Ю.Н.Филиппович, А.Ю.Филиппович, ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИАИНДУСТРИИ Слайд-лекции для студентов специальности «Информационные технологии в медиаиндустрии» Модуль 1. Интегрированные издательские технологии Тема. Принципы построения компьютерных шрифтов. Москва, г.

Система измерений типографских шрифтов В основу измерений типографских шрифтов положены система Дидо, распространенная в Европе и принятая в России, и так называемая англоамериканская система или система Пика. И в том, и в другом случае основной единицей измерения является типографский пункт, равный в системе Дидо 0,376 мм, а в системе Пика 0,352 мм.

Формат шрифта В отношении компьютерного шрифта слово формат (format) используется в двух смыслах: Во-первых, формат определяется платформой, для которой шрифтовой файл создан (например: Apple Macintosh или Windows PC). Во-вторых, формат шрифтового файла отражает способ представления и организации собственно типографической информации. Форматом представления цифрового шрифта называется способ (стандарт) представления цифровой информации, образующей шрифт.

Шрифтовая машина Шрифтовая машина - совокупность определенного формата представления шрифтов и средств воспроизведения шрифтов, заданных в этом формате. Схема реализации шрифтовой машины Операционная система Формат представления шрифтов Шрифтовая машина Прикладная программа Результат Цифровой шрифт

Форматы контурных шрифтов PostScript, Adobe Type 1 TrueType ОреnТуре

PostScript-шрифты Шрифты в этом формате PostScript основаны на языке описания страниц PostScript, и для их обработки и отображения требуется интерпретатор этого языка – RIP. В настоящее время PostScript-шрифты стали стандартом в издательской отрасли. Практически все устройства, используемые в издательствах снабжены растровыми процессорами. Естественно, такие процессоры лучше всего работают с PostScript-шрифтами. Формат PostScript-шрифтов обычно содержит только стандартный комплект знаков (256) со стандартными параметрами.

RIP RIP – raster image processor, растровый процессор. У принтеров с высоким разрешением и фотонаборных автоматов он представляет собой отдельный процессор, предназначенный для преобразования PostScript-кодов в управляющие коды устройства. Для устройств с низким разрешением, какими являются экран монитора и настольные офисные принтеры, PostScript- шрифты отображаются PostScript-интерпретатором, встроенным в операционную систему, или с помощью дополнительного приложения, например Adobe Type Manager (ATM).

PostScript-шрифты PostScript-шрифты построены с помощью кривых 3-го порядка, так называемых кривых Безье. Кривая Безье или кубическая парабола R (t)= P0(1-t)3 + P1(1-t)2 + P2 t2(1-t) + P3 t3, где 0_< t _

PostScript-шрифты За счет использования кривых 3-го порядка достигается большая гладкость контуров и компактность шрифтовых файлов PostScript-шрифтов. Литера PostScript-шрифта Литера TrueType-шрифта

Файлы PostScript-шрифта Полноценный PostScript-шрифт обычно состоит из двух файлов: – шрифтового (с расширением PFB или PFA); – метрического - AFM-файла. В некоторых случаях кроме AFM-файла требуется INF-файл, содержащий дополнительную информацию для регистрации шрифта в некоторых программах.

Файлы PostScript-шрифта PFA – PostScript Font File (шрифтовой файловый формат). PFB – Print Font Binary (шрифтовой файловый формат, содержит информацию о контурах). PFM – Print Font Metrics (шрифтовой файловый формат, содержит информацию о метрике). AFM – Adobe Font Metrics (шрифтовой файловый формат, содержит информацию о метрике). INF - файл, содержащий дополнительную информацию для регистрации шрифта в некоторых программах.

TrueType-шрифты TrueType-шрифты обычно распространяется без создаваемых вручную экранных (растровых) вариантов. Экранное представление шрифта генерируется непосредственно из контура знака. Формат TrueType допускает размещение более широкого комплекта знаков. В нем найдется место для альтернативных форм знаков и возможность контекстной замены знаков.

TrueType-шрифты TrueType-шрифты построены на кривых 2-го порядка. Каждый участок контура задается двумя точками – границами и направлением линии на каждой из границ Элементарная кривая в шрифтах TrueType (парабола второго порядка)

OpenType-шрифты Формат ОреnТуре является гибридным, он создан компаниями Adobe и Microsoft и сглаживает различия двух форматов, позволяя им сосуществовать в одном шрифтовом файле. Он также дает возможность один и тот же шрифтовой файл использовать в обеих операционных системах Macintosh и Windows. Шрифт ОреnТуре может содержать данные формата TrueType, данные формата PostScript или (теоретически) обоих форматов. ОС сама сортирует данные шрифта ОрenТуре и выбирает только те из них, которые ее устраивают.

OpenType-шрифты Формат ОреnТуре может содержать от 256 до знаков. В один шрифтовой файл можно поместить все национальные кодировки, экспертные комплекты символов и практически любое количество дополнительных и альтернативных знаков. Предлагает широкий набор дополнительных параметров, которые могут включаться, а могут и не включаться в каждый конкретный шрифтовой файл. Одно из главных преимуществ новой технологии поддержка расширенных типографских возможностей (т.н. OpenType features). Помимо собственно знаков шрифт OpenType может содержать правила использования этих знаков позиционирование и подстановку одних знаков вместо других при определенных обстоятельствах.

OpenType-шрифты Главное в реализации расширенной типографики OpenType лежит в разделении числового кода знака (character) и его графемы (glyph). Знак это кодированная единица, упорядоченная в соответствии со стандартом Unicode, представляющая минимальную семантическую единицу языка, например букву. Глиф это графический образ знака. Один знак может соответствовать нескольким глифам или один глиф может соответствовать комбинации нескольких знаков.

