多媒体文化基础·chp10_数字字体

多媒体文化基础 第10章数字字体 林福宗 清华大学计算机科学与技术系 linfz@mail.tsinghua.edu.cn 2010年6月 2010年6月13日 多媒体文化基础 2 of 42 第三部分数字媒体基础与技能 第三部分数字媒体基础与技能  媒体(media)有三种含义  传播媒体：携带信息的载体，如文字，声音，图像，电视  存储媒体：存储数据的物理载体，如纸，磁盘，光盘，磁带  传输媒体：传输数据的物理载体，如电缆，无线电波  数字媒体(digital media)  用二进制数0和1组成的数据来达信息的传播媒体  编码文字、数字声音、数字图像和数字影视都是数字媒体  数字媒体是模拟媒体的数字化，相对于模拟媒体而言  数字媒体可认为是多媒体的同义词 2010年6月13日 多媒体文化基础 3 of 42 第10章数字字体 第10章数字字体 10.1 字符概念的扩展 10.2 字体的概念 10.3 字体的规范与标准 10.4 字符的度量 10.5 字体管理工具 10.6 字体制作工具 10.7 其他字体工具 2010年6月13日 多媒体文化基础 4 of 42 10.1 字符概念的扩展(1)  字符与字符集 字符的定义  自然进化的写语言和计算机程序语言 中有意义的最小单元，如汉字、字母、数字、 符号或其他标记。  “字”可认为是文字、字母和数字  “符”可认为是标点符号、控制符号和其他标记 字符集的定义  相互之间有一定关系的一组字符  可由全部或部分的文字、字母、数字、符号或标 记组合在一起的一组字符 2010年6月13日 多媒体文化基础 5 of 42 10.1 字符概念的扩展(2)  编码字符与字符集 编码字符的定义  用0和1组合的代码表示的符号  如用代码表示的文字、字母、数字、符号或其他标记，通 常简称为“字符”编码字符集的定义  相互之间有一定关系的一组编码字符  可由用代码表示的全部或部分的文字、字母、数字、符号 或其他标记组成的集合  【例】GB 2312标准收录的6763个汉字构成一二级 汉字字符集  包含汉字、英文字母、俄文字母、阿拉伯数字、数学运算 符号、中英文标点符号和日文平假名和片假名等 2010年6月13日 多媒体文化基础 6 of 42 10.2 字体的概念(1)  字体和字样  在书法领域  “字体”定义为文字的书写形式，如汉字字体有 篆书、隶书、草书、楷书、行书等，也指书法的 流派或风格特点  “字样”定义为文字形体的笔画规范  字体(font)的定义  具有相同字样(typeface)的字符集  字样(typeface)的定义  一套字符的设计规范(design) 2010年6月13日 多媒体文化基础 7 of 42 10.2 字体的概念(2) Word英文版 Word中文版 Microsoft Office Word 2003中英文版的字体对话框 2010年6月13日 多媒体文化基础 8 of 42 10.2 字体的概念(3)  字体和字样的关系  字体是使用同一字样的有名称的字符集  字样是具体的设计规范，如隶书设计规范 字样(typeface) 字形(style) 字体名称 (font name) 常规 加粗 倾斜 加粗斜体 字号 有志气 有志气 有志气 有志气 五号 有志气 有志气 有志气 有志气 小四 有志气 有志气 有志气 有志气 四号 有志气 有志气 有志气 有志气 小三 隶书 …… …… …… …… …… …… 有目标 有目标 有目标 有目标 五号 有目标 有目标 有目标 有目标 小四 有目标 有目标 有目标 有目标 四号 有目标 有目标 有目标 有目标 小三 楷体 …… …… …… …… …… 字体和字样的关系 2010年6月13日 多媒体文化基础 9 of 42 10.2 字体的概念(4)  字体类型 1. 位图字体(bitmap font)  由位图字符构成的字符集  字体中的每个字符都用许多点(dot)或称像素(pixel)表示  一个字存储成一幅图  显示和打印时无需数学计算，速度快；放大后视觉效果差 2. 轮廓字体(outline font)  由轮廓字符构成的字符集。