заполнении контура (особенно это важно при работе с устройствами низкого разрешения, например, с экранами и принтерами, где разрешение не достигает 300 dpi).

Дата добавления: 2014-01-15