新2手机网址(www.x2w333.com):电脑上的首批中文字体,是若何被造出来的?

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新的电子装备开机时,屏幕映出的首个交互页面,往往是系统语言选择。

你可以上下滑动,选择中文、英文、日文等多达上百种的文字。但若是将时间拨回 40 多年前,这一选项可能只有寥寥几种,而且没有中文。

我国文字的历史源远流长,但其数字化的历程却并不久远。我们现在之以是能在电子装备上阅读中文,离不开最初破费伟大气力,将中文「搬」至电脑上的那一群人。

最近,斯坦福大学获得了 2500 余件现代中国信息手艺珍藏品,包罗几十台珍稀的中文打字机、文字处置器和电脑等物品,堪称天下上最大的中国现代 IT 历史合集。

▲首批中文数字字体模子. 图片来自:斯坦福大学

该校一位研究中国历史的教授托马斯・穆拉尼(Thomas Mullaney),在这些珍贵的藏品里发现了许多有趣的故事。其中就包罗全球首批中文数字字体,是若何被制作出来的。

托马斯将这段艰辛但充满艺术的历程,在《麻省理工科技谈论》上讲述了出来。我们也得以时机瞥见这个具有时代意义的历史片断。

▲托马斯・穆拉尼

一台机械带来的契机

故事要从一个订单最先提及。

20 世纪 80 年月初,美国图形艺术研究基金会 (Graphics Arts Research Foundation) 找到了路易斯・罗森布鲁姆(Louis Rosenblum),想请他的团队,为其正在开发的机械 Sinotype III 确立出中文字体。

那时路易斯已年近 6 旬,结业于麻省理工学院的他,是一名资深的印刷、排版专家。路易斯在 1965 年确立了 Photography Systems 公司,专门解决数字工程、摄影、应用数学等相关问题。

▲路易斯・罗森布鲁姆

虽然路易斯及其团队此前和图形艺术研究基金会有过多次互助,但这次为 Sinotype III 确立中文字体的项目,却是最棘手的。

由于那时中国还没最先生产小我私人电脑,其他国家或区域生产的电脑无法处置中文。以是在给 Sinotype III 这台实验性机械开发中文字体前,路易斯的团队需要先对苹果二代电脑(Apple II)编程,使其能够以中文运行。

万事开头难。由于苹果二代的 DOS 3.3 操作系统,无法输入和输出汉字文本,以是必须得重新编程,包罗编写一其中文文字处置器。为此,其团队破费了几个月的功夫。

他们想出的解决方案,是先通过 BASIC 编程语言,编写一个「Gridmater」程序,然后将该程序放入苹果二代电脑的软盘上运行。云云一来,便能确立并保留汉字的数字位图了。

接着,将设计好的汉字位图及其响应的代码,植入到系统数据库,便可让 Sinotype III 机械处置并显示中文了。

▲Sinotype III 显示器的照片,显示了 Gridmaster 程序和汉字「电」. 图片来自:斯坦福大学

这里插入一个靠山知识。早期的数字字体,均接纳位图图像(也称点阵图像)来显示。

这是一种常见的储存图像的方式,我们今天相机拍摄的照片、截图,储存方式均属于位图。一张 JPEG、BMP、GIF 等花样的图片,是由许多像素点组成,这些点经由排列和染色,便组成了图样。

好比我们可以在电脑上将一张图片放大,放大至一定水平,便可看到正方形的像素点了。早期的字体即是在一定巨细的网格内,通过排列和染色形成的。

▲ 将左图的眼睛部位放大,便可看到像素点了

中文数字字体,可比英文难做多了

中文数字字体之以是难做,主要缘故原由就是汉字的数目着实太多了,其次是由于汉字的字形十分庞大多样。

在盘算机问世之初,工程师和设计师约定接纳巨细为 5X7 的位图网格,来确立低分辨率的英文数字字体。云云一来,每个字符的巨细约 5 个字节,盘算机的内存不会有太多肩负。

在美国信息交流尺度代码(ASCII)中储存的所有 128 个低分辨率字符,包罗英文字母表中的每个字母、数字 0 到 9,以及常见的标点符号,共计需要 640 字节的内存。而那时苹果二代的内存为 64KB,可以轻松承载英文字体库。

▲ASCII 字符表

而中文由于字形庞大,在 5X7 巨细的网格中会糊作一团,难以识别。因此至少需要一个 16X16 或者更大的网格。

这样换算下来,每其中文字符的巨细至少有 32 字节。若是将 70000 个低分辨率的汉字打包,内存至少需要 2MB。再退一步,即便字库内只放进 8000 个常用的汉字,也需要约 256KB 的内存。

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这无疑是一个浩劫题。由于在上世纪 80 年月初,大多数 PC 的总内存容量不跨越 64KB,基本装不下重大的中文位图字库。

