Klar type
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. april 2021; checks kræver 5 redigeringer .ClearType (fra engelsk "clear font" ) er en metode til at udglatte tekst på visse typer computerskærme (især LCD'er), baseret på SubPixel Rendering-teknologi , registreret af Microsoft Corporation .
Historie
For første gang denne teknologi i den form, som den nu præsenteres på Comdex efterår 1998. ClearType dukkede op i forbrugersoftware i 2000 som en del af Microsoft Reader . Windows XP tillod alle programmer (selv gamle) at anti-alias tekst ved hjælp af ClearType. Apple bruger ClearType under en krydslicensaftale .
ClearType er inkluderet med DirectX 10 - ethvert videokort, der understøtter DirectX 10, kan lave sub-pixel-gengivelse af tegn uden deltagelse af CPU'en .
Yderligere udvikling af denne teknologi blev kaldt Natural ClearType [1] , senere blev den omdøbt til DirectWrite . Denne teknologi er en del af DirectX 11. Hvis ClearType i Windows XP ikke ændrede tekstens bredde for bagudkompatibilitet , så kan DirectWrite allerede gøre dette - men det er også en speciel API , der ikke er tilgængelig for ældre programmer.
ClearType understøttes også på nogle Linux- distributioner , såsom Ubuntu [2] [3] .
Sådan fungerer ClearType
I CRT-skærme har arrangementet af røde, grønne og blå lys-emitterende elementer (fosforkorn) intet at gøre med pixelgrænser. [4] På flydende krystalskærme består hver pixel af tre sådanne elementer: rød, grøn og blå. Disse elementer (lad os kalde dem subpixels) er rektangler ⅓ pixel brede og 1 pixel høje , og de er arrangeret strengt i rækkefølge. Typisk behandler grafiksoftware en pixel som en enkelt enhed . ClearType opfatter på den anden side subpixels som uafhængige strukturelle enheder.
ClearType- algoritmen består af to trin.
Trin 1: Subpixel-gengivelse
Teksten gengives i en vandret opløsning , der er tre gange den krævede opløsning. Hver pixel af den modtagne tekst svarer til en underpixel på skærmen. Det opnåede resultat er vist i figuren til venstre (linje 3, 6, 7).
På figuren er den resulterende linje (3) hvid, fordi den er præcis tre subpixels bred. Ofte er tykkelsen af linjerne ikke delelig med 3, ikke alle subpixels bruges, og de dele af objektet, der vises i dem, har en klar farvenuance. Derudover virker den grønne underpixel lysere, mens de røde og blå underpixel virker mere mættede. For at undertrykke disse farveforskelle anvendes et andet trin.
Trin 2. Fordeling af lysstyrke
På det andet trin sløres teksten i vandret retning - det vil sige, at en del af lysstyrken, for eksempel af den røde subpixel, overføres til dens grønne og blå naboer.
Intensiteten af hver subpixel beregnes ved hjælp af formlen
,
hvor V -2 er den initiale intensitet af subpixlen, der er 2 til venstre for den betragtede, V -1 er den initiale intensitet af subpixlen til venstre for den betragtede, osv.; a , b og c er koefficienter således at 2 a + 2 b + c = 1. Klassikerne er , , .
Således er lysstyrken af hver underpixel fordelt på fem tilstødende underpixels, og farveartefakter bliver mindre mærkbare.
Denne lysstyrkefordelingsalgoritme er designet til skærme, hvor alle pixels har samme subpixel-arrangement (for eksempel RGB). Hvis rækkefølgen af subpixels er forskellig i forskellige linjer, kan sløringsniveauet reduceres eller endda springe dette trin over.
Hvorfor det virker
Vores øjne kan opfatte både kontrasten af farver og kontrasten af lysstyrke . Men i små skalaer opfattes farvekontrasten som næsten tre gange svagere, så tekst gengivet med ClearType ser monokrom og glat ud. Ser man godt efter, kan man se rød-blå "striber" rundt om teksten, men de påvirker ikke læsningen under normale forhold.
Rollen af det vandrette arrangement af subpixels
Det vandrette (snarere end lodrette) arrangement af subpixels i forhold til hinanden spiller en vigtig rolle i betjeningen af ClearType. En tredobling i vandret opløsning giver mulighed for variabel tegnafstand , mere realistisk fed og kursiv skrift og mere præcise tegnbredder.
Da teksten desuden allerede er sløret i vandret retning med en radius på 2 subpixels, kan ClearType-tegn flyttes til venstre-højre uden tab af kvalitet i trin på 1 ⁄ 256 subpixels [5] . Hverken Windows Vista eller Mac OS bruger denne teknik (men det gør den i Adobe Acrobat og DirectWrite , introduceret i Windows 7 [1] ).
Hvis subpixelerne var stablet under hinanden (som i en 90° roteret LCD-skærm), ville subpixel-gengivelsesmotoren øge den lodrette opløsning, hvilket er mindre nyttigt. Windows Vista , Windows XP Tablet PC Edition og FreeType har understøttelse af dette subpixel-arrangement (kaldet Y-retning anti-aliasing i Windows og vRGB/vBGR i FreeType). Kvaliteten af teksten med dette output er væsentligt lavere.