空心字体(hollow font)是 轮廓字体中的一种 方正彩云字符 Just Another Font字符 College Halo字符 2010年6月13日 多媒体文化基础 10 of 42 10.2 字体的概念(5)  轮廓字体也叫做矢量字体(vector font)  每个字符由用数学描述的矢量和曲线构成  定义字符轮廓的曲线叫做“贝塞尔曲线”  轮廓字体是可缩放字体(scalable font)  通过改变数学公式中的参数可改变字符外观  PostScript Type 1(Type 1)、TrueType (TT)和OpenType 都是可缩放字体  轮廓字体需要转换成点阵才能在输出设备上显示 或打印，这个转换过程叫做光栅化(rasterization)  位图字体常用矢量字体产生 2010年6月13日 多媒体文化基础 11 of 42 10.2 字体的概念(6) 3. 笔画字体(stroke-based font / stroke font)  由笔画字符构成的字符集  字体中的字符使用各种规定的笔画和附加信息来 定义，而每种笔画的粗细、大小和外形可用贝塞 尔曲线来描述  核心技术与轮廓字体的核心技术相同 2010年6月13日 多媒体文化基础 12 of 42 10.2 字体的概念(7)  贝塞尔曲线  1. 贝塞尔曲线(Bézier curve)  法国工程师Pierre Étienne Bézier (1910—1999)的 中译名  用数学方法计算的曲线，可把多个点连成自由形 态的光滑曲线或曲面  只需少量的点就可定义大量的形状  在轮廓字体、计算机辅助设计(CAD)、动画软件 中大显身手 2010年6月13日 多媒体文化基础 13 of 42 10.2 字体的概念(8)  2. 线性贝塞尔曲线  假设有两个点P0 和P1 ，线性贝塞尔曲线(linear Bézier curve)是用函数描绘的一条直线 t 用于描述B(t)从P0 向P1 方向走过的路径(path)。例 如，当时t=0.5，从P0 向P1 走了一半路程；当t从0 到1时，描绘的曲线是一条P0 到P1 的直线 0 1 0 0 1( ) P (P -P ) (1 )P +P , 0 1B t t t t      线性贝塞尔曲线的生成过程 2010年6月13日 多媒体文化基础 14 of 42 10.2 字体的概念(9)  3. 二次贝塞尔曲线  假设有三个点，P0 、P1 和P2 ，二次贝塞尔曲线 (quadratic Bézier curve)是用函数描绘的路径，在 数学上用下式表示 2 2 0 1 2( ) (1 ) P +2(1 ) P + P , 0 1B t t t t t t     二次贝塞尔曲线的构造 二次贝塞尔曲线的生成 二次贝塞尔曲线的构造和生成过程 2010年6月13日 多媒体文化基础 15 of 42 10.2 字体的概念(10)  4. 三次贝塞尔曲线  假设在三维空间的平面上有四个点，P0 、P1 、P2 和P3 ，P0 到P3 的三次贝塞尔曲线(cubic Bézier curve)用函数描绘，在数学上用下式表示 3 2 2 3 0 1 2 3( ) (1 ) P +3(1 ) P +3(1 ) P P , 0 1B t t t t t t t t       三次贝塞尔曲线构造 三次贝塞尔曲线的生成 三次贝塞尔曲线的构造和生成过程 2010年6月13日 多媒体文化基础 16 of 42 10.3 字体的规范与标准(1)  三种字体规范  PostScript Type 1  TrueType (TT)  OpenType  国际字体标准  开放字体格式(OFF)  都是轮廓字体  用贝塞尔曲线描述字体的轮廓  都是可缩放字体  显示或打印时都要转换成点阵  使用“提示技术(hinting)”解决小字号的失真问题 2010年6月13日 多媒体文化基础 17 of 42 10.3 字体的规范与标准(2)  PostScript Type 1  Adobe公司开发了两种字体规范  PostScript Type 1  PostScript Type 3  市场上只有PostScript Type 1字体  Type 0、Type 2和Type 4有其他用途 2010年6月13日 多媒体文化基础 18 of 42 10.3 字体的规范与标准(3) 1. PostScript语言(PostScript language)  John Warnock and Charles Geschke在1982年创建的 解释语言[1]，在电子和桌面出版领域作为页面描述 语言(page description language，PDL)后开始流行  