Барышников Г.M. Шрифты. Разработка и использование

Подождите немного. Документ загружается.

- 151 -

Рисунок 6.6 Элементы разметки при декларативном методе

Огромное преимущество декларативной разметки - простота по-

строения шрифтов. Так как производителей шрифтов намного больше,

чем производителей растеризаторов, применение этого метода при-

водит к более быстрому появлению новых гарнитур.

Программируемый метод разметки

Программируемый метод основан на точном определении в

шрифте всех действий, которые должен выполнять растеризатор. Ha

долю растеризатора при этом остаются только интерпретация команд

разметки и как можно более быстрое их выполнение. Растеризатор

оказывается более простым, компактным и быстрым, но это происхо-

дит за счет резкого усложнения шрифтов и увеличения их в объеме.

Программа разметки может быть очень сложной, имеющей циклы, ус-

ловные переходы, описания переменных и массивов (Рисунок 6.7).

Языки программирования разметки обычно имеют много команд мо-

дификации контуров символов, причем среди них есть как команды,

работающие на этапе масштабирования контура, так и на этапе его

заполнения.

B программируемом методе разметки используются не ассоциа-

тивные декларации, а точное указание взаимодействия между точка-

ми.

Потенциально программируемая разметка может обеспечить

намного лучшее качество, чем декларативная, но создание высокока-

чественных шрифтов, использующих программы разметки, оказывает-

ся настолько трудоемким, что таких шрифтов появляется довольно

мало. Обычно производители таки шрифтов (а это все TrueType-

- 152 -

шрифты) применяют специальные системы, автоматически форми-

рующие программы разметки символов и шрифта.

Такой путь обычно приводит к невысокому качеству растериза-

ции шрифтов, так что потенциальное преимущество программируемой

разметки теряется.

Рисунок 6.7 Элементы разметки при программируемом методе

Общая структура шрифта в формате Type 1

Любой Type 1 шрифт состоит из двух основных частей: открытой

и закрытой (зашифрованной):

Открытая часть Закрытая часть

• Обозначение шрифта

• Заголовок шрифта

• Кодовая таблица шрифта

• Уникальный идентификатор

шрифта

• Область глобальной разметки

• Область глобальных подпрограмм

• Область подпрограмм разметки и

контурных подпрограмм

• Область описаний символов

Открытая часть. B открытой части Type 1 шрифта содержит-

ся информация, доступная для любого текстового редактора. Эта

часть может быть изменена при условии, что закрытая часть останет-

ся нетронутой. B открытой части можно выделить 4 области.

• Обозначение шрифта показывает, что файл является имен-

но шрифтом:

%!PS-AdobeFont-1.0: TimeRoman 001.1

- 153 -

%%CreationDate: Wed Oct 20 17:08:26 1993

%%Creator: FontLab(c) forWindowsv2.5

• Заголовок шрифта, в котором хранится следующая инфор-

мация:

FontName Регистрационное имя шрифта

FullName Полное имя шрифта

FamilyName Имя гарнитуры, в которую входит

шрифт

Version Наименование версии шрифта

Notice Информация о создателях шрифта и

об авторских правах на шрифт

Weight Информация о насыщенности шрифта

ItalicAngle Угол наклона символов шрифта в гра-

дусах против часовой стрелки

IsFixedPitch Информация о том, является ли шрифт

моноширинным

UnderlinePosition Положение линии подчеркивания

UnderlineThickness Толщина линии подчеркивания

PaintType Вид шрифта: 0 - сплошной (заполняе-

мый); 1 - контурный. Все Type 1 шриф-

ты являются сплошными

FontType Тип шрифта: 0 - Type 0 шрифт (состав-

ной); 1 - Type 1 шрифт; 3 - Type 3

шрифт.

FontMatrix Стандартная матрица трансформиро-

вания символов. Ее более подробное

описание приведено в разделе «Опи-

сание символов».

FontBBox Минимальный прямоугольник, охваты-

вающий все символы шрифта.

