ClearType

简介

　　ClearType，由美国微软公司在其视窗 操作系统中提供的萤幕字体平滑工具，让Windows字体更加漂亮。ClearType主要是针对LCD 液晶 显示器设计，可提高文字的清晰度。基本原理是，将显示器的R, G, B各个次像素也发光，让其色调进行微妙调整，可以达到实际分辨率以上（横方向分辨率的三倍）的纤细文字的显示效果。
　　如图所示，1为ClearType线，2是普通的反锯齿线；3和4分别为1和2的四倍放大图；5是1实际显示在液晶显示器上的放大示意图。ClearType充分利用LCD色条排列特性，显示出更为完美的斜线。
　　Windows上的像素和显示器上的像素对应的液晶显示器上效果最为明显，使用阶调控制一般CRT显示器上也可以得到一些效果。
　　在Windows XP平台上，这项技术缺省是关闭，到了Internet Explorer 7才缺省为开启。而与ClearType几乎同样的技术在苹果电脑的Mac OS操作系统中，早在1998年发布的Mac OS 8.5就已经使用了。
　　另外，依靠ClearType技术提高字体的可读性，相当程度上依赖于使用的字体，所以和原有的标准抗锯齿技术不能进行单纯比较。
[编辑本段]使用ClearType的微软雅黑

　　一款好的字体给你带来的影响是深远的，哪怕它还仅仅是 0.70 的 beta 版本。
　　2006年五月下旬开始，微软下一代操作系统 Windows Vista 中文版的 Beta2 测试版在网上公开下载，半个月内，已经有 100 万用户下载了该版本。随着这套新的中文操作系统的公测，一款全新的支持 ClearType 技术的中文界面显示字体浮出水面，这就是 微软雅黑体 。
　　和 Vista 一样，这款被命名为 微软雅黑体 的字体也处于未完成的测试阶段。当时发布时的版本号还是 0.70 ，之后又跟随 Vista 的不断更新而发展到 0.71 、 0.72 ，而目前微软官方提供的可下载的雅黑字体，版本号已为5.0。这款仍处于测试阶段的字体是一种全新的无衬线黑体，它的字形略呈扁方而饱满，笔画简洁而舒展，易于阅读。虽然当时的 0.70beta 版被测试用户发现了不少文字和显示上的 bug ，但是这款字体在 ClearType 技术下的清新和优美着实给人留下了深刻的印象。随后用户发现这种字体可以完美的兼容于同样采用 ClearType 技术的 Windows XP 系统，于是，开始逐渐有人把这种字体从 Vista 中单独提取出来，放在网络上共享给其他的用户。现在，在各大搜索引擎中已经可以轻易搜索到大量的不同版本的微软雅黑字体下载。
　　微软 ( 中国 ) 公司客户端产品部总监韦青表示： “Vista 完全可以沿用原来的字体，但启用 ‘ 微软雅黑 ' ，将令中文版 Vista 更加清晰、明亮。 ” 据微软透露，这种字体每个字的造价成本在 100 美元左右，而据不完全统计，我国各字典、词海收录有 2 万多个汉字，那么，仅 Vista 的造字费用就在两百万美元以上，还不包括对少数民族文字的转换。真可谓一字千金。如果微软所言不虚，这可能是有史以来最昂贵的一套字库了。
　　到底什么是 ClearType 技术？微软为什么要花费巨资开发新的界面字体？这款字体到底有何特殊之处而何如此昂贵？它的出现将给今后的操作系统和网页浏览带来怎样的革命呢？
[编辑本段]ClearType 技术

