Текст в электронных изданиях

Министерство  науки и образования, молодежи и  спорта Украины

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Кафедра МСТ

РЕФЕРАТ

По курсу: «Шрифтовые технологии»

На тему: «Текст в электронных изданиях»

Выполнил ст.гр. ВПС-09-2:

Силантьев В.Е.

Проверила:

Дейнека Ж. В

Харьков 2012

Введение 

Так, в эпоху  наборных шрифтов и горячего набора комплект шрифтов полиграфического предприятия состоял из набора литер  и матриц отдельных гарнитур с  конкретными для каждой гарнитуры  начертанием и кеглем, т. е. шрифт представлял собой комплект металлических носителей символов (литер и матриц) конкретных гарнитур, начертаний и размеров.

С появлением фотонабора групповой шрифтоноситель, например, пленочный, содержал уже весь набор  символов шрифта данной гарнитуры и определенного начертания, а кегль набора реализовывался путем оптического масштабирования. Таким образом, комплект шрифтов предприятия состоял из совокупности пленочных групповых шрифтоносителей различных гарнитур и начертаний.

С наступлением эры компьютерных технологий и появлением контурных шрифтов гарнитура содержит уже, как правило, несколько шрифтовых файлов, соответствующих различным начертаниям, например, прямому нормальному, прямому жирному, курсивному, жирному курсивному, широкому, узкому и т. п., а кегль шрифта реализуется посредством "интеллектуального" масштабирования.

.

Цифровые  шрифты. Понятие цифрового шрифта

  Под цифровыми шрифтами понимают шрифты, изображения знаков которых хранятся в цифровом виде.

 Первые цифровые  шрифты появились совместно с фотонаборными автоматами III поколения, в запоминающих устройствах которых хранились описанные растровым способом изображения символов. Однако они не были в полном смысле цифровыми, правильнее было бы назвать их оцифрованными (электронными) версиями оригинальных шрифтов. Причем, здесь неважно, каким образом производилась оцифровка, а важно то, что оригинальные версии шрифтов создавались дизайнерами на бумажном носителе с использованием различных технологий.

С развитием  компьютерных технологий и математики современные шрифты достигли такой точности, которая раньше была невозможна. Они созданы изначально цифровыми, т. е. не существует оригинальных версий шрифтов, оптически фиксированных на материальном носителе. Их оригиналы существуют только в цифровом виде. Дизайнеры создают шрифт, используя в качестве инструмента компьютер и специализированное программное обеспечение. Как старые, так и новые шрифты становятся цифровыми только тогда, когда их оригинальные версии созданы с использованием современных компьютерных шрифтовых технологий .

Цифровой шрифт  сегодня — это файл или несколько  файлов, содержащих описания символов шрифта и инструкции по его использованию. Следовательно, цифровой шрифт можно  назвать интеллектуальным.

Классификация цифровых шрифтов

По способу  описания символов цифровые шрифты можно  подразделить на растровые, векторные, контурные и алгоритмические, наиболее распространенными из которых являются растровые и контурные.

Алгоритмические шрифты были реализованы в технологии METAFONT, разработанной и использованной Д. Кнутом в издательской системе ТЕХ. На сегодняшний день они не представляют практического интереса.

Растровые шрифты

В растровых  шрифтах (bitmap font) каждый символ описан по точкам (элементам). Если каждый элемент, окрашенный в определенный цвет, обозначить " 1", а цвет фона — "О", то любой изображаемый символ шрифта можно представить в виде прямоугольной таблицы из 0 и 1 — растровой (битовой) карты

Количество  элементов (точек), описывающих символ, однозначно связано с размером шрифта: чем больше размер шрифта, тем большее количество точек требуется для описания символа

В состав шрифта входит столько же растровых карт, сколько содержится символов, т. е. растровый  шрифт образуется из совокупности растровых  карт символов шрифта данной гарнитуры определенного начертания и размера.

В растровых  шрифтах изображение символов связано  непосредственно с разрешением  или иными словами с размером точек (пикселов), устройства отображения (экрана) или воспроизведения (например, принтера) и может быть отредактировано только по точкам.

Как и любое  изображение, описанное растровым  способом, символы растрового шрифта трудно масштабируются, преобразуются  и трансформируются, так как указанные  процессы связаны с пересчетом растровой  карты. В силу этого подобного рода преобразования растровых шрифтов трудоемки и, следовательно, нецелесообразны.