[3] ClearType på CRT-skærme
ClearType virker ikke på ikke-standardopløsning CRT- og LCD-skærme (som ikke har adgang til individuelle lysemitterende elementer), og heller ikke på DLP - projektorer (som ikke har en pixel opdelt i subpixels). ClearType-tekst ser dog bedre ud på dem end ikke-udjævnet tekst, da gengivelse af subpixel er en variant af udligning . Selvom Windows XP har kvalitets anti-aliasing som en del af ClearType, er det ikke tilgængeligt i sin "rene" form. Dette er grunden til, at nogle brugere kan lide at aktivere ClearType på CRT-skærme.
Selvom fosforstriberne på kineskoper med spaltemaske (Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron, LG Flatron) ligner subpixelerne på en LCD-skærm, er der stadig ingen programadgang til hvert af de individuelle lysende elementer. Derfor hjælper ClearType på dem præcis lige så meget, som anti-aliasing hjælper.
Ved hjælp af nogle programmer (for eksempel [1] ) kan du sammenligne ClearType og almindelig anti-aliasing. På CRT-skærme foretrækker de fleste anti-aliasing.
Begrænsninger af ClearType
- Det giver mening kun at bruge ClearType på LCD , gasudladning , LED og andre skærme, hvor et farvebillede opnås ved at opdele en pixel i subpixler placeret vandret i forhold til hinanden.
- Skærmen skal fungere i sin fysiske opløsning: Operativsystemets logiske pixel skal matche skærmens fysiske pixel. Forstørrelse eller formindskelse ved interpolation har ringe eller ingen effekt på udseendet af almindelig anti -aliased tekst , men det gør ClearType 'ed-skrifttypen sløret. På samme måde kan ClearType ikke skaleres eller roteres. [6] Når den er tilsluttet via en analog grænseflade (såsom VGA ), skal skærmen synkronisere signalet nøjagtigt med de fysiske pixels.
- Rækkefølgen af underpixel i en pixel (RGB eller BGR) skal være kendt på forhånd. Windows XP antager, at rækkefølgen er RGB som standard, men den kan ændres til BGR via registreringsdatabasen ; manuelt eller ved hjælp af specielle hjælpeprogrammer (for eksempel ClearType Tuning PowerToy eller ClearType Switch ). I LCD-tv er tilstødende linjer forskudt i forhold til hinanden med 1,5 subpixels; i almindelig desktop OS er ClearType for sådanne skærme ikke implementeret.
- ClearType kan ikke udskrives på en farveprinter : udskriften ligner ikke- blandede farver . På sort/hvid er der ingen sådanne problemer, men de ekstra 2 ⁄ 3 pixels sløring gavner ikke teksten.
- ClearType fungerer kun godt med mørk tekst på en lys baggrund eller lys tekst på en mørk baggrund. Den højeste kvalitet opnås, hvis sort tekst vises på en hvid baggrund (eller omvendt). Forsøg på at vise farvet tekst eller bruge en farvet baggrund giver ikke et slutbillede af høj kvalitet, da nogle af subpixelerne ikke er involveret. Hvis du f.eks. viser hvid tekst på en rød baggrund, vil de røde underpixels lyse for både teksten og baggrunden.
- ClearType er ligesom enhver anden form for anti- aliasing følsom over for monitorgamma . På skærme af lav kvalitet uden korrekt gammakorrektion kan ClearType-tekst forekomme helt sort eller meget bleg.
- I ClearType , som i anti-aliasing, skal typografimotoren vide, hvilken baggrund der er under teksten. [6] Og applikationsprogrammøren skal være forsigtig: Hvis du tegner den samme tekst to gange uden anti-aliasing, sker der ikke noget, men med anti-aliasing (både klassisk og ClearType) bliver teksten sortere og mere dristig end nødvendigt. Der er dog en væsentlig forskel: Et billede med pixel anti-aliasing kan skrives til en grafisk fil med en alfakanal og overlejres på enhver baggrund. [6] I ClearType- tekst indstilles gennemsigtighed for hver subpixel individuelt; denne blandingsfunktion er enkel, men ikke implementeret i de fleste grafikformater og biblioteker. Det er netop på grund af blandingsfunktionen, at noget Microsoft-software ( Windows 10 startmenu , Microsoft Word 2013) ikke bruger ClearType: animationen viste sig kun at være hurtig nok på kraftfulde gaming-videokort. Derudover var der skepsis over for ClearType (se nedenfor).
Af de første tre grunde bør ClearType ikke bruges, hvis tegningen, der udarbejdes, skal vises korrekt på en hvilken som helst skærm, ikke kun den, som den blev udarbejdet på . Især af denne grund er ClearType ikke tilgængelig i programmer som Adobe Photoshop . Når du forbereder skærmbilleder , er det også god praksis at slå ClearType fra .