Приведем пример типичного заголовка Type 1 -шрифта:

/FontInfo 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

/isFixedPitch false def

/UnderlinePosition-100 def

/UnderlineThickness 50 def

end readonly def

- 154 -

/FontName /TimesNewRoman def

/PaintType 0 def

/FontType 1 def

/FontMatrix [ 0.001 0 0 0.001 0 0] readonly def

/FontBBox {-63 -231 1148 882} readonly def

Кодовая таблица шрифта определяет связь между именами

и кодами символов. B Type 1 шрифтах все символы имеют уникаль-

ные имена, которые однозначно их идентифицируют. Кодовая таблица

позволяет установить некоторое соответствие между кодами симво-

лов, с которыми работают программы, использующие шрифт, и име-

нами символов. Поскольку кодовая таблица находится в открытой

части шрифта, ее можно изменять, тем самым меняя кодировку, в ко-

торой работает шрифт. Для того чтобы уменьшить размер большинст-

ва шрифтовых файлов фирма Adobe ввела несколько стандартных

кодовых таблиц, которые указываются по именам. Это таблицы Stan-

dardEncoding, ISOLatin1Encoding, Expert, ExpertSubset и Symbol. B том

случае, если кодовая таблица шрифта не совпадает ни с одной из

стандартных (например, в русских шрифтах), она приводится полно-

стью.

Кодовая таблица представляет собой набор пар вида: <код>

<имя>. Код - это 8-разрядный код символа (от 0 до 255), а имя - это

строка, не имеющая пробелов. B формате Type 1 в именах символов

различаются прописные и строчные буквы.

Хотя кодовая таблица Type 1 шрифтов позволяет использовать

только 8-битные значения для кодов, то есть с ее помощью можно оп-

ределить не более 256 разных символов, Type 1 шрифт может содер-

жать любое их количество. B кодовой таблице символы, не попадаю-

щие в 256-знаковую область никак не отражаются, но они присутству-

ют в шрифте под своими именами, отличающимися от других. Изме-

няя кодовую таблицу (напомним, что это можно делать, не затрагивая

остальной шрифт), можно получить доступ ко всем символам.

• Уникальный идентификатор шрифта - 24-разрядное число

(от 0 до 16777215). Идентификатор должен определять один

и только один шрифт. B случае использования двух шрифтов

с одинаковыми идентификаторами возможно возникновение

серьезных ошибок. Идентификаторы в диапазоне 4000000 -

4999999 могут использоваться для внутренних целей любой

организации. Для других шрифтов (например, ориентирован-

ных на продажу) необходима регистрация идентификаторов в

фирме Adobe.

Закрытая часть - это основная часть любого Type 1 шрифта,

- 155 -

в которой содержатся описания символов и информация об их раз-

метке. Закрытая часть шрифта определяется его создателями, шиф-

руется при помощи особого алгоритма и не может быть изменена по-

сле загрузки шрифта в принтер. Вообще говоря, шифрование этой

части потеряло всякий смысл после того, как в 1990 году был опубли-

кован алгоритм дешифровки, но для обеспечения совместимости со

старыми устройствами шрифты продолжают зашифровывать. Кроме

того, шифрование закрытой части Type 1 шрифтов немного ограничи-

вает возможности тех, кто нелегально пытается их изменить и выдать

за свои. Теоретически, сам акт дешифровки может в некоторых случа-

ях считаться нарушением авторских прав.

B закрытой части есть области, зашифрованные дважды, - это

описания подпрограмм и символов. При этом для дополнительной

экономии места применяется специальный метод кодирования число-

вых значений и команд.

Зашифрованная часть начинается после слова eexec и, так же,

как и открытая, состоит из четырех областей.

• Область глобальной разметки, в которой содержатся опи-

сания параметров шрифта, которые используются для улуч-

шения качества растеризации. Вот краткое описание некото-

рых из них.

BlueValues Массив пар чисел (до 7 пар в возрас-

тающем порядке), определяющих зоны

выравнивания сверху (кроме первой па-

ры, которая определяет зону выравни-

вания базовой линии снизу).

OtherBlues Массив пар чисел (до 5 пар в возрас-

тающем порядке), определяющих зоны

выравнивания снизу, например для ниж-

них выносных элементов.

FamilyBlues Массив, определяющий зоны выравни-

вания

сверху для всех шрифтов гарниту-

ры. По построению он аналогичен мас-

сиву BlueValues. B том случае, когда в

тексте соседствуют символы разных на-

чертаний одного семейства, используют-

ся значения из этого массива, что гаран-

тирует отсутствие скачков между начер-

таниями.

FamilyOtherBlues To же, что и FamilyBlues, но для вырав-

нивания снизу.