Из вышесказанного следует, что файл растрового шрифта содержит шрифт одного размера (кегля), начертания и гарнитуры. Для подобного  шрифта, но другого размера требуется создавать отдельный файл, либо увеличивать уже имеющийся включением в него совокупности растровых карт символов нового размера. Также для иного начертания шрифта следует создать отдельный файл.

Таким образом, для одной гарнитуры требуется  создание нескольких растровых шрифтов различных размеров и начертаний, которые занимают значительные объемы памяти.

До появления  принтеров, поддерживающих язык PostScript, в компьютерных технологиях использовались только растровые шрифты, которые  имели (и имеют) ряд существенных недостатков:

• для каждого шрифта, выводимого на принтере, требовалась экранная версия, так как разрешение принтера и экрана значительно отличались;
• для каждого кегля (размера) требовался отдельный файл;
• чем больше был размер шрифта, тем больший объем памяти занимал его файл;
• растровые шрифты не допускали поворотов, поэтому для документов в альбомном формате требовался отдельный набор шрифтов.

В настоящее  время растровые шрифты используются практически только как экранные (для оформления рабочего стола, окон, панелей и т. п.) в силу того, что они наиболее удобны для этих целей, т. е. для отображения на экране, с точки зрения скорости прорисовки и затрат ресурсов компьютера на обработку.

Если растровые шрифты использовать в прикладных программах высокого уровня, то требуется создание их экранных версий ввиду того, что, как уже отмечалось выше, разрешение экрана монитора и устройств для вывода — разное.

В операционной системе (ОС) Windows файлы растровых шрифтов  располагаются в папке Windows/Fonts, где они имеют обозначение в виде пиктограммы "красная прописная буква А" и расширение *.fon.

Векторные шрифты

В векторных шрифтах символы  представлены описанием в виде совокупности последовательных геометрических примитивов — обычно отрезков прямых, дуг окружностей, заданных своими координатами относительно точки привязки символа.

Эти шрифты являются естественным способом определения начертаний символов в графопостроителях, перьевых и  режущих плоттерах. Ранее уже  отмечалось, что эти устройства способны воспроизводить на материальном носителе последовательно прямые или кривые линии инструментом, произвольно перемещающимся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, т. е. воспроизводить изображение по векторной схеме.

В настоящее время векторные  шрифты используются в программах, связанных с подготовкой чертежей.

Файлы векторных шрифтов  имеют в ОС Windows обозначение в  виде пиктограммы "красная прописная  буква А" и расширение *.fon.

Имеет смысл еще раз  уточнить понятие "векторный шрифт". Здесь и далее термином "векторный шрифт" будем обозначать шрифты с векторным описанием символов, предназначенные для устройств с векторным выводом изображений. Это необходимо потому, что иногда указанным термином обозначают контурные шрифты, в которых символы также описаны с использованием векторного способа описания и которые будут рассмотрены ниже.

Контурные шрифты

В отличие от векторных  шрифтов термином "контурные шрифты" (outline fonts) будем обозначать шрифты с  векторным описанием символов, предназначенные  для вывода на устройствах с растровым способом воспроизведения изображений.

Существует значительное число форматов контурных шрифтов. Первые контурные шрифты трех различных  форматов были разработаны фирмой Adobe. Из них шрифты PostScript Typel получили наибольшее распространение. Форматы PostScript Type2 и PostScript ТуреЗ не получили дальнейшей поддержки разработчика, однако на основе шрифтового формата PS ТуреЗ были созданы шрифты другими фирмами.

Не получили широкого распространения  шрифты форматов Itellifont фирмы Agfa и Fontscaler фирм Sun/Folio, а также ряд других форматов.

Самыми распространенными  контурными шрифтами на сегодня являются шрифты формата TrueType (ТТ), разработанные  фирмой Apple и впоследствии лицензированные  фирмой Microsoft.

 Шрифты PostScript Type1 и TrueType

В контурных шрифтах символы  описываются как графические  образы, состоящие из сплайнов —  линий, плавно соединяющих серию  фиксированных контрольных точек  и являющихся решением математических уравнений (табл., см. рис. 2-5).