▲Sinotype III 显示器的照片,显示了中文字体. 图片来自:斯坦福大学

内存求助并不是最令人头疼的,由于这可以随着 PC 软硬件的提高得以解决。若何在 16X16 的低分辨率网格中,缔造出既容易识别又雅观的中文字体,是更棘手的难题。

为此,路易斯团队的设计师们花了数年时间,实验缔造出知足低内存要求,且清晰易认,甚至有书法美感的中文位图。其中,凌焕铭(Huan-Ming Ling)和艾伦迪乔瓦尼(Ellen Di Giovanni)的孝顺最为突出。

他们先是借助纸、笔、修正液来手绘出汉字的位图,然后借助上文提到的 Gridmater 程序将其数字化,植入到 Sinotype III 的系统中。

▲Sinotype III 显示的中文字体. 图片来自:Courtesy of Bruce Rosenblum

制作背后的匠人精神

托马斯教授在档案资料里,发现了路易斯团队设计汉字位图的全历程。在一个装满格子图的册子中,纪录了设计师们是若何通过手绘散点符号来缔造汉字位图的。

我们都知道,汉字的笔画并非「横平竖直」的,入口笔画、出口笔画、笔画渐变都有着厚实的细节。这也是设计师们面临的焦点问题,即若何在 16X16 的方格中,尽可能将这种书法美展现出来。

在这本格子册中,可以发现每个汉字都经由设计师全心绘制。绿色的「X」是最初的符号,交由汉字编辑审核后,若是那里不够规范,路易斯及其团队便会用修正液盖住原本的符号,再用红色的「X」符号上去。

▲「背」字的位图草稿. 图片来自:斯坦福大学

履历频频修改,经由最终确认的位图,才会输入至系统中。

若是要知足消费者的需求,字库里至少要包罗 3000 个常用的汉字。这个工程量对于团队来说是很大的。人们可能会预测,他们是否会寻找一些讨巧的方式。

例如,对于相同偏旁部首的汉字,可以直接将偏旁部首复制已往。就像下图中「评」、「读」都是言字旁,按理说设计师只需要设计右侧纷歧样的部门就可以。

▲中文位图草稿. 图片来自:斯坦福大学

然则托马斯教授发现档案里类似的事情机制很少。路易斯坚持要求设计师逐字调整、设计,以确保每个字的偏旁部首看起来是协调的。即便有些改动十分细微,令人难以察觉。

托马斯教授根据档案资料重新复现了 Sinotype III 的中文字体。可以发现同样为「女」字旁的「娟」和「娩」,两个字的「女」字旁的设计样式并纷歧样。

▲可以看出「女」字旁的差异吗? 图片来自:斯坦福大学

「女」字旁在「娟」字中的宽度为 6 个像素(网格),而在「娩」字中只有 5 个像素。另外「娩」字的「女」字旁撇点和撇的笔画,要比「娟」多一个像素,视觉上加倍修长。

这样一丝不苟的设计并非个例。托马斯教授在字体库里发现了大量类似的事情,当他将位图的草稿与最终制品放在一起对比时,还能看到许多细微、有趣的转变。

好比在「罗」字中,左下角的笔画最初是以 45°向下舒展的。但最终版本,笔画的终点被「拉平」,更相符书法的艺术感。

▲「罗」字的两个版本,左为最终版. 图片来自:斯坦福大学

可以看出,添加或缩减一个像素,便会对整体的平衡感、美感造成影响。这也体现出设计师们在创作首批字体的艰辛,以及背后的匠人精神。

现实上,16X16 的网格,对于创作中文字体并不是很友好。最主要的问题是对称性。

我们知道,大量的汉字是具有对称性的,而凭证数学的规则,只有奇数巨细的空间区域,才气确立出完全对称的形体。

因此,路易斯及其团队决议只行使 16X16 网格中的 15X15 区域,来实现汉字的对称。这进一步缩小了设计师的空间,对设计事情提出了更高的要求。

▲ 山、中、田的对称与非对称. 图片来自:斯坦福大学

得益于团队孜孜不倦的起劲和一丝不苟的态度,Sinotype III 的中文字体库项目顺遂完成。只管它并未商业宣布,但它简直是天下上最早能处置、显示、输入输出中文的 PC 之一。

固然,路易斯及其团队制作字体的方式,在当今的手艺语境下看起来似乎太过死板和稚子。现在普遍使用的 TrueType 字体手艺,能够以矢量方式存储字体,占用空间小、渲染快、显示效果清晰锐利。

▲现在多数字体均是 TrueType 花样. 图片来自:themex

但正是他们使用「笨方式」,逐字画稿、频频修改,才让汉字得以进入数字天下。而「现代毕�」王选院士主持研制的高分辨率字形信息压缩手艺,更是彻底地解决了汉字编码储存的逆境。

  • 评论列表:
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     发布于 2022-01-03 00:21:35  回复
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     发布于 2022-01-11 00:05:41  回复
  • 原本2022年自由市场可能会泛起凯文-杜兰特、斯蒂芬-库里、吉米-巴特勒、科怀-莱昂纳德等球星的身影,但他们都已经提前续约,这样2022年自由市场只剩扎克-拉文,布拉德利-比尔也有可能进入自由市场。很厉害的哦

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