- 156 -

BlueScale Определяет размер шрифта, начиная с

которого отключается механизм вырав-

нивания символов. Для разрешающей

способности 300 точек на дюйм рассчи-

тывается по формуле: BlueScale = (point

size - 0.49) / 240.

BlueShift Определяет величину оптического на-

плыва (в точках выводного устройства),

начиная с которой отключается его по-

давление.

BlueFuzz Увеличивает ширину зон выравнивания.

StdHW и StdVW Определяют наиболее распространен-

ные толщины горизонтальных

и верти-

кальных штрихов. B то случае, когда по-

сле масштабирования контур толщины

штрихов мало отличаются от стандарт-

ных значений, используются эти значе-

ния, что улучшает внешний вид симво-

лов и скрадывает ошибки построения

контуров.

StemSnapH Массивы (до 12 элементов в возрастаю-

щем порядке),

и StemSnapV показывающие наиболее распростра-

ненные толщи ны горизонтальных и

вер-

тикальных штрихов.

ForceBold Определяет дополнительное увеличение

толщин штрихов для полужирных и жир-

ных начертаний Если установлен этот

параметр, то толщина штрихов полужир-

ных начертаний всегда больше, чем у

светлых начертаний, даже в том случае,

когда толщина светлых штрихов равна 1

растровой точке.

Приведем пример описания этих значений в шрифте.

/BlueValues [-16 0 488 504 712 728 752 752] ND

/OtherBlues [-224 -221] ND

/BlueScale .039625 def

/BlueShift 7 def

/BlueFuzz 1 def

/StdHW [48] ND

/StdVW [104] ND

• Область глобальных подпрограмм содержит несколько

- 157 -

подпрограмм, написанных на языке PostScript. Обычно они

используются для реализации наиболее сложных методов

разметки. Теоретически при помощи этих подпрограмм мож-

но описать любые алгоритмы (что и демонстрирует формат

Multiple Master, реализованный при их помощи), которые

можно вызывать непосредственно из описаний символов.

Однако в том случае, если шрифт планируется использовать

с программами растеризации «на лету», например с ATM,

достаточно нескольких стандартных подпрограмм.

Пример текста подпрограммы, реализующей алгоритм смены

хинтов:

%.Al1 Rights Reserved.

%.This code to be used for Flex and hint replacement.

%.Version l.l

/OtherSubrs [

{}{}{}{

systemdict /internaldict known not

{ pop 3 }

{ 1183615869 systemdict /internaldict get exec

dup /startlock known

{ /startlock get exec }

{ dup /strtlck known

{ /strtlck get exec }

{ pop 3 }

ifelse }

ifelse} executeonly

• Область подпрограмм разметки и контурных подпро-

грамм. Язык описания Type 1 шрифтов, как и PostScript, име-

ет встроенные возможности для структурной организации

программы, реализованные в виде команд вызова глобаль-

ных (PostScript) и локальных (написанных на языке Type 1)

подпрограмм. Локальные подпрограммы обычно применяют-

ся для организации сложной разметки символов (смены хин-

тов, о которой мы поговорим чуть позднее) и для описания

повторяющихся элементов символов.

Пример декодированной подпрограммы разметки:

dup 47 RD {

67 78 vstem 358 84 vstem 0 28 hstem 241 28 hstem 470 28 hstem

return } NP

- 158 -

Пример контурной подпрограммы:

dup 9 RD {

24 vlineto -8 hlineto -64 -24 33 55 hvcurveto

return } NP

• Область описания символов - основная область Type 1

шрифта, определяющая изображения всех символов шриф-

та. Описание каждого символа включает его имя, ширину ле-

вого поля, ширину символа (расстояние от линии левого поля

до линии правого поля), описания разметки и контура. B этой

области всегда присутствует неопределенный символ с име-

нем .notdef и символ пробела с именем space.