При разработке символа в первую очередь определяют контрольные точки, а затем строят кривые. Контрольные точки бывают двух типов: "якорные точки", лежащие  на контуре, и тангенциальные точки, не принадлежащие контуру. Тангенциальные точки выполняют двоякую функцию. Во-первых, они определяют форму конкретного сплайна, задавая направление касательных к нему в якорных (контурных) точках. Во-вторых, форма сплайна зависит от расстояния между контурной и тангенциальной точками.

В шрифтах PostScript Type1 (PS, Type 1) используются специальные виды сплайнов — кубические кривые Безье (параболы), задаваемые крайними (якорными) точками и направлением касательных к кривой в якорных точках. Каждый сегмент, из числа которых состоит символ, требует четырех контрольных точек: двух якорных и двух тангенциальных, задающих совместно с якорными направление касательных.

Шрифты PostScript Type 1 содержат абсолютные размеры символов. Все символы описаны в координатной сетке в 1000 единиц, которые соответствуют 1 пт. Это позволяет с высокой точностью масштабировать шрифт до любого размера. Масштабирование, как и у любых векторных объектов, производится с помощью четких математических операций при неизменном качестве описания контуров символов.

В шрифтах TrueType контуры символов строятся из квадратичных сплайнов. Каждый сегмент символа требует трех точек: двух якорных и одной тангенциальной (рис.7). Все символы описываются в сетке с максимальным размером 16384 единицы, однако чаще используется сетка размером 2048 единиц.

Квадратичные  сплайны дают более качественное описание символов в шрифтах. Однако, при редактировании контуров символов возникают трудности, связанные с тем, что каждая контурная точка оказывает влияние не только на свой контур, но и на соседний сплайн.

В отличие от них кубические кривые, описывающие контуры символов в шрифтах PostScript, позволяют редактировать форму сплайна без изменения при этом формы соседних. Кроме того, в шрифтах TrueType для описания контура символа в общем случае требуется больше квадратичных сплайнов, чем кубических — в шрифтах PostScript, поскольку последние имеют шесть степеней свободы, а первые — только четыре. Следует отметить, что для вывода ТТ-шрифтов на принтерах и иных выводных устройствах высокого разрешения требуется преобразовывать формат шрифта TrueType в формат описания страницы PostScript, который поддерживают устройства с растровым способом воспроизведения.

 Контурные  шрифты позволяют описывать не  только очертания символов, но  и помимо уже отмеченной выше  простоты масштабирования поддерживать сложные графические эффекты, т. е. могут быть модифицированы. Для контурных шрифтов характерна возможность:

• сжимать и растягивать символы в горизонтальном
• и вертикальном направлениях;
• наклонять символы на определенный угол;
• изменять насыщенность шрифтов;
• выстраивать символы вдоль произвольной линии;
• воспроизводить только контуры;
• изменять заливку внутри символа и другие.

 Таким образом,  в отличие от растровых шрифтов,  которые описывают символ по  точкам (элементам) в соответствии  со схемой "элемент изображения присутствует — элемент изображения отсутствует", контурные шрифты описывают символ как графический образ. Такой графический образ символа представляет собой контур, состоящий из совокупности кривых и отрезков, а каждая линия описывается не набором точек, идущих одна за одной, а только координатами начала контура линии (контурные точки) и координатами внеконтурных (тангенциальных точек).

 Иными словами,  графический образ символа описывается  всегда одним и тем же числом  фиксированных точек вне зависимости от его размера и модификации. В растровых шрифтах количество элементов описания символа увеличивается с увеличением размера шрифта (кегля), а модификации (преобразования), в том числе и масштабирование, связаны с пересчетом растровой карты, ввиду чего трудоемки и нецелесообразны, следовательно, и не реализуются.

Контурные шрифты по сравнению с растровыми требуют  значительных затрат времени на создание (прорисовку) изображения — особенно при выводе на экран. Тщательная прорисовка символов приводит к замедлению вывода изображения.

При использовании  контурных шрифтов, следовательно, необходимо связывать три стандарта: формат описания шрифта, язык описания страницы (PostScript) и язык описания экранных изображений.

 Файлы шрифтов  TrueType обозначаются в ОС Windows пиктограммой "двойная (серая и синяя) прописная буква Т", имеют расширение *.ttf и располагаются в папке Windows/Fonts.

