電腦中文字型尋跡:外框字

 第一代的伸縮字(Scalable font)是向量字(Vector font),它以一節一節的直線描繪出文字的外框。要是把字放得非常大,雖然它並不會起鋸齒,可是,在本來應該圓滑的地方,還是會變得僵硬,甚至起了稜角。

 要解決這問題,就必須使用曲線來描繪文字外框。這就是第二代伸縮字:外框字(Outline font,又稱描邊字、曲線字)。常見的外框字,有TrueType、PostScript、OpenType等格式之分,但它們的原理都是一樣的,顯示出來的字形效果都相若。

 下圖中,左邊的是TrueType字型檔案圖示,TrueType是蘋果和微軟共同開發出的格式。中間的是PostScript字型檔案圖示,PostScript是Adobe開發的格式,當中又分Type 1、Type 2、Type 3,這裏就不詳述了。後來,蘋果、微軟和Adobe數間公司互相競爭與合作,最終生出了OpenType,它對TrueType和PostScript都有所繼承,右邊的是OpenType檔案圖示。

 如前文所述,向量字那些一節一節的線段,其實是由兩點連成的。就像小朋友玩連線遊戲般,第一點與第二點之間連出一條直線,第二點與第三點之間又連出一條直線,一直線下去,最後就連成整個外框。

 如果要連出曲線,應怎麼辦呢?

 外框字使用的解決方法,是採用貝茲曲線(Bézier curve)。貝茲曲線會在兩點之間,加入控制點,使線條向控制點那邊彎曲成弧線,但這弧線並不會接觸到那控制點。就像下圖的示範般:

 這是二次貝茲曲線的結構。P₀和P₂是線段的起點與終點,它們都是節點,線段會接觸到它們。P₁則是令線段彎曲的控制點,線段不會接觸到它。紅線是最終得出來的弧線,動畫顯示出控制點如何令線段變弧。

 這是三次貝茲曲線的結構。P₀和P₃是線段的起點與終點,它們都是節點。P₁、P₂都是控制點。

 這兩幅圖皆由Phil Tregoning製作,引用自維基百科

 能夠以曲線描繪外框後,理論上,字型無論放大到甚麼尺寸,都不會顯出由僵硬直線組成的稜角,眞正無懼任何放大縮小變形操作,直逼照相植字排版的效果。因此它很快就取代了向量字。可是,外框字的檔案體積都比向量字大,一套外框字型就要耗掉約10MB容量。而且,外框做得越細緻,字型檔案就會越大。

 我們就以「鷹」字作爲例子。下圖中,左邊的是只用直線組成外框的向量字,中間的是90年代初的外框字版本,右邊的是2000年後的版本。它們都來自同一家公司、同一源頭的楷體。不難發現,90年代初期的版本雖然是外框字,比向量字進步多了,但外框仍有好些僵直的地方,不夠圓滑,例如「广」部首的長撇。2000年後的版本則把這些地方都修好了。

 這是有原因的。在90年代初,即使使用外框字技術,字型廠商仍要控制檔案的大小,因此外框的節點和控制點不會太多,要節約使用。到了2000年後,一般個人電腦的硬件規格已大幅度改善,字型廠商不必看菜吃飯,可以盡情地使用節點和控制點來修整外框了。下圖裏,方形的是節點,圓形的是控制點。2000年後版本的節點、控制點數量,明顯比90年代初版本多了很多。

 技術有了,但硬件問題也得解決。現在的硬碟很便宜,但在電腦硬件條件差劣的年代,無論儲存空間跟運算資源,都不太可以跑得動向量字型。我們可以怎麼辦?當時的廠商就把整套字型或字型的一部份放在硬件裏,發售「字型卡」這種PC擴充卡。使用者買了字型卡後,要把這硬件裝插好,才可以使用。

 在正體字(繁體字)世界裏,首先面世的產品是1989年推出市面的華康金蝶卡。當時的市場反應十分理想,翌年華康就推出金蝶卡II號。除了明、黑、圓、楷、隸、仿宋等常用字型外,1992年的金蝶卡III號更提供綜藝、特明、特黑等標題字型,字型數量增至十五套。此外,消費者也可選擇倚天推出的圖龍字型卡、文鼎科技推出的文硯卡和鹿鼎卡等同類形產品。文硯卡包含了明、圓、楷、黑四種基木字體,每種皆有細、中、粗三款粗度,共收十二套中文字型。鹿鼎卡還收錄仿宋、隸書、行書,基本字體的粗度也有更多變化,售價最貴的型號可囊括多達三十一套字型,沒那麼貴的有二十一套字、十二套字等版本。