Правила построения контуров и разметки мы обсудим ниже, а

здесь приведем пример описания символа B:

/B RD { 21 675 hsbw

96 112 vstem 512 120 vstem 0 24 hstem 384 40 hstem

672 40 hstem 688 24 hstem 712 vmoveto 6 callsubr -489 vlineto

5 callsubr 360 hlineto

192 80 84111 hvcurveto 0 103 -84 50-7224 rrcurveto 29 4 callsubr

72 27 52 49 0 74 rrcurveto 130 127 60 -181 vhcurveto closepath

-84 -40 rmoveto 80 hlineto 132 68 -56 -97 hvcurveto

-86 -72 -49 -112 vhcurveto -96 hlineto closepath

-40 vmoveto 99 hlineto 30 4 callsubr 112 0 94 -48 -1 -107 rrcurveto

-83 -66 -66 -112vhcurveto -52 hlineto -34 0 -24 11 -16 13 rrcurveto

closepath

endchar } ND

Описание символов в формате Type 1

Для описания символов в формате Type 1 используется специ-

альный язык, который так и называется - язык программирования Type

1. Используя команды этого языка (а их более 20), можно формиро-

вать символы любой сложности, вызывать глобальные и локальные

подпрограммы, производить разметку символов и даже выполнять

промежуточные вычисления.

Для экономии объема, занимаемого шрифтом, все команды

языка и числа кодируются при помощи особого алгоритма, сочетаю-

щего сравнительно высокую компактность и быстроту декодирования.

Например, следующий текст на языке Type 1:

21 675 hsbw 0 712 rmoveto -24 vlineto 10 hlineto 69 27 -26 -61 hvcurveto

после кодирования будет выглядеть так:

- 159 -

AO F9 37 OD F9 5C 04 73 07 95 06 C6A6 71 4E 1F.

После кодирования описания символов еще и шифруются:

2A 40 1E A8 39 56 8E 4D 33 80 FO 6B 33 90 A5 F9,

так что без специальных программ разобраться в них совершен-

но невозможно. B дальнейшем мы будем приводить примеры в исход-

ной записи.

Команды языка Type 1 можно разделить на несколько групп.

• Команды построения контура

rlineto, hlineto, vlineto, rmoveto, hmoveto, vmoveto, rrcurveto,

vhcurveto, hvcurveto, hsbw, sbw, seac, setcurrentpoint, closepath

• Команды разметки

hstem, vstem, hstem3, vstem3, dotsection

• Команды управления

callsubr, callothersubr, endchar, return

• Арифметические команды и команды управления стеком

div, pop

Описание каждого символа начинается с команд hsbw или sbw,

которые определяют величину левого поля и ширину символа. Описа-

ние символа заканчиваются командой endchar. Описание подпро-

граммы - командой return.

Координатная система символов. Все символы в Type 1

шрифтах представляются в единой координатной сетке. Преобразо-

вание символов в соответствии с координатной системой выводного

устройства производится через матрицу, заданную в заголовке шриф-

та (FontMatrix) (Рисунок 6.8). При этом после трансформирования через

матрицу получается шрифт кеглем в 1 пункт.

Матрица состоит из 6 чисел: [a b с d t

Расчет итоговых координат производится следующим образом:

x' = ax + cу + t

y'=bx + dy + t

Обычно в Type 1 шрифтах используется сетка в 1000 единиц (то

есть 1000 единиц координатного пространства символа соответствуют

1 пункту, а прописные буквы имеют высоту примерно 700 единиц), при

этом коэффициенты матрицы а и d равны 0.001.

При помощи FontMatrix можно создавать наклонные (не курсив-

ные!) начертания без изменения самого шрифта. Для этого коэффи-

циенту с нужно присвоить значение, равное синусу угла наклона. На-

- 160 -

пример, матрица для координатной сетки 1000 с наклоном в 12° впра-

во будет выглядеть так: [0.001 0 0.2 0.001 00].

Рисунок 6.8 Схема преобразования символа

Коэффициенты b, t

и t

обычно не используются в Type 1

шрифтах.

Представление контуров символов. Как уже говорилось, в

формате Type 1 контуры символов формируются из участков прямых

линий (назовем их векторами) и участков кривых Безье третьего по-

рядка (Рисунок 6.9).

Рисунок 6.9 Образец контура символа в формате Type 1

Для большей компактности горизонтальные и вертикальные век-

торы, а также кривые, определяемые вертикальными и горизонталь-

ными контрольными векторами, описываются отдельными командами.

Все команды описания контуров оперируют относительными коорди-

натами.

Отдельные контуры, образующие символ (например, в символе

B таких контуров три) соединяются скрытыми векторами (команды

rmoveto, hmoveto и vmoveto). Все контуры замыкаются при помощи

команды closepath.