 Шрифты TrueType устанавливаются последовательным  выполнением операций: Пуск / Настройка  /Панель управления / Шрифты / Файл / Установить шрифт.

PostScript Type1 шрифт,  установленный в ОС Windows, содержит  два компонента. Файл с расширением  *.pfb — собственно файл шрифта, содержит описание начертаний  символов. Файл с расширением  *.pfm — файл метрики шрифта, содержит  таблицы размеров символов (метрику) и таблицы кернинга (индивидуальных межсимвольных пробелов), которые используются для определения точного положения символа на выводе или на экране.

 Инсталяционный (установочный) комплект PS-шрифтов содержит  три файла с расширениями *.pfb, *.afm, *.inf. Установка PS-шрифтов производится в ОС Windows с помощью программы Adobe Type Manager (Deluxe): команда Add (добавить) на вкладке Add fonts (добавить шрифты).

Шрифты PostScript устанавливаются, как правило, в отдельную папку PSFonts, а файлы *.pfb и *.pfm обозначаются пиктограммой "красная строчная буква а".

В шрифтах TrueType используется программируемый метод  разметки. Программируемый метод  основан на точном определении в  шрифте всех действий (инструкция), которые  должен выполнять растеризатор, и указывает на точные взаимодействия между точками контуров (рис. 116). Растеризатор, поэтому должен только понимать инструкцию (интерпретацию команд разметки) и как можно быстрее ее исполнять.

 Следовательно,  растеризатор оказывается более  простым, компактным и быстрым, а шрифты усложняются и увеличиваются в объеме. Потенциально программируемая разметка может обеспечить намного лучшее качество, чем декларативная, однако она очень трудоемка.

 Таким образом,  разработчиками шрифтов PostScript (Adobe) заложен и реализован следующий принцип: не имеет смысл вкладывать слишком высокий интеллект в шрифт — он должен описывать контур и располагать минимальными инструкциями для масштабирования, а основную работу по растеризации должен выполнять растеризатор или высоко интеллектуальный принтер (устройство для вывода).

 Разработчики  шрифтов TrueType (Apple, Microsoft) реализовали  прямо противоположный принцип:  инструкция, заложенная в шрифт,  должна формировать готовый образ  страницы, который даже интеллектуально слабый принтер выведет по схеме "точка за точкой".

 Шрифты PostScript Multiple Master

Первые PostScript шрифты, использующие технологию Multiple Master были представлены фирмой Adobe в 1994 г. В основе этой технологии лежат алгоритмы  трансформации графических объектов, получившие название "блендинг" и реализуемые средствами языка PostScript [6].

Технология Multiple Master (MM) позволяет, опираясь на базовые  начертания ("мастер-образы" или "мастер-начертания"), получать промежуточные начертания символов шрифта. Принцип технологии проиллюстрирован на рис. 12, где один и тот же символ имеет все промежуточные начертания по насыщенности (weight) от базового сверхсветлого (thin) до базового сверхжирного (extra bold). Промежуточные начертания соответствуют расширенному полиграфическому ряду насыщенности: светлое (light), книжное (book), нормальное (normal), среднее (medium), полужирное (demibold), жирное (bold) и черное (black). Они получены в результате реализации блендинга в технологии Multiple Master.

Шрифтовой формат ОреnТуре

 В 1996 г. фирмы Adobe и Microsoft начали совместную разработку  универсального кроссплатформенного  (PC — Mac, Mac — PC) шрифтового формата  ОрепТуре. Формат основан на стандарте  кодирования символов Unicode, обеспечивающем  многоязыковую поддержку, и обладает расширенными типографическими возможностями.

 В качестве структурного  базиса для формата были взяты  принципы, заложенные в технологии TrueType — таблицы функциональной  организации шрифта. Шрифтовой формат  имеет одинаковую общую структуру, а для непосредственного графического представления символов могут использоваться TrueType-технологии Microsoft и PostScript-технологии Adobe. Необходимо отметить, что в технологии ОрепТуре не предусматривается непосредственное использование данных из шрифтовых форматов PostScript Type 1. Здесь для PostScript-описаний символов используется новое CFFпредставление (Compact Font Format). Для того, чтобы терминологически выделить шрифты, в которых используются PostScript-структуры, применяют название CFF ОрепТуре.