 下圖是文鼎的鹿鼎卡與文硯卡,圖片引用自《Type is Beautiful》網誌。1992年推出的鹿鼎卡,字型檔案的筆畫表燒錄在EPROM(可擦除可規劃式唯讀記憶體,Erasable Programmable Read Only Memory)裏。而1993夫出的文硯卡,十二套預裝字型都燒在ROM(唯讀記憶體,Read-Only Memory)中,卡上的插槽還可以擴充字型。當時字型數目最多的鹿鼎卡,竟耗費臺幣$55,000,但仍備受愛戴。文硯卡的價格爲臺幣$7,500,相比之下親民一些。

 個人電腦的配備推陳出新,硬碟和磁碟的容量不斷提升,字型卡的需求就沒以往般大。可是向量字型檔案還是相當大,一隻磁碟容不下,要「斬件」放到數張磁碟裏,然後安裝到硬碟使用。再後來,光碟機漸漸普及起來。把字型都儲存在光碟裏,透過光碟機讀取字型檔案,成爲了另一個方法。當時家用電腦未必配置光碟機,但出版、印刷公司都會有。因此,市場上除「卡版」外,又有所謂的「碟版」字型產品。新人類公司在莎士比亞排版程式推出2.0版時,也讓所配搭的新人類硏澤字庫面世,內含顏體、勘亭流、疊圓、綜藝、古印等罕見美術字型,令使用者驚歎。

 留意的是,雖然字庫以硏澤作招牌,卻是由文鼎科技製作並授權給新人類的。誠然,當年的字庫,不得不爲着控制檔案大小,犧牲了一些外框圓滑度。但文鼎科技回應一郎査詢時強調,他們除了有新設計的高品質字型外,在這十幾年來均有持續修整早期的字體,提升它們的質素。因此,現在大家購買或租賃的文鼎字型,外框會比當年的更細緻美觀。

 隨着光碟機價格大跌,碟版字庫漸漸淘汰了卡版,也有更多令人驚艷的碟版字庫面世。例如瑩達的中國龍字庫,就包含超明、超黑、疊圓、勘亭流、毛楷、海報、淡古、瑩篆等特殊字型,令人垂涎,字型檔的體積還不算大。後來還有頂尖科技公司的尖端橋字庫、向量科技公司的全眞字庫面世,與華康、文鼎等廠商繼續爭一日之長短。

 這是中國龍字庫光碟套裝的包裝盒外觀。這光碟套裝的生產時期,也許比本文所述的晚了一點。但一郎確實找不到再舊的,唯有拍這自家收藏。還有,一郎收藏的本來是Windows版,後來好像是被學會師兄換了,還是不太記得甚麼原因,令包裝盒變成了Mac版。不過除了那一行字,兩版的包裝盒外觀並無分別吶。

 說了這麼多,最後一郎送大家一個遊戲。大家應該知道了貝茲曲線的原理。可是,有沒有想像過有朝一日,自己會成爲字型設計師,每天在造字軟件中拉動這些曲線的控制點,產生出完美的外框呢?想體驗一下的朋友,請點擊下圖,有十個字母等待着你的挑戰。每處理好一個字母的外框,按「campare」,就可以跟大師版本的曲線對比。

參考文章:

陳永鴻:〈中文字型變變變〉,《電腦敎育》,第73期(1994年7月),頁48-51。

David Shen:〈字形潛談:向量字、外框字、點陣字、筆畫組字〉,收錄於義守大學檔案伺服器,1994。

譚沛然:〈參數化設計與字體戰爭:從 OpenType 1.8 說起〉,《Type is Beautiful》,2016年9月28日。

吳福生:〈文鼎懷古產品介紹〉,載於文鼎科技官網,2017年8月10日。

2018/09/24 04:25 +0800

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造字/電腦中文字型尋跡_外框字.txt · 上一次變更: 2019/02/20 19:09 +0800 由 ichirouuchiki
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