PostScript语言具有强大的图形功能，可用来描述字 符的外貌、图形的形状以及如何打印或显示页面上 的字符和图像  PostScript页面描述语言使用类似英语的命令，可控 制页面的布局和描述字体的字样  PostScript命令是用ASCII字符表示的文字型语句， 通过安装在打印设备上的PostScript解释程序，将 PostScript命令转换成打印设备使用的语言 2010年6月13日 多媒体文化基础 19 of 42 10.3 字体的规范与标准(4) 2. PostScript字体  用PostScript页面描述语言定义的字体，字符 轮廓用三次贝塞尔曲线(cubic Bézier curves)  打印PostScript字体需要使用安装有PostScript 页面描述语言解释程序的打印机—— PostScript打印机，如激光打印机  与位图字体相比，PostScript字体的平滑度 高，细节清晰，可作为印刷工业的字体标准 2010年6月13日 多媒体文化基础 20 of 42 10.3 字体的规范与标准(5) 3. PostScript Type 1字体规范  PostScript Type 1字体规范简称Type 1  使用PostScript页面描述语言定义的字体规 范，用于专业的计算机排版[1]  与打印管理软件(Adobe Type Manager， ATM)和“PostScript打印机”一起使用  Type 1也称PS1、T1或Adobe Type 1  使用三次贝塞尔曲线描绘的轮廓  使用PostScript Type 1 Font规范生成的字体叫 做“Type 1字体”或“PostScript字体” 2010年6月13日 多媒体文化基础 21 of 42 10.3 字体的规范与标准(6)  TrueType  苹果公司20世纪80年代后期开始开发的字体规范  1991年5月发布TrueType规范和TrueType字体  可精确控制字体的显示，甚至可操作具体像素  描述文字轮廓的曲线是直线段和二次贝塞尔曲线 (quadratic Bézier curves)的组合  使用TrueType Font规范开发的字体，在屏幕上显示 的字体和在打印机上打印出的字体一致，称为“所 见即所得(what you see is what you get，WYSIWYG)”  微软公司在1992年开始采用  现在几乎所有操作系统都支持TrueType字体 2010年6月13日 多媒体文化基础 22 of 42 10.3 字体的规范与标准(7)  OpenType  微软和Adobe公司于1996年联合开发的字体规范  支持微软公司的TrueType Open和Adobe PostScript Type 1字体规范，从2000年开始大量出现  OpenType字体可包含65 536个字符，使用Unicode编 码，可支持任何种类的文字  OpenType字体文件包含屏幕显示字体数据和打印设 备使用的字体数据；将位图字体、轮廓字体和度量 数据都组合成单个文件，这样就简化了字体的管理  从1996年至今，微软公司和Adobe公司开发了多个 版本的OpenType字体规范，2009年的版本是 OpenType 1.6 2010年6月13日 多媒体文化基础 23 of 42 10.3 字体的规范与标准(8)  ISO/IEC OFF标准  OpenType字体规范的改进版本  字体的基本规范是PostScript Type 1和TrueType  OpenType字体规范将PostScript和TrueType综合 在一起  2007年3月发布国际字体标准  名称：开放字体格式(Open Font Format，OFF)  标准号：ISO/IEC 14496-22  纳入视听对象编码(Coding of audio-visual objects) 标准  多媒体应用需要多种类型的数字媒体的支持，除了数 字声音和数字视像外，数字字体是不可缺少的媒体， 而且需要支持世界上的所有语言 2010年6月13日 多媒体文化基础 24 of 42 10.4 字符的度量(1) 中文字符同时采用字号制和磅数制 字号和磅值之间不存在线性关系  字符的度量  中文文档包含汉字和英文字符  汉字是方块字，字符大小用高度和宽度度量  英文字符用多个参数度量，见下图 2010年6月13日 多媒体文化基础 25 of 42 10.4 字符的度量(2) 英文字符的几何参数 2010年6月13日 多媒体文化基础 26 of 42 10.4 字符的度量(3)  字符的度量单位  字号制  字号是衡量中文印刷字符大小的度量单位，如初号、小初、 一号、…、四号、小四号、五号、…、七号和八号  磅数制/点数制(point system)  磅(point)/pt/p是国际上通用的印刷字符度量单位，如5， 5.5，…，11，12，14，16，……  不是公制也不是英制。