　　长期以来， windows 一直采用点阵字库方案来作为界面和文本的常规显示模式。中文使用宋体，英文使用 Tahoma 。网页制作人员也习惯了 11 点 /12px 的最小字号，用于阅读的正文字体则采用 11.5pt/14px 的大小。在这个字号下面，汉字的显示能达到最美观和易读的效果。因此多年以来大家都相安无事，但是液晶显示器的普及改变了这一切。
　　液晶显示器新潮时尚无辐射，字体显示清晰无比。但是和 CRT 显示器相比最大的一个缺点是：插值显示效果惨不忍睹。要达到最好的显示效果，液晶必须显示于屏幕的特定分辨率下面，就是对应于它原始发光点大小的显示分辨率，也就是它的最大显示分辨率。但不幸的是，这个最优分辨率下面的文字实在是太小了。大量从 15 寸 CRT 升级到 17 或 19 寸液晶的用户在最初的兴奋之后发现，界面和 IE 文字比原来缩小了 24 ％以上，这对于长时间的阅读是一种灾难。而对于老年人和视力不是很好的人群，更加是一种致命的打击。
　　虽然现有的 Window 在界面显示中提供了大字体方案，但很明显这种未经优化的点阵大字体粗糙而难看，绝大多数人都无法接受。而更大的悲哀是，即便你做好心理准备去忍受这种难看的大字体，它仍然无法应用于 IE 浏览中。
　　苹果用户们可能知道，在 Apple 公司的中文操作系统 OSX 上面，已经可以看到一种平滑显示的优美黑体，在系统界面和网页上都可以完美的显示。同样，在 Linux 系统中，也采用了一种“字体渲染”技术，可以在在界面上平滑的显示矢量中文黑体。但是，在拥有最多用户的 Windows 世界呢？
　　无论如何，微软必须赶在液晶全面普及之前找到一条可行的界面文字显示解决方案。于是微软重新找出了他们的 ClearType 技术。
　　等等！为什么是重新？
　　因为 ClearType 的确不是一种新技术了，这是微软公司于 1998 年底发布的一项屏幕字体优化显示技术，可以在屏幕上平滑显示矢量字体，以改善 LCD 的文本显示效果。
　　微软宣称： ClearType 将 LCD 的显示分辨率提高了 200 ％，而且特别适合现有的液晶显示设备，包括台式平面显示器、笔记本电脑显示器以及更小的设备，例如手持电脑和掌上电脑。通过大幅提高屏幕字体显示分辨率， ClearType 字体技术将使新的产品类别如电子书籍 (eBooks) 成为现实，同时能改善现有的电子表格、字处理文档和 Internet 内容的显示清晰度。
　　提高了 200 ％，也就是提高到了 300 ％，有没有这么夸张呢？让我们先来了解一下这个 ClearType 技术的实现原理好了。
　　我们知道，在计算机上图像的最小存储单位是像素，因此，即使是世界上最优秀的图像处理软件，例如 Adobe 公司的 Photoshop ，也无法生成比一个像素更小的图像信息。但是，在屏幕显示上，情况就稍微有些不同。在屏幕上，信息也是一个一个像素所组成的，但如果你用放大镜来查看就会发现，屏幕上的每一个点，都是红绿蓝的栅条所组成的，即使是你看起来纯白色的点，也不例外。事实上屏幕上的所有颜色，都是通过不同亮度的红绿蓝（ RGB ）这三种颜色来搭配显示出来的。比如纯白色就是 RGB 亮度都是 100 ％，而纯黑色就是 RGB 亮度都为 0 ，而 RGB 三种颜色的亮度等比例的提升或者降低则形成了各种中间灰度。
　　那 ClearType 是怎么回事呢？简单说，就是微软创造性的打破了原有像素的局限，将任意三个连续的 RGB 栅条当成一个像素来显示，从而实现了比像素更小的显示精度。
　　我们可以说， ClearType 技术是把一个像素掰开成三个来使用，因此， LCD 屏幕的水平分辨率一下子就提高到了原来的 300 ％，能够实现比原来细腻得多的显示效果。所以微软在这个问题上的确没有夸大。
　　如此优秀的 ClearType 显示技术早在 8 年前就开发出来了，但为什么一直没有得到广泛的应用呢？
　　因为这种技术仍然是有局限的。
　　首先，普通 CRT 屏幕的屏幕点阵和液晶屏幕的分布是不一样的， CRT 的栅格是一种类似于蜂巢的交错排列的圆形发光点，所以， ClearType 在 CRT 上面的显示效果提升没有液晶那么明显，在有些显示器上还可能会更糟糕。所以， ClearType 技术的推广应用在硬件上有赖于液晶显示器的普及。其次，由于液晶的栅条是垂直的，所以这种显示仅仅提升了水平的显示分辨率。根据CSDN上的技术说明，假如屏幕发生了旋转——例如现在不少液晶显示器都支持旋转 90 度的显示方式，那么 ClearType 的显示可能会出问题。(不过在我的三星173p+上面测试，旋转90度之后完全没有问题，甚至根本看不出任何显示上差别，所以我想现在发布的ClearType早已经修正了这个bug。)最后，这种技术还需要操作系统的支持，目前 ClearType 技术仅仅能用于 Windows XP 、 Windows2003 和即将到来的 Vista 系统中。
　　如果你使用 Windows XP sp2 以上的系统，你现在就可以下载安装一个叫做 ClearType Tuner 的小工具来微调字体显示的效果，以体验这种文本显示质量的提升。不过，遗憾的是，平滑的效果仅仅限于英文，它对于中文汉字完全不起作用。
[编辑本段]复杂的中文ClearType

