PostScriptové a TrueType fonty - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

Fonty

Fonty

8. prosince 2000, 00.00 | S velkou převahou převládají v současném pre-pressu dva formáty fontů - TrueType a T1. Jaké jsou mezi nimi rozdíly? Který z nich je pro pre-press vhodnější? Není to tak jednoznačné, jak se na první pohled zdá.

S velkou převahou převládají v současném pre-pressu dva formáty fontů - TrueType a T1. Jaké jsou mezi nimi rozdíly? Který z nich je pro pre-press vhodnější? Není to tak jednoznačné, jak se na první pohled zdá.

Z předcházejícího článku o znakových sadách si pamatujeme, že jsme od sebe oddělovali číselné vyjádření znaku v počítači (a tedy jeho pozici ve znakové tabulce a v širší souvislosti vlastně i dostupnost pro daný jazyk) od pojmu font, který popisuje samotný tvar znaku. Námětem dnešního pokračování budou naopak fonty. To znamená, že se podíváme na možnosti a způsoby vytvoření a uložení tvaru znaku pro jeho pozdější zobrazení na monitoru nebo pro tisk. A to je skutečně úloha nezávislá na tom, jaká znaková sada je aktuálně zapnutá - princip vykreslení tvaru je stejný, ať jde o písmeno s akcentem, či bez. Teprve poté se v příštích pokračováních můžeme propracovat dovnitř fontů a mimo jiné detailněji poznávat, jak jsou jednotlivé tvary svázány s konkrétními znaky.

Velmi zhruba pojato, mohou fonty, jako záznam tvaru znaku, existovat ve dvou podobách. Jako bitová mapa, a jako soubor křivek. Bitmapový font je pevně vykreslen v dané mřížce (třeba 8 x 8 pixelů, ať je to snadno představitelné). Proto pro každou další požadovanou velikost znaků musíme použít samostatný soubor - bitmapové písmo poznáte (až na výjimku, tvořenou T1 fonty pro Mac) podle souborů typu "písmo 10, písmo 12 .." atd.
Druhou možností je zakódovat tvar znaku do křivek, přesněji úseček a oblouků. Takovému písmu často říkáme vektorové, bez ohledu na to, zda jde o TrueType nebo T1 (nebo i některý z dalších typů), tedy i bez ohledu na přesný typ (z hlediska matematiky) křivek, které písmo tvoří. Vektorovým písmům je společné, že jsou nezávislá na rozlišení. Tomu je třeba rozumět tak, že nepotřebujeme další soubor písma, když změníme velikost znaku, protože křivky, které znak popisují, je možné matematicky zvětšovat a zmenšovat beze změny kvality.
Nezávislost na rozlišení ale nesmíme brát úplně doslova. Proč? Vektorové písmo totiž stejně musí být nakonec převedeno do pixelů. Jak obrazovka počítače, tak i tiskárna pracují s konečným počtem zobrazovacích bodů, a křivky musíme do těchto bodů "rozkreslit". A protože jsme již naznačili, že křivky vektorových písem nejsou všechny konstruovány matematicky stejným způsobem, nepřekvapí, že některá písma se se změnou rozlišení vyrovnají lépe, a jiná hůře. Týká se to, jak hned uvidíme, zejména rastrování v nízkých rozlišeních.

Dnes se budeme zabývat prakticky výhradně TrueType a T1 fonty. Je zajímavé, že i když se to na první pohled bude možná zdát trochu podivné, mají TrueType a T1 fonty více společného, než bychom čekali. Hlavní shodným rysem obou skupin je samozřejmě dostupnost na více platformách. Zejména v poslední době se ale díky koncepci Open Type (o níž se dočtete jindy) i mnohé další rozdíly mezi TrueType a T1 začínají prakticky stírat.