各国对“磅”大小的规定不尽相同  桌面出版系统与传统的“磅”值有差别，如PostScript用 1磅≈1/72英寸  磅数制通常认为 1磅＝0.013837英寸= 0.3514598 毫米  中文字符采用字号制，用磅数制作辅助 2010年6月13日 多媒体文化基础 27 of 42 10.4 字符的度量(4)  字号与磅值 字号 磅数值 毫米 字号 磅数值 毫米 初号 42 12.7 四号 14 4.93 小初 36 11.1 小四 12 4.25 一号 26 9.66 五号 10.5 3.70 小一 24 8.42 小五 9 3.15 二号 22 7.80 六号 7.5 2.81 小二 18 6.39 小六 6.5 2.45 三号 16 5.55 七号 5.5 2.12 小三 15 5.23 八号 5 1.75 Microsoft Office 2003 中的字号和磅的对应关系 Word的最大磅值可达1638磅 2010年6月13日 多媒体文化基础 28 of 42 10.4 字符的度量(5) 三号 有志气 有目标 有信心 有爱心 I Love you 四号 有志气 有目标 有信心 有爱心 I Love you 小四 有志气 有目标 有信心 有爱心 I Love you 五号 有志气 有目标 有信心 有爱心 I Love you 小五 有志气 有 目 标 有信心 有爱心 I Love you 字号 宋体 楷体 黑体 隶书 Times New Roman 字符大小示例 2010年6月13日 多媒体文化基础 29 of 42 10.5 字体管理工具 (1) 字体管理 查看、安装和卸载字体的操作 执行这些操作的软件称为字体管理工具  计算机上的字体  在Microsoft Windows XP环境下，字体文件 安装在文件夹C:\WINDOWS\Fonts下  PostScript Type 1(Type 1)字体文件  TrueType (TT)字体文件  OpenType字体文件  Windows系统字体 2010年6月13日 多媒体文化基础 30 of 42 10.5 字体管理工具 (2)  Font Fitting Room  ApoliSoft公司开发的字体管理工具，汉化版 的名称叫做“字体试衣间”  2009年版本是Font Fitting Room V3.x.x.x  基本功能和特性：  以不同颜色显示系统默认字体、已安装字体和未 安装字体  可快速浏览各种字体及其字样  可直接安装或删除字体  支持多种字体文件格式  可查看字体的详细属性，包括字体、版权、版本、 商标、制造商及URL地址 2010年6月13日 多媒体文化基础 31 of 42 10.5 字体管理工具 (3) 字体管理工具Font Fitting Room V1.2.1用户界面 2010年6月13日 多媒体文化基础 32 of 42 10.5 字体管理工具 (4)  FontFrenzy  FontFrenzy(http://www.sdsoftware.org/)  免费注册的字体工具  具有如下功能：  可查看当前系统已安装的字体和字样，可安装和删除字体  可创建一个字体快照文件做备份，以便将来可用它恢复系 统原来的字体配置  可将不使用的字体从系统字体文件夹(如Windows\Fonts)移 到你指定的文件夹  可将不是Windows XP的默认字体移到用户指定的文件夹， 执行一次操作就可完成  这样做的好处是，Windows启动时只加载默认的字体文件， 可缩短Windows的启动时间 2010年6月13日 多媒体文化基础 33 of 42 10.6 字体制作工具(1) 领略软件设计师的创新思维和 软件工程师的精湛技艺 字体制作工具很多  适合普通用户使用的FontCreator  适合专业人员使用的FontLab Studio  字体爱好者用的Chinese Symbol Studio和 Ougishi 