關於細明體與標楷體顯示破碎的問題 (續)

陸陸續續又有新的技術加入FreeType，讓中日韓文的漢字也能夠在理想的速度下，享有autohint與autofit帶來的好處。

Jserv's blog February 05, 2006
FreeType 新進展
http://blog.linux.org.tw/~jserv/archives/001489.html

Kanru's Adventure Journal/ archives/
Freetype 2.2rc3 + new Clearlooks
Mon 27 Feb 2006 01:29:02 AM CST

Freetype 2.2rc3，包含 olv 整合的 CJK autofit patch，對於中文字可以 render 的美美的 :)
http://kanru.info/blog/archives/211/

所以王子與公主從就過著幸福快樂的生活了嗎？其實不然。

微軟視窗內附的字型：細明體與標楷體可說是目前流通最大的字型。這兩個字型是由華康科技(日商收購後更名為威鋒數位)所製作，採用了筆劃組字的技術，進一步縮小的儲存空間，也內嵌了點陣字型對小字型做了最佳化。這裡筆劃組字的技術，就是借用bytecode的指令，把筆劃大小與位置的修正，提供給字型描繪器(render)。

就在這裡問題來了，把筆劃放到正確的位置與大小，需要BCI的支援。而大多數的情況，Linux 與其他使用 FreeType 的發行商，為了避免被專利所有權人收取權利金，都在編譯 FreeType 的時候，把 BCI 的支援關閉，改用 autofit 的技術。如此一來，字型描繪器自動忽略這些筆劃組字的指令， autofit 只能做筆劃微調，並沒有聰明到替這類的字型重新歸位與縮放筆劃，如此一來細明體與標楷體的顯示就像碎掉一樣。更糟糕的是，有不少的 Linux 發行商，編譯時強制預設開啟 autofit，關閉 BCI 的支援。(FreeType 中，這兩者是互斥的)

這裡舉Zaurus這個PDA上的QPDF為例：(QPDF源自於xPDF的計畫，後者發展為libpoppler)



下面則是開啟 BCI 後的正常情況。



另一個同樣採用 FreeType 的是 muPDF：



好消息是在2010年中，所有相關的軟體專利都已經過期了，自由軟體界再也不用擔心相關的侵權問題。所以自從FreeType 2.4版開始，已經是預設開啟BCI的支援。

不過光光是 FreeType 需要開啟BCI的支援，一些在編譯時期決定是否使用 FreeType 支援函式庫，如 libpoppler 與 muPDF 之流，都需要依據已開啟支援 BCI 的 libfreetype 重新編譯後才不會有問題。只希望很快在不久的將來，這些字型顯示破碎的問題，不再困擾使用 FreeType 函式庫的軟體了。

http://web.archive.org/web/20080430122831/http://www.freetype.org/patents.html (有更詳細的說明)
http://www.freetype.org/patents.html

關於細明體與標楷體顯示破碎的問題

某大老曾經說過「都 2006 年了還在搞輸入法. XD」，可是都 2011 年了，包含 Linux 下許多地方的細明體與標楷體，顯示破碎的問題還是都沒有解決。

背景知識
目前流通最廣的字型，是稱之為True Type Font (TTF)的格式。TTF 是採用向量的方式，以二階貝茲曲線來描述字符的外框(outline)，如此一來，無論是多大多小的字型，都可以透過數學式產生，不會有點陣字型放大時出現鋸齒方格的問題。

但這畢竟只是在有足夠解析度的理想情況，當需要顯示小字型的時候，問題就來了。TTF有幾種解決的辦法：直接使用最佳化過的點陣字型取代、採用半色調抗鋸齒、設計者提供筆劃資訊讓字型描繪器做最佳化(hinting)。最後者是將筆劃以bytecode來描述，需要一個直譯器來解讀。(bytecode interpreter, 簡稱 BCI)

開放源碼的FreeType引擎，完整支援這些最佳化的手段。在 Linux 下，過去普遍採用第一種解決法：螢火飛(id: firefly)以純手工的方式，補足文鼎字型的沒有內嵌點陣字的缺點。中國大陸的網友也發起了文泉驛點陣字型補足的計畫，在firefly的基礎上，由眾網友補足至Unicode約27842個漢字。因為單單使用半色調的方式，很容易在筆劃落在兩個圖素中時，造成朦朧不易閱讀的困擾。而不採用筆劃資訊最佳化的理由，是在於有三個蘋果電腦(Apple)的軟體專利。即是FreeType採用「無塵室」逆向工程開發出來，並不能讓 Linux 發行商免於權利金的支出。

相對來說，英文的問題小得多，主要是筆劃少且結構簡單，筆劃歪一點或糊一點也都還看得出來。當然後來發展出了次像素描繪(sub-pixel rendering)，甚至用特殊的演算法去「猜」得筆劃的骨幹，再進一步微調筆劃的位置到像素的中央(grid-fitting)，這個技術稱之為autohinting或autofitting。如此一來就避過的BCI的專利權問題。


參考資料：
http://tldp.org/HOWTO/Font-HOWTO/notgood.html
http://tldp.org/HOWTO/Font-HOWTO/bci.html
http://www.freetype.org/patents.html
http://avi.alkalay.net/2007/01/freetype-with-bytecode-interpreter.html
http://www.freetype.org/autohinting/background.html
http://www.linuxfans.org/bbs/archiver/?tid-92200.html
http://www.grc.com/cleartype.htm