Historicky dříve tu byly fonty PostScriptové, čili T1. A ještě před nimi samozřejmě řešení proprietární, nestandardizovaná - ale na to jsme již z našich ohlédnutí do minulosti zvyklí. S masovějším rozšířením PostScriptu v polovině 80. let (po jeho nasazení v laserových tiskárnách Apple) došlo i na implementace v dalších zařízeních a PostScript se pozvolna propracovával do pozice standardu. Záhy poté se ale projevila paradoxní situace. Zatímco specifikace PostScriptu byla veřejná a dostupná vývojářům, specifikaci T1 fontů si Adobe ponechala pod zámkem. Uvolnila jen specifikaci fontů Type 3, které ale měly (a mají) pro běžné použití proti T1 řadu nevýhod (například nejsou podporovány ATM). A to samozřejmě dělalo potíže jak vývojářům fontů, tak i aplikací - těm možná nejvíc, protože nebylo prakticky podle čeho napsat rastrovací rutiny. PostScriptová písma tak zůstávala výsadou drahých high-end řešení.
Dá se říci, že odpovědí na tuto situaci byl právě formát TrueType, u zrodu jehož původní specifikace stála firma Apple. Lze říci, že po výměně technologií s Microsoftem (to jsme ale hodně zjednodušili) vzniká veřejná specifikace TrueType, a tyto fonty se stávají počátkem devadesátých let součástí jak operačního systému Apple, tak s malým zpožděním i Windows. Na Macintoshi v květnu 1990 přichází s podporou TrueType System 7, Microsoft začíná s podporou v dubnu 1991 uvedením Windows 3.1. Nedlouho před tímto "dvojitým" uvedením TrueType nakonec Adobe ještě stihla podchytit měnící se situaci a vydala v březnu 1990 nejen specifikaci T1, ale doplnila ji i o první verze veledůležité aplikace ATM pro rastrování T1 fontů na obrazovce a na PostScriptových i ne-PostScriptových tiskárnách.

Jak jsme řekli, každý font je třeba před tiskem nebo zobrazením na monitoru rastrovat. A právě ve způsobu rastrování se oba typy fontů podstatně liší. Řada omezení či pravidel přitom vyplývá hlavně z výše uvedených historických souvislostí.
Rastrovací algoritmy pro TrueType fonty byly od počátku součástí obou hlavních operačních systémů, tedy snadno dostupné prakticky všem uživatelům. Zato PostScriptové fonty ale operační systémy samy o sobě "nezvládaly", pro jejich plné využití bylo zapotřebí instalovat rasterizer ATM, nejdříve dostupný pod Mac OS, později pod Windows, a nakonec i Windows NT. Po nějakém čase tedy oba formáty fontů na hlavních platformách již koexistovaly, byť stále z pochopitelných důvodů nebylo úplně snadné použít TrueType fonty na PostScriptových zařízeních.
Dnes již podobná historická omezení ani nevnímáme. První varianty podpory TrueType fontů se objevují v definici PostScript Level 2, PostScript 3 umí s TrueType fonty pracovat standardně. Občas navíc vídáme označení Type 42, což je PostScriptová obálka pro TrueType font.
Sbližování pokračuje i z druhé strany, s příchodem formátu OpenType se objevuje i TrueType "obálka", do které lze schovat, a rasterizerem v operačním systému zpracovat, jak TrueType fonty, tak i fonty PostScriptové.

Jednoduše řečeno, pokud jde o použitelnost v operačních systémech i aplikacích, rozdíly mezi oběma definicemi se postupně výrazně zmenšují. Co ale platí z vnějšku pro uživatele, nemusí již platit pro standardy samé. Skutečně, svou podstatou se od sebe TrueType a PostScriptové fonty zásadně liší.

První odlišnost je v typu křivek (matematicky vzato), které tvar znaku popisují - i když to vypadá jako teoretická záležitost, má výrazné praktické dopady.
PostScriptové fonty jsou sestaveny z kubických Beziérových křivek, zatímco TrueType fonty jsou tvořeny z kvadratických B-splinů. Díky tomu není mimo jiné možné mezi TrueType a T1 přesně konvertovat tvary znaků. I když jsou Beziérovy křivky jakousi "nadstavbou" B-splinů, transformace vždy proběhne s určitou chybou. Stejně tak nelze přímo přenášet dodatečné informace, přidružené k jednotlivým znakům (hinting, viz dále).
Způsob definice má ještě přímý vliv na počet kotevních bodů, které jsou k vytvoření znaku potřeba. Teoreticky je k vyjádření TrueType fontu zapotřebí méně bodů, v praxi je ale situace komplikovanější, protože záleží na tvůrci fontu. Stejně tak se nelze obecně vyjádřit k rychlosti zpracování toho kterého typu fontu. TrueType fonty by měly být vykreslovány rychleji, nicméně opět velmi záleží jak na konstrukci fontu a množství informací v něm, tak i na kvalitě rasterizeru.

