新的电子设施开机时，屏幕映出的首个交互页面，常常是体系言语抉择。

　　你可行上下降动，抉择中文、英文、日文等高达上百种的文字。但假如将时间拨回 40 好几年前，这一选择可能唯有寥寥几种，况且无中文。

　　我们国家文字的历史源远流长，但其数字化的历程却其实不久远。咱们此刻之是以能在电子设施上阅读中文，离不开开始消费庞大力气，将中文‘搬’至电脑上的那一群人。

　　最近，斯坦福大学得到了 2500 余件现代华夏消息技艺收藏品，包括几十台珍稀的中文打字机、文字料理器和电脑等物品，堪称全球上第一大的华夏现代 IT 历史合集。

　　▲第一批中文数字字体模子。 相片来源：斯坦福大学

　　该校一位探讨华夏历史的教授托马斯·穆拉尼（Thomas Mullaney），在这点珍贵的藏品里发觉了众多有趣的故事。此中就包括全世界第一批中文数字字体，是如何被制作出去的。

　　托马斯将这段艰辛但充满艺术的历程，在《麻省理工科技点评》上讲述了出去。咱们也可以机会看见这种具备时期意义的历史片段。

　　▲托马斯·穆拉尼

　　一辆机器带来的契机

　　故事要从一种定单最初提起。

　　20 世纪 80 年代初，美国图形艺术探讨基金会 （Graphics Arts Research Foundation） 寻到了路易斯·罗森布鲁姆（Louis Rosenblum），想请他的团