Файлы TrueТуре -шрифта TrueТуре-шрифт имеет расширение ttf или ttc. OpenType-шрифты, содержащие данные PostScript имеют расширение otf, а шрифты на основе TrueType расширение ttf.

Кодировка шрифта Сейчас для кодировки шрифтов используется международный стандарт Unicode. Он расширяет кодовую схему, включая знаковые комплекты для нелатинских алфавитов. Большинство шрифтовых файлов стандарта Unicode двухбайтовые и могут содержать до знаков. У первых шрифтовых файлов имелись ячейки только для 256 знаков, и данный комплект знаков остается стандартом для большинства шрифтовых файлов. Иногда, даже если формат шрифта поддерживает знаков, он включает только 256 стандартных.

Различия в кодировках До того как Macintosh и Windows стали поддерживать стандарт Unicode, они использовали разные кодовые таблицы. Таблицы совпадали в основной части комплекта ASCII, но различались в так называемые знаках старших разрядов знаках (high-bit). Различные ОС применяли разные подмножества комплекта Latin 1 в качестве своих стандартных комплектов знаков: – Комплект системы Macintosh (MacRoman) – Комплект системы для Windows (Win ANSI).

Управление растеризацией символов Фундаментальной особенностью контурных шрифтов является отделение информации о форме символов от процесса их воспроизведения на растровом выводном устройстве.

Растеризация символов При воспроизведении каждого символа на растровом устройстве необходимо решить две задачи: 1.масштабировать контур символа до необходимого размера; 2.активизировать все точки, попавшие во внутренние области этого контура, заполнить контур.

Проблемы растеризации Нарушение пропорций символа Пример нарушения пропорций

Проблемы растеризации Нарушение симметричности некоторых символов Пример нарушения симметричности

Проблемы растеризации Нарушение единства символов Пример нарушения единства символов

Проблемы растеризации Смыкание штрихов Пример нарушения пропорций

Проблемы растеризации Выпадение точек Пример выпадения точек

Проблемы растеризации Нарушение формы округлых букв Пример нарушения округлых форм

Разметка символов Разметкой мы будем называть описание символов, их элементов и шрифта в целом, призванное улучшить качество растеризации символов. Иногда разметку называют хинтингом (от англ. hint – подсказка), но этот термин обычно относят к шрифтам в формате Туре 1 (для TrueType шрифтов используют понятие инструкций), поэтому мы считаем необходимым ввести новый, более общий, термин.

Методы разметки символов Декларативный метод разметки основан на описании особенностей символа при помощи их декларирования отдельно от описания контура.

Методы разметки символов Программируемый метод разметки основан на точном определении в шрифте всех действий, которые должен выполнять растеризатор.

Оценка качества шрифта Качество разметки Полнота набора знаков Правильность кодировки Правильность оформления заголовка Соответствие требованиям формата Полнота описания метрических параметров Качество контуров

Признаки плохого качества контуров Нарушение гладкости в местах соединения графических примитивов

Признаки плохого качества контуров Отсутствие выделенных точек экстремумов

Признаки плохого качества контуров Наличие острых внутренних углов

Признаки плохого качества контуров Использование длинных кривых Нарушение размеров символов

Признаки плохого качества контуров Нарушение вертикальности и горизонтальности штрихов

Структура шрифтового формата Область заголовка. Область описания метрических параметров. Область описания общих элементов. Область описания системы кодирования. Область описания разметки символов. Область описания символов.

Общая структура шрифта в формате Тype 1 (PostScript) 1.Открытая часть: – Обозначение шрифта – Заголовок шрифта – Кодовая таблица шрифта – Уникальный идентификатор шрифта 2.Закрытая часть: – Область глобальной разметки – Область глобальных подпрограмм – Область подпрограмм разметки и контурных подпрограмм – Область описаний символов

Обозначение шрифта %! PS-AdobeFont-1.0: TimeRoman %CreationDate: Wed Oct 20 17:08: %Creator: FontLab(c) for Windows v2.5

Типичный заголовок Туре 1- шрифта /Fontlnfo 9 dict dup begin /FullName (Times New Roman) readonly def /FamilyName (Times) readonly def /version (001. 1) readonly def /Weight (Normal) readonly def /Notice ((c) Copyright Monotype, 1990) readonly def /ItalicAngle 0 def /isFixed Pitch false def /UnderlinePosition -100 def /UnderlineThickness 50 def end readonly def /FontName /TimesNewRoman def /PaintType 0 def /FontType 1 def /FontMatrix [ ] readonly def /FontBBox { } readonly def

Уникальный идентификатор шрифта Уникальный идентификатор шрифта – 24-разрядное число (от 0 до ).

Построение символов PostScript Туре 1-шрифтов Образец контура символа

Построение символов PostScript Туре 1-шрифтов Схема преобразования символа

Построение символов PostScript Туре 1-шрифтов Правило заполнения контуров

Построение символов PostScript Туре 1-шрифтов Начало координат

Построение символов PostScript Туре 1-шрифтов Зоны выравнивания в глобальной разметке

Построение символов PostScript Туре 1-шрифтов Метрическая информация (файл AFM) о шрифте состоит: – Заголовок. – Таблица имен и метрик символа. – Описание пар кернинга. – Описание трекинга.

Построение символов PostScript Туре 1-шрифтов Хинты локальной разметки

Построение символов TrueType шрифтов Построение контуров символов

Построение символов TrueType шрифтов Пример заполнения контуров

Построение символов TrueType шрифтов Положение точки начала координат в координатной системе

Построение символов TrueType шрифтов Схема процесса масштабирования

Построение символов TrueType шрифтов Изменение контура для улучшения качества воспроизведения (хинтинг)