　　在中文世界里面，情况就更为复杂，即使解决了上面的这些问题，仍然有最后一个艰难的障碍需要跨越。
　　中文世界里缺少一套合适的 ClearType 屏幕正文显示字体。
　　这款字体必须能解决在 ClearType 平滑显示状态下小字号正常阅读的问题。现有的所有中文字库都无法在 ClearType 平滑显示状态下完美的文本显示。我们知道， Windows 中的宋体、黑体等字体是由中国北京的中易公司开发的，然后微软向中易公司购买了版权之后嵌入 Window 中文版本。之前的宋体之所以能够在小字号点阵状态下很好的显示，是由于宋体在矢量字库中嵌入了 12 、 14 、 16 、 18 等几个点阵字库，才得以比较优秀的显示。但在 ClearType 状态下，继续采用这样内嵌点阵的方式来显示汉字，就会和平滑显示的英文粗细不一致，同时风格上非常的不协调。由于当初的宋体不是为平滑显示而设计的，强制平滑显示的效果就显得纤细发虚，看起来很模糊。
　　那为什么英文矢量字体就可以直接使用 ClearType 来进行平滑显示呢？这是因为大多数优秀的英文字体并不是采用内嵌点阵的方式来进行优化的，它们采用的是一种叫做 Hinting （字形微调）的技术来对小字号的显示进行优化。
　　我们知道，矢量字体是可以无限平滑缩放的，在使用的时候，要通过操作系统的字体引擎自动的解析渲染为实际的像素，才能够在屏幕上显示出来。但是在字号很小的时候，由于能使用的像素非常有限，这种自动解析会出现很多问题，例如笔画粗细不匀，文字之间高低不齐，甚至笔画模糊无法识别等。因此必须由字体设计师人工干预，在矢量字库中嵌入一些附加的提示信息，来告诉字体渲染引擎在某个特定的字号下面，应该如何对这个字符的细节进行修正，才能准确的显示。这种在矢量字体中嵌入的提示信息，就叫做 Hinting 。
　　对于中文字体来说，这种提示就更为重要，因为中文的笔画繁多，自动解析的错误也就更多更严重。在字号更小的情况下，根本无法显示全部的笔画，这时候还需要设计师在不影响整体的情况下，对笔画进行取舍，去掉一些不影响识别的笔画，否则这个文字就会因糊成一团无法识别。 Hinting 调整的范围需要涵盖各级小字号，一般最少要包括 9px － 18px 这个常用的字号区间。这种 Hinting ，即使是对于非常有经验的设计师，也是非常高难度而且费时费力的工作。
　　我们知道英文只有 26 个字母，但是对于中文的汉字情况就复杂的多了，仅仅是最常用的汉字就有 6000 个，然后为了在简繁体混排时候能完美的显示，就必须同时包含繁体和简体两套字符，再加上众多的不常用但是会在古籍文献中非常重要的生僻字，一套比较完整的大字符集字库所包含的字符数目将接近 3 万个。仅仅是这矢量造字的工作就是非常浩大的。
　　这还不算，作为一套功能完整的正文字体，还需要考虑到斜体和粗体的显示。所有的斜体状态，也同样必须由设计师对不同的字号指定不同的 Hinting ，否则就会有显示问题。为了更完美的显示粗体，微软决定将标准体和粗体分开，作为两套单独的字体来设计，安装时也是两套字体，但在系统中使用时是显示为一套字体的不同状态。这套单独的黑体也同样需要单独造字，然后指定一系列的 Hinting 和斜体 Hinting 。因此要开发一套优秀的中文大型字库，耗费的人力物力是惊人的。这也正是这套字体会如此昂贵的原因之一。
　　Hinting信息是评价一款优秀矢量字体的一个重要指标，良好的Hinting能在小字号下面提供和内嵌点阵字一样优秀的显示质量，同时又降低内存的消耗。虽然我们现在已经拥有不少不错的矢量中文字体，但适合屏幕显示的正文字体很少，而包含完善 Hinting 信息的，一个也没有。
　　所以，如果要在中文 Vista 平台下彻底完美的实现文本的平滑显示，微软就必须全新开发一套具备完善 Hinting 信息的 ClearType 中文字体。
[编辑本段]其它地区的Cleartype

