Метод коррекции контура шрифтового знака для выводных устройств с низким разрешением

• Автор: Соломыков, Василий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Введение
1. Аналитический обзор существующих методов разработки и использования контурных шрифтов
1.1 Средства разработки контурных шрифтов и методы их описания
1.1.1 Классификация шрифтов
1.1.2 Разрешающая способность выводных устройств
1.2 Форматы контурных шрифтов
1.2.1 Формат TrueType
1.2.2 Формат Postscript Туре 1
1.2.3 Формат Metafont
1.2.4 Другие форматы контурных шрифтов
1.3 Причины возникновения искажений при растрировании
1.3.1 Основные типы искажений формы знака
1.3.2 Типы разметок контура знака
1.3.3 Метод построения каркасной и контурной модели знака
1.3.4 Метод переноса инструкций из одного шрифта в другой
1.3.5 Метод автоматической разметки шрифтовых знаков на ос- 32 нове их скелетного представления
1.3.6 Применение алгоритма автоматической разметки символов 35 программы Fontlab
1.4 Алгоритмы растрирования контурных шрифтов 3
1.4.1 Монохромное пиксельное растрирование
1.4.2 Монохромное сглаживание
1.4.3 Субпиксельное сглаживание
1.5 Выводы по главе 1
2, Моделирование процесса растрирования контурных шрифтов
2.1 Метод описания контура шрифтового знака
2.1.1 Кривые Безье третьего порядка
2.1.2 Промежуточный формат описания контура знака
2.2 Экспериментальное определение допустимых величин искажений 48 при растрировании контурных шрифтов
2.3 Интегральные характеристики фигуры шрифтового знака
2.4 Влияние параметров растровой сетки на результаты растрирования
2.5 Корректировка контура знака по результатам моделирования

Выводы по главе 2
3. Программная реализация метода коррекции контура знака
3.1 Алгоритм оконтуривания плоской фигуры
3.2 Алгоритм заливки многосвязной области
3.3 Алгоритм растрирования
3.4 Описание программного модуля
3.5 Оценка трудоемкости предлагаемого метода
Выводы по главе 3
Основные выводы и результаты
Список использованных источников
Приложение 1. Справки об использовании результатов работы
Приложение 2. Блок-схема алгоритма заливки контура
Приложение 3. Блок-схема алгоритма корректировки контура
Приложение 4. Экранная форма модуля моделирования
Приложение 5. Экранная форма модуля корректировки контура

Введение
Актуальность работы. С момента возникновения цифровой типографии существует проблема растрирования контурных шрифтов на выводных устройствах с низким разрешением. В настоящее время широко распространены технологии, в основе которых лежит принцип чтения с экрана. К примерам реализации подобных технологий относятся: электронные книги, web-страницы, системы электронного документооборота, планшетные и карманные компьютеры, web-шрифты и т.п. Сюда же можно отнести различные светодиодные экраны, используемые для наружной рекламы.
Разрешение большинства экранов выводных устройств находится в диапазоне от 72 до 144 ppi (pixel per inch). Это накладывает определенные ограничения на использование контурных шрифтов при небольших размерах кегля, поскольку становятся визуально заметными искажения, возникающие при растрировании.
Вследствие растущей популярности указанных технологий и устройств в области современной цифровой типографии появилась проблема корректировки контурных шрифтов.
Растровые шрифты представляют собой набор пикселей, формирующих символы. Преимуществом растровых шрифтов является возможность адаптировать их под конкретное устройство вывода, а также меньшее потребление вычислительных ресурсов компьютера, т.к. отсутствует необходимость преобразования контура в растр. Недостатками является невозможность масштабирования, а также тот факт, что для каждого разрешения и кегля необходим свой файл растрового шрифта. На текущий момент данный тип цифровых шрифтов применяется довольно редко.
В контурных шрифтах символы описываются набором прямых и кривых линий, формирующих контур каждого шрифтового знака. Контурные шрифты можно использовать при различных разрешениях выводных устройств. Добавление инструкций разметки к контурным шрифтам формата TrueType - слож-

Именно здесь имеются наибольшие ресурсы повышения качества воспроизведения шрифта на растровом устройстве [74].
1.3.6. Применение алгоритма автоматической разметки символов программы Fontlab.
В программном продукте FontLab [52] используется алгоритм автоматической разметки шрифтовых знаков собственной разработки. На рисунке 1.16 показана эффективность применения данного алгоритма для различных типов шрифтовых гарнитур. Растрирование выполнялось кеглем 12pt, с разрешением выводного устройства 96ppi. Приводится сравнение трех типов растрирования контуров: (а) - растрирование без инструкций; (б) - растрирование после обработки контуров шрифтовых знаков с помощью алгоритма автоматической разметки программы Fontlab; (в) - растрирование контуров после создания корректирующих инструкций вручную профессиональными шрифтовыми дизайнерами.
Как видно из результатов, приведенных на рисунке 1.16, после применения автоматической разметки необходима доработка шрифтовых знаков вручную. Автоматическая разметка позволяет решить проблему несимметричности вертикальных штрихов, в особенности в рубленых гарнитурах (Arial, Verdana, DejaVu Sans). В гарнитурах с засечками возникли неточности (см. символ «ш» в Palatino Linotype). При обработке округлых элементов, а также составных шрифтовых знаков (з, ю, о, е, э, ф) возникают визуально заметные искажения. Качество разметки, созданной шрифтовыми дизайнерами вручную (рис. 1.16, в), оказалось выше для всех тестируемых гарнитур. В связи с чем задача нахождения оптимального метода создания корректирующих инструкций для растрирования контурных шрифтов является актуальной.