ClearType forstyrrer personer med en øget farvesans, især ved lav dpi - for dem begynder kanterne af skrifttyperne at "lække" i pink, blå eller lysegrøn, hvilket forårsager en følelse af defekt visning. De rådes til at deaktivere ClearType fuldstændigt og kun lade standard anti-aliasing-metoden stå. Ifølge en af udviklerne af ClearType-undersystemet til Windows: [7]
[...]
WPF bruger C [ClearType] -metoden , men ikke mange enheder har opløsninger høje nok til, at mulig sløring ikke generer nogen. […] Nogle mennesker er tilfredse med sløringen af C-metoden, andre er ikke. Mærkeligt, men sandt: nogle mennesker er komfortable med at læse lange tekster gengivet med C-metoden ved 96 dpi (f.eks. gennem Times Reader ), men kan ikke lide brugergrænsefladevinduer. De fleste mennesker er ligeglade med ClearType-farvekanten, men nogle gør det. […]
I mine øjne læser metode C ved 96 dpi dårligere end metode A [uden anti-aliasing] . For sløret til mig. Og ved 144 dpi ser jeg ingen problemer - den læser perfekt.
Windows-implementeringen af ClearType til bagudkompatibilitet er designet til at matche størrelsen af teksten med normal ualias-gengivelse. Nogle skrifttyper ( Arial , Tahoma ) er antydet til ujævn gengivelse, og ClearType kan ikke helt fjerne bogstaver fra antydningsartefakter. Andre ( Consolas , Segoe UI ) er under ClearType og ser dårligt ud på simpel anti-aliasing.
Nogle[ hvem? ] mener, at ClearType ikke har et langsigtet perspektiv: Med udviklingen af kvaliteten og opløsningen af skærme vil universel anti-aliasing være tilstrækkelig, og brugen af ikke-universel begrænset anti-aliasing som ClearType vil blive meningsløs.
Udfordring af et patent
ClearType-teknologien blev tildelt et amerikansk patent Metoder og apparater til udførelse af billedgengivelse og rasteriseringsoperationer , som sluttede i 2018.
Forsker Steve Gibson bestrider dette patent og hævder, at Microsoft patenterede en tidligere kendt ting [8] - Apple II -programmører fordoblede tilsvarende den effektive opløsning af et NTSC -tv ( som blev brugt i stedet for en skærm). Andre computerfirmaer gjorde det samme. Selv i beskrivelsen af Microsoft Basic for Apple II er der referencer til sådanne teknikker.
Noter
- ↑ 1 2 Engineering Windows 7: Fremskridt inden for typografi og tekstgengivelse i Windows 7 . Hentet 1. maj 2009. Arkiveret fra originalen 11. marts 2010.
- ↑ ClearType-udjævning i Linux eller skrifttyper som i Ubuntu / Linux for alle / Habrahabr . Hentet 30. september 2016. Arkiveret fra originalen 7. august 2016.
- ↑ 1 2 Hvordan slår man Cleartype til i Ubuntu Linux? . Hentet 27. august 2011. Arkiveret fra originalen 5. september 2013.
- ↑ Dette er let at se under et forstørrelsesglas, der viser en hvid pixel på en sort baggrund på en CRT-skærm, og det er logisk forståeligt: Når du retter billedgeometrien, flytter pixels sig, men fosforkornene gør det ikke.
- ↑ Anti-grain-teknologi - Tekstrasteriseringseksponeringer (link ikke tilgængeligt) . Hentet 14. juli 2007. Arkiveret fra originalen 6. september 2013.
- ↑ 1 2 3 Farvebevidst ClearType kræver adgang til faste baggrundspixels, hvilket er et problem, hvis du ikke ved, hvad baggrundspixelerne er, eller hvis de ikke er rettet - The Old New Th... . Dato for adgang: 28. februar 2015. Arkiveret fra originalen 22. marts 2015.
- ↑ ClearType, i XP og Vista | Typofil Arkiveret 13. oktober 2008 på Wayback Machine
- ↑ The Distant Origins of Sub-Pixel Font Rendering . Hentet 4. marts 2007. Arkiveret fra originalen 21. juli 2006.
| Microsoft Research (MSR) | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hovedprojekter _ |
| ||||||||||||||
| MSR Labs |
| ||||||||||||||
| Kategori | |||||||||||||||
| Gratis typografi | |
|---|---|
| Operativsystem headsets |
|
| Andre headsets |
|
| Software |
|
| Licenser |
|
| Grupper og mennesker |
|
| |
| Typestøberi og typedesign | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Begreber | |||||||||
| Skrifttypestruktur |
| ||||||||
| Skrifttype egenskaber | |||||||||
| Klassificering af alfabetskrifttyper |
| ||||||||
| Skrifttypestile | |||||||||
| Enheder | |||||||||
| computer typografi | |||||||||
| se også Forlag trykkeri Typografi Kit Layout Trykning | |||||||||