2010年6月13日 多媒体文化基础 34 of 42 10.6 字体制作工具(2)  FontCreator  荷兰high-logic公司开发的字体编辑器，用于 制作和编辑字体文件  适合普通PC用户、印刷人员和图形设计师使用  可让用户选择和修改TrueType和OpenType字体  可将图上的文字转换成轮廓，制作自己的签字、 标识符和手写字，可用在文字处理和图表软件中 2010年6月13日 多媒体文化基础 35 of 42 10.6 字体制作工具(3) 2010年6月13日 多媒体文化基础 36 of 42 10.6 字体制作工具(4)  基本功能和特性：  以不同颜色显示系统默认字体、已安装字体和未 安装字体  通过列表和样本文字，快速浏览各种字体及其 字样  可直接安装或删除字体，支持同时安装或卸载多 种字体  可支持多种字体文件格式  可查看字体的详细属性，包括字体、版权、版本、 商标、制造商及URL地址 2010年6月13日 多媒体文化基础 37 of 42 10.6 字体制作工具(5)  FontLab Studio  FontLab公司开发的数字字体编辑器，用于 制作和编辑专业级的字体，如PostScript、 TrueType和OpenType字体  适合各类专业人员使用，如字体设计师和排 版印刷人员 2010年6月13日 多媒体文化基础 38 of 42 10.6 字体制作工具(6) FontLab Studio 5的用户界面 2010年6月13日 多媒体文化基础 39 of 42 10.7 其他字体工具(1)  Chinese Symbol Studio  产生中文书法字体的软件，译成“中文符号生成器”  可把输入的英文字词或一句话自动翻译成中文，然 后显示指定字样的中文字，例如，输入I love you， 就会显示我爱你  允许用户直接输入中文，然后按照指定的字体显示。 例如，输入天高任鸟飞海阔凭鱼跃，可显示如下所 示的中文字 2010年6月13日 多媒体文化基础 40 of 42 10.7 其他字体工具(2) Chinese Symbol Studio的用户界面 2010年6月13日 多媒体文化基础 41 of 42 10.7 其他字体工具(3)  Ougishi  书法家毛笔字模拟软件，可将任何人写的字转换成 像书法家写的字  可选用的字体包括行书、草书、王羲之、怀素、徽 宗、苏轼等十几种字体  选择你喜欢的字体，用鼠标器或输入笔，在“书写 窗口”中写几个字，如“和谐”，就可看到自己写 的字变成了书法家那样的优美文字  如果对显示的效果不满意，可在书写窗口右边的工 具栏中，调整笔脉、轻笔、连绵、宽度、抑扬、飞 白等数值，以改变字样  可作为广告设计的辅助工具 2010年6月13日 多媒体文化基础 42 of 42 10.7 其他字体工具(4) Ougishi v4.00 Lite beta 30的用户界面 多媒体文化基础 多媒体文化基础�第10章 数字字体 第三部分 数字媒体基础与技能 第10章 数字字体 10.1 字符概念的扩展(1) 10.1 字符概念的扩展(2) 10.2 字体的概念(1) 10.2 字体的概念(2) 10.2 字体的概念(3) 10.2 字体的概念(4) 10.2 字体的概念(5) 10.2 字体的概念(6) 10.2 字体的概念(7) 10.2 字体的概念(8) 10.2 字体的概念(9) 10.2 字体的概念(10) 10.3 字体的规范与标准(1) 10.3 字体的规范与标准(2) 10.3 字体的规范与标准(3) 10.3 字体的规范与标准(4) 10.3 字体的规范与标准(5) 10.3 字体的规范与标准(6) 10.3 字体的规范与标准(7) 10.3 字体的规范与标准(8) 10.4 字符的度量(1) 10.4 字符的度量(2) 10.4 字符的度量(3) 10.4 字符的度量(4) 10.4 字符的度量(5) 10.5 字体管理工具 (1) 10.5 字体管理工具 (2) 10.5 字体管理工具 (3) 10.5 字体管理工具 (4) 10.6 字体制作工具(1) 10.6 字体制作工具(2) 10.6 字体制作工具(3) 10.6 字体制作工具(4) 10.6 字体制作工具(5) 10.6 字体制作工具(6) 10.7 其他字体工具(1) 10.7 其他字体工具(2) 10.7 其他字体工具(3) 10.7 其他字体工具(4) 多媒体文化基础