Android文字显示效果研究

TrueType Font ,Apple和微软公司合作推出的文字文件格式,一个TTF字符由大量多边形组成,每一个多边形由一个名叫TTPOLYGONHEADER的数据结构开始,跟在TTPOLYGONHEADER后面的是一系列的TTPOLYCURVE数据结构体。多边形的顶点是POINTFX类型的数据结构点。

字体是如何保证对齐的呢?原来在字库内部,有一个基准线,就好像信纸的虚线,用来水平方向对齐的,同样,也有个垂直方向的基准线。每个字都有上浮和下沉的高度,这也是该字的最上和最下的点所处的位置。

矢量字在不同字号下,根据点阵尺寸,显示的精细程度也不一样。我们这里将“8”放大了看,在小字号和大字号下的效果。

在不同的字号下,根据最简单的缩放原理,将所有的点缩放到合适的位置,再确定曲线。这时候,一条边就占据不了整列像素,或者一条边压在了两列像素的中间,这样就造成了灰色的线条。而这并不是我们想要的效果,Photoshop通过USM锐化滤镜,将虚边得以逐步清晰,以达到所要的矢量字。

苹果系统通过调整整体点阵的位置,将所有的点适当偏移半个像素以内的位置,可以实现较为清晰的字体。如果在关闭了消除锯齿方式,则有些边线由于占据不了半个像素,而不能够显示,这就形成了所谓的缺边或者缺笔划。

有些软件,比如AdobeAcrobat,通过一种较为复杂算法,以实现矢量字的清晰。将某些关联的点作为一个segment,并且局部偏移到邻近的整数位,而其他部分不动。这种方法目前较为流行,可以实现比苹果和ps还要清晰的矢量效果。

为什么我们通常看到的齿条文字这么清晰呢

微软的TTF为了保证小字号下的清晰,可谓是用尽了方法。首先,在庞大的字库,内置了数个字号的点阵字,接着才是矢量字。比如宋体,内置了12、14、16、18等几个点阵字库,在这些之外才使用矢量字库来渲染。这也是为什么一个TTF文件要几兆甚至几十兆的容量,不过内嵌的点阵字越多,在不同字号下实现的效果自然越好。别小看了这些点阵字,每一个都是平面设计师在工具上画的,并非由软件生成。唉,可怜的设计师啊~~~~~~

(ps:Android自带字库最大就5M,是矢量字库)。

不过,有个特例。比如Arial字体,内部全是矢量字,但各种尺寸下都是这么清晰。为什么呢?

原来,微软在字库中加入了解释程序,interpreter,一种专门用于字库渲染的脚本命令。在不同的字号下,都有相应的语句,将矢量字得以最清晰化。这是一种更复杂的技术,微软也觉得不能广泛使用,所以只有在部分的英文字库中才有,而且该脚本对应每个字都有一段代码,容量非常大,用在汉字上几乎是不可能,除非是整个文字不多于100个才能使用。

interpreter就是这么神奇,他也是目前最好的技术之一,能够将矢量字渲染的和点阵字一样的清晰。他将某些边线的距离拉开,而将另一部分收缩,总之是按照人的想法来做的,这也是编好的程序。

矢量字体的终极技术

在1998年的时候,微软声称发明了一种新的技术,能在LCD上将矢量字体的清晰度提高到300%。而后,出现了名为Microsoft Reader的软件。Adobe也不甘示弱,随即在Acrobat 4中对CoolType进行了支持,而Linux的FreeType库也开始支持次像素平滑。从实际效果来看,Acrobat做的最好,最灵活,而微软的缺少适当的调节工具,Linux的次像素平滑简直就是垃圾,照虎画猫。(ps:所以Ubuntu的中文会显示的那么别扭,android基于linux但Google进行了优化,文字显示效果得到质的提升)。

ClearType使用彩色来描边,显示对比度越是强的文字,比如白底黑字或者黑底白字,都是最清晰的。其实,理论上ClearType能够将显示精度提到到300%,但实际上只能达到200%左右。

一般来说,液晶显示器的点阵分布都非常均匀,每个点都是由红绿蓝3色排列而成。我们通常要显示一个白色,需要将红绿蓝都点亮,而黑色是都不显示。ClearType将点的概念再次扩展,把邻近的两个点3色混淆,借前一个点的颜色而忽略后一点的某种颜色。这样,就可以把传统的一个点的最小单位扩展到1/3个点的单位。

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