Форматы растровых шрифтов

Форматы растровых шрифтов

Область отображения большинства устройств, предназначенных для вывода шрифтов (в том числе дисплеев и принтеров), состоит из отдельных прямоугольных элементов, называемых пикселями. Каждый пиксель может быть окрашен в тот или иной цвет. На монохромном дисплее или на черно-белом лазерном принтере пиксель принимает одно из двух возможных значений, например, отображает черный или белый цвет. Цветные дисплеи и принтеры могут воспроизводить различные цвета, но символы стандартных шрифтов X Window формируются с помощью двух цветов. (Вы можете выбирать любые цвета, например, отображать текст с помощью черного и белого или красного и желтого цветов, но в формировании каждого символа будут участвовать только два цвета.) Каждый пиксель в составе растрового шрифта кодируется с помощью одного бита. Растровое изображение символа представляет собой набор битов — битовую карту. При отображении текста битовая карта символа копируется на устройство отображения.

В качестве примера рассмотрим рис. 15.1, на котором показано представление одного символа растрового шрифта. Даже если не принимать во внимание, какие именно пиксели закрашены черным, а какие белым цветом, данный рисунок иллюстрирует ряд характеристик растрового шрифта. Знакоместо (часть растровой сетки, предназначенная для отображения символа) имеет фиксированные размеры. В пропорциональных шрифтах, которые чаще всего используются в книгопечатании, различные символы могут иметь разную ширину. Соответственно различается ширина знакомест для разных символов одного и того же шрифта. Высота знакоместа фиксирована; фиксирована также высота большинства символов. (Существуют так называемые символы с подстрочными элементами. Подстрочный элемент располагается под нижней границей символа. Примерами подобных символов являются g, j, p, q и у. Заметьте, что на рис. 15.1 символ размещается в пределах знакоместа так, что остается место для подстрочного элемента.) Поскольку высота знакоместа фиксирована, размер шрифта на одном устройстве отображения остается постоянным. При переходе на другое устройство с другой разрешающей способностью размер символов изменится. Чтобы обеспечить отображение символов одинакового размера на различных устройствах или отображение символов разного размера на одном устройстве, необходимо иметь в наличии набор битовых карт.

Рис. 15.1. Битовая карта определяет, какие пиксели в составе знакоместа должны отображаться черным цветом, а какие — белым

Разрешающая способность дисплея обычно выражается в точках на дюйм (dpi — dots per inch), т.е. разрешение — это количество пикселей, помещающихся на отрезке в один дюйм. В большинстве устройств разрешающая способность по горизонтали и по вертикали совпадает, однако в некоторых случаях она может различаться. Мониторы компьютеров обычно имеют разрешение от 72 до 120 dpi, а разрешающая способность принтеров, как правило, лежит в пределах 144-1200 dpi. (Разрешающая способность, равная 144, характерна для матричных принтеров; кроме того, такое разрешение часто устанавливают, чтобы предельно ускорить процесс печати за счет снижения ее качества.) Разрешающая способность высокоуровневых принтеров и специализированных полиграфических устройств, как правило, намного превышает 1200 dpi. Разнообразие устройств печати и необходимость создания отдельного файла для каждого размера шрифта и для каждого значения разрешающей способности приводит к тому, что общее число файлов становится недопустимо большим.

На заметку

Многие принтеры снабжены встроенными растровыми шрифтами. В 1980-х годах такие шрифты широко применялись при выводе информации на печать. В настоящее время лишь отдельные программы работают со встроенными шрифтами. В большинстве случаев используются файлы шрифтов, хранящиеся на компьютере.

Размеры шрифтов измеряются в пунктах (эта единица измерения широко применяется в полиграфии). Для отображения текста абзаца обычно используется шрифт размером 9–14 пунктов. Выбор размера зависит от шрифта и назначения текста. Растровые шрифты чаще всего создаются в том случае, когда необходимо отображать символы фиксированных размеров на устройстве с определенной разрешающей способностью, например, если нужен текст размером 12 пунктов на устройстве с разрешением 144 dpi. Один и тот же шрифт позволяет отображать символы разного размера на устройствах с различной разрешающей способностью, однако шрифт, созданный с нуля и ориентированный на устройство с конкретным разрешением будет несколько отличаться от шрифта, перенесенного с другого устройства. При необходимости для отображения символов требуемого размера можно изменить битовые карты символов (например, уменьшить размер символов с 12 до 10 пунктов), однако в результате подобных действий отображается текст плохого качества.

Основным преимуществом растровых шрифтов является их простота, а следовательно, и возможность быстрого вывода на устройство отображения. Для вывода символа достаточно скопировать несколько битов из памяти компьютера на дисплей. Это было чрезвычайно важно в 1980-х годах, когда объем ресурсов, доступных пользователям, был крайне мал, но в середине 1990-х к внешнему виду отображаемых данных стали предъявляться все более строгие требования и качество растровых шрифтов перестало устраивать пользователей. В настоящее время быстродействие компьютеров достаточно велико и растровые шрифты применяются все реже.

Для представления шрифтов используются различные форматы. В ранних версиях X Window применялся формат SNF (Server Normal Format — обычный формат сервера), но сейчас он встречается редко. Как правило, в X Window используются шрифты в формате PCF (Portable Compiled Font — переносимый компилируемый шрифт). Формат BDF (Bitmap Distribution Format — формат распространения битовых карт) также часто применяется в X Window, но чтобы X-программы могли работать с ним, сервер шрифтов преобразует шрифты BDF в формат PCF. В других операционных системах используются другие форматы. Чтобы работать с ними в системе Linux, надо воспользоваться одним из преобразователей шрифтов.

На заметку

XFree86 использует PCF-шрифты, сжатые посредством программы gzip. В большинстве дистрибутивных пакетов для экономии дискового пространства шрифты поставляются в сжатом виде. При этом имена PCF-файлов оканчиваются символами .pcf.gz. Чтобы использовать эти шрифты при работе X-программ, не обязательно распаковывать их.

Шрифты, применяемые в системе Linux, не ограничиваются используемыми в X Window. Некоторые программы работают с собственными наборами шрифтов. Одной из таких программ является система TeX, в которой применяется формат Packed Font (файлы шрифтов имеют расширение .pk). Поскольку система TeX в основном разрабатывалась для подготовки материалов к печати, а представлению текста на экране монитора уделялось не слишком большое внимание, число пикселей, составляющих знакоместа в шрифтах Packed Font, существенно превышает соответствующий показатель других форматов.