　　实际上不仅仅是中国大陆，整个 CJK 地区（中日韩）都要面临这个全新设计字体的问题。从现在已经发布的版本来看，各国的 Vista 版本都有全新设计的专用字体，中国大陆地区的是我们已经知道的的微软雅黑，中国台湾地区的是微软正黑体，日文地区的是 Meiryo （据说这个名称来源于日文中“明了”的读音），韩国地区的则是 Malgun 。
　　对于微软雅黑和微软正黑，我们不好简单的用简体或者繁体来区分他们，因为这两套字体都同时包含了比较完整的简繁体汉字，以确保在简体和繁体混排的页面上都能够完美的显示。但由于两岸的文教部门在各自的文字规范中对汉字的写法规定有很多细节上的不同，所以这两套字形在正式场合是不能混淆使用的。同样的，日文的Meiryo字体中也包含了大量的繁体汉字，不过由于汉字在日本也经过了上千年的演变，日文中的汉字写法和中国大陆和台湾也有着相当的区别。
[编辑本段]Cleartype开发时间表

　　1998.11.15
　　Cleartype在COMDEX/FALL '98上官方发布
　　2000.1.26
　　首个Cleartype屏幕向公众发布
　　2000.4.18
　　首个Cleartype应用到程序,Microsoft Reader for Microsoft Pocket PC正式发布.
　　2000.8.8
　　带有Cleartype的Microsoft Reader(为手提计算机和台式机设计)
　　2001.10.25
　　为Windows XP设计的Cleartype发布.
　　2001.10.26
　　在线Cleartype调试系统发布.
　　2002.9.26
　　在线Cleartype调试系统更新.
[编辑本段]Cleartype对显示器的需求

　　如果显示器不具有适用于 ClearType 的像素组合特性，以 ClearType 显示文字的实际效果会比使用前还要差。部分平面显示器面板使用不常见的像素排列方式，例如可能有不同的颜色排列顺序，或不同轴向的子像素位置（三条水平线等），所以需要为特定的显示器手动调整 ClearType 的显示效果。不具有固定排列组合的显示器，如 CRT，将难以阅读 ClearType 所显示的文字。