Druhý velký rozdíl mezi TrueType a PostScriptovými fonty spočívá v již zmíněném "hintingu", resp. v jeho možnostech. Hinting je vkládání dodatečných informací do souboru fontu. Popis každého znaku může být totiž doplněn o předpis způsobů jeho rastrování. Dodatečné informace mohou obsahovat jak PostScriptové, tak i TrueType fonty, posledně jmenované však jich mohou obsáhnout výrazně více. Alfou a omegou jsou přitom modifikace rastrovacího algoritmu při nízkých rozlišeních. Při rozlišeních nad 300 dpi nejsou totiž rozdíly mezi fontem bez hintingu a fontem s hintingem tak kritické, o to větší problémy ale nastávají při zobrazení na monitoru. Řídit lze parametry ovlivňující horizontální rozpaly znaků, diagonální vztahy mezi znaky, modifikace tvaru při extrémně malých rozlišeních, ale třeba i vlastnosti svisle psaného textu (asijské jazyky). TrueType fonty mohou obsahovat dokonce i speciální bitmapové bloky, nahrazující vektorový popis v případě, kdy je třeba vykreslit velmi malé znaky (a automatická rasterizace z vektoru by zde byla méně přesná), i instrukce, kdy a jak tyto bitmapové definice používat. Praktický příklad - fonty, připravované přednostně pro obrazovku, těží právě z pokročilého hintingu.

V principu není sporu o tom, že TrueType fonty mohou být potenciálně kvalitnější. Rasterizer TrueType fontů může všech vložených informací snadno využít, na rozdíl od rasterizeru PostScriptových fontů, který musí chybějící informace "dohánět" sám. Proč ale v praxi často TrueType fonty za PostScriptovými fonty zaostávají? Protože vytvořit kvalitní TrueType font se všemi potřebnými hintingy je složité a pracné. Ve skutečnosti jen málo výrobců produkuje jen málo vysoce kvalitních fontů, na druhé straně je trh zaplaven levnými písmy kolísavé kvality. Procento kvalitních PostScriptových fontů je výrazně vyšší, proto lze říci, že jsou v profesionálním pre-pressu oblíbenější. Navíc, jak jsme již naznačili, kvalita zobrazení PostScriptových fontů se může zlepšit, kdykoliv je k dispozici dokonalejší rasterizer - takový skok TrueType fonty nenabízejí.
Zopakujme si ale, že jde o stávající praktický problém, v principu není pro zaostávání TrueType fontu důvod - spíše naopak.

A na závěr si uveďme ještě jeden "specifický" důvod, proč jsou zřejmě PostScriptová písma zatím populárnější i u výrobců. TrueType font je popis designu fontu. Stejně tak i písmo T3 je složeno z křivek, definovaných základními PostScriptovými příkazy. Ale PostScriptový T1 font, to je už něco jiného, ten je svou podstatou považován za program. Ostatně i dokumentace Adobe se o T1 fontech zmiňuje jako o programech pro PostScriptový interpreter. A v čem je ten podstatný rozdíl? V dostupné literatuře se jako hlavní důsledek uvádí rozdíly v právním posuzování autorských práv k fontům. Podle amerického práva je nejasné, jak a zda vůbec lze chránit konkrétní design, tedy tvar písma, což je právě případ TrueType fontu. Naopak PostScriptové písmo, protože jde ve skutečnosti o program, lze chránit, stejně jako každý jiný software. Provázanost programového kódu s tvarem písma je přitom tak hluboká, že vytvořením nového, právně nenapadnutelného kódu nutně dojde k modifikaci písma.

Článek byl převzat z čísla 11/2000 měsíčníku Svět tisku, který se na 80-100 stranách každý měsíc věnuje nejaktuálnějšímu dění v oboru pre-pressu a tisku. Časopis v ceně 79 Kč si můžete předplatit na stránkách www.svettisku.cz.