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什么是ClearType?

2013-01-20 22:30:53 文章来源:泥客论坛 字体:

简介

ClearType,字体平滑,一种字型显示技术,是微软在LCD屏幕上增强文本的分辨率的字体技术,例如:那些用于便携式计算机的显示屏。ClearType技术使用了独有的信号处理和LCD屏幕的专利技术,提供了受人瞩目的增强易读性的清晰技术,明细的字符特征和间距。中方解释为“清晰”。在WindowsXP的“显示属性--外观--效果”中,可以看到“使用下列方式使屏幕字体的边缘平滑”选项中就可以看到这项技术。微软的ClearType技术仅适用于Windows XP和更高版本。它并不支持Windows95,98,ME,或2000。但它可能在桌面显示器上会出现微弱的模糊。要使用ClearType技术,您的显示卡和显示器必须至少支持256颜色数的设置。要获得最好的效果,需要支持(24-位)或(32-位)高彩色。本软件提供了一个调节“清晰度对比”的功能,可以调节屏幕字体显示的字体平滑对比度。也可以查看当前系统中所安装的字体的显示效果。如何启用ClearType如果你使用的是Windows XP或Server 2003操作系统,那么可以打开“显示属性”窗口,切换到“外观”标签页,打开图1所示的“效果”对话框,请选中“使用下列方式使屏幕字体的边缘平滑”复选框,并在下拉框中选中“清晰”,然后就可以使用ClearType显示效果了。

 详细介绍

ClearType技术长期以来,windows一直采用点阵字库方案来作为界面和文本的常规显示模式。中文使用宋体,英文使用Tahoma。网页制作人员也习惯了11点/12px的最小字号,用于阅读的正文字体则采用11.5pt/14px的大小。在这个字号下面,汉字的显示能达到最美观和易读的效果。因此多年以来大家都相安无事,但是液晶显示器的普及改变了这一切。

液晶显示器新潮时尚无辐射,字体显示清晰无比。但是和CRT显示器相比最大的一个缺点是:插值显示效果惨不忍睹。要达到最好的显示效果,液晶必须显示于屏幕的特定分辨率下面,就是对应于它原始发光点大小的显示分辨率,也就是它的最大显示分辨率。但不幸的是,这个最优分辨率下面的文字实在是太小了。大量从15寸CRT升级到17或19寸液晶的用户在最初的兴奋之后发现,界面和IE文字比原来缩小了24%以上,这对于长时间的阅读是一种灾难。而对于老年人和视力不是很好的人群,更加是一种致命的打击。

虽然现有的Window在界面显示中提供了大字体方案,但很明显这种未经优化的点阵大字体粗糙而难看,绝大多数人都无法接受。而更大的悲哀是,即便你做好心理准备去忍受这种难看的大字体,它仍然无法应用于IE浏览中。

苹果用户们可能知道,在Apple公司的中文操作系统OSX上面,已经可以看到一种平滑显示的优美黑体,在系统界面和网页上都可以完美的显示。同样,在Linux系统中,也采用了一种“字体渲染”技术,可以在在界面上平滑的显示矢量中文黑体。但是,在拥有最多用户的Windows世界呢?

无论如何,微软必须赶在液晶全面普及之前找到一条可行的界面文字显示解决方案。于是微软重新找出了他们的ClearType技术。

等等!为什么是重新?

因为ClearType的确不是一种新技术了,这是微软公司于1998年底发布的一项屏幕字体优化显示技术,可以在屏幕上平滑显示矢量字体,以改善LCD的文本显示效果。

微软宣称:ClearType将LCD的显示分辨率提高了200%,而且特别适合现有的液晶显示设备,包括台式平面显示器、笔记本电脑显示器以及更小的设备,例如手持电脑和掌上电脑。通过大幅提高屏幕字体显示分辨率,ClearType字体技术将使新的产品类别如电子书籍(eBooks)成为现实,同时能改善现有的电子表格、字处理文档和Internet内容的显示清晰度。

提高了200%,也就是提高到了300%,有没有这么夸张呢?让我们先来了解一下这个ClearType技术的实现原理好了。

我们知道,在计算机上图像的最小存储单位是像素,因此,即使是世界上最优秀的图像处理软件,例如Adobe公司的Photoshop,也无法生成比一个像素更小的图像信息。但是,在屏幕显示上,情况就稍微有些不同。在屏幕上,信息也是一个一个像素所组成的,但如果你用放大镜来查看就会发现,屏幕上的每一个点,都是红绿蓝的栅条所组成的,即使是你看起来纯白色的点,也不例外。事实上屏幕上的所有颜色,都是通过不同亮度的红绿蓝(RGB)这三种颜色来搭配显示出来的。比如纯白色就是RGB亮度都是100%,而纯黑色就是RGB亮度都为0,而RGB三种颜色的亮度等比例的提升或者降低则形成了各种中间灰度。

那ClearType是怎么回事呢?简单说,就是微软创造性的打破了原有像素的局限,将任意三个连续的RGB栅条当成一个像素来显示,从而实现了比像素更小的显示精度。

我们可以说,ClearType技术是把一个像素掰开成三个来使用,因此,LCD屏幕的水平分辨率一下子就提高到了原来的300%,能够实现比原来细腻得多的显示效果。所以微软在这个问题上的确没有夸大。

如此优秀的ClearType显示技术早在8年前就开发出来了,但为什么一直没有得到广泛的应用呢?

这种技术仍然是有局限的

首先,普通CRT屏幕的屏幕点阵和液晶屏幕的分布是不一样的,CRT的栅格是一种类似于蜂巢的交错排列的圆形发光点,所以,ClearType在CRT上面的显示效果提升没有液晶那么明显,在有些显示器上还可能会更糟糕。所以,ClearType技术的推广应用在硬件上有赖于液晶显示器的普及。其次,由于液晶的栅条是垂直的,所以这种显示仅仅提升了水平的显示分辨率。根据CSDN上的技术说明,假如屏幕发生了旋转——例如现在不少液晶显示器都支持旋转90度的显示方式,那么ClearType的显示可能会出问题。(不过在我的三星173p+上面测试,旋转90度之后完全没有问题,甚至根本看不出任何显示上差别,所以我想现在发布的ClearType早已经修正了这个bug。)最后,这种技术还需要操作系统的支持,目前ClearType技术能用于Windows XP、Windows 2003、Vista和Windows 7等系统中。

如果你使用WindowsXPsp2以上的系统,你现在就可以下载安装一个叫做ClearTypeTuner的小工具来微调字体显示的效果,以体验这种文本显示质量的提升。不过,遗憾的是,平滑的效果仅仅限于英文,它对于中文汉字完全不起作用。

复杂的中文ClearType

在中文世界里面,情况就更为复杂,即使解决了上面的这些问题,仍然有最后一个艰难的障碍需要跨越。

中文世界里缺少一套合适的ClearType屏幕正文显示字体。【现在,微软雅黑字体是合适的ClearType字体。】

这款字体必须能解决在ClearType平滑显示状态下小字号正常阅读的问题。现有的所有中文字库都无法在ClearType平滑显示状态下完美的文本显示。我们知道,Windows中的宋体、黑体等字体是由中国北京的中易公司开发的,然后微软向中易公司购买了版权之后嵌入Window中文版本。之前的宋体之所以能够在小字号点阵状态下很好的显示,是由于宋体在矢量字库中嵌入了12、14、16、18等几个点阵字库,才得以比较优秀的显示。但在ClearType状态下,继续采用这样内嵌点阵的方式来显示汉字,就会和平滑显示的英文粗细不一致,同时风格上非常的不协调。由于当初的宋体不是为平滑显示而设计的,强制平滑显示的效果就显得纤细发虚,看起来很模糊。

ClearType来进行平滑显示

那为什么英文矢量字体就可以直接使用ClearType来进行平滑显示呢?这是因为大多数优秀的英文字体并不是采用内嵌点阵的方式来进行优化的,它们采用的是一种叫做Hinting(字形微调)的技术来对小字号的显示进行优化。

我们知道,矢量字体是可以无限平滑缩放的,在使用的时候,要通过操作系统的字体引擎自动的解析渲染为实际的像素,才能够在屏幕上显示出来。但是在字号很小的时候,由于能使用的像素非常有限,这种自动解析会出现很多问题,例如笔画粗细不匀,文字之间高低不齐,甚至笔画模糊无法识别等。因此必须由字体设计师人工干预,在矢量字库中嵌入一些附加的提示信息,来告诉字体渲染引擎在某个特定的字号下面,应该如何对这个字符的细节进行修正,才能准确的显示。这种在矢量字体中嵌入的提示信息,就叫做Hinting。

对于中文字体来说,这种提示就更为重要,因为中文的笔画繁多,自动解析的错误也就更多更严重。在字号更小的情况下,根本无法显示全部的笔画,这时候还需要设计师在不影响整体的情况下,对笔画进行取舍,去掉一些不影响识别的笔画,否则这个文字就会因糊成一团无法识别。Hinting调整的范围需要涵盖各级小字号,一般最少要包括9px-18px这个常用的字号区间。这种Hinting,即使是对于非常有经验的设计师,也是非常高难度而且费时费力的工作。

我们知道英文只有26个字母,但是对于中文的汉字情况就复杂的多了,仅仅是最常用的汉字就有6000个,然后为了在简繁体混排时候能完美的显示,就必须同时包含繁体和简体两套字符,再加上众多的不常用但是会在古籍文献中非常重要的生僻字,一套比较完整的大字符集字库所包含的字符数目将接近3万个。仅仅是这矢量造字的工作就是非常浩大的。

这还不算,作为一套功能完整的正文字体,还需要考虑到斜体和粗体的显示。所有的斜体状态,也同样必须由设计师对不同的字号指定不同的Hinting,否则就会有显示问题。为了更完美的显示粗体,微软决定将标准体和粗体分开,作为两套单独的字体来设计,安装时也是两套字体,但在系统中使用时是显示为一套字体的不同状态。这套单独的黑体也同样需要单独造字,然后指定一系列的Hinting和斜体Hinting。因此要开发一套优秀的中文大型字库,耗费的人力物力是惊人的。这也正是这套字体会如此昂贵的原因之一。

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