字型光柵化

向量字型的光柵化方法

字型光柵化是將文字從一個向量表示(比如一個TrueType字型)轉化到光柵或者點陣圖表示的過程。在這個過程中往往涉及一些抗鋸齒技術來使得螢幕上的字型更加平滑易讀。這也經常會涉及「字型微調」技術。

字型光柵化的類型

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沒有抗鋸齒的光柵化圖像
 
沒有微調的抗鋸齒光柵化圖像
 
針對RGB平板顯示器的帶有微調和亞像素彩現的光柵化圖像

在一個現代作業系統中,光柵化一般是通過一個共享庫來提供的。這個庫可以內建在作業系統或者桌面環境中,或者在以後被加入。原則上說,每個應用程式可以使用不同的庫來進行字型光柵化,但是實際上作業系統一般更傾向於統一這個庫。

在比較舊的系統和嵌入式系統中,字型是通過預先設定的特定大小的點陣圖形來表示的。但是在大多數現代作業系統中,字型是通過數學的方式來表示的,從而允許任意大小的縮放。

光柵化的最簡單的形式是簡單線條繪製,而沒有任何形式的抗鋸齒。這是最快的方法(即它顯示在螢幕上需要的計算最少)。這種方法的缺點是字形在小尺寸上會變得不清晰。因此,許多字型資料檔案包含提示,幫助系統的光柵器決定在哪裡對字形特別麻煩的地方彩現像素,或包含特定的像素大小手工調整過的點陣圖。

一個更複雜的方法是使用電腦圖學中的抗鋸齒技術。對於字元邊緣處的每個像素,字元占據了該像素的比例可以確定,並將該像素繪製為對應的不透明度。例如,在白色背景上繪製一個黑色字母時,如果一個像素理想狀態下應被填滿一半(比如用對角線分割),它會被填充50%的灰色。這種方式的簡單應用可以產生模糊的字形。例如,如果一個字元中有一條1像素寬的垂直線,但這條線正好落在兩個像素之間,它在螢幕上會顯示為一個2像素寬的灰線。這種方式以解析度換取準確性。但是,如今的系統通常將線條的像素坐標強制為整數,這使字形看起來更銳利,但也使得列印出的線條比應有的寬度略寬或略窄。

 
子像素彩現的細節,呈現出組成白色字型的單個顏色的像素位置

目前使用的光柵化系統

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Microsoft WindowsWindows XP 開始支援 ClearType 彩現。 PDF 通常使用 Adobe CoolType 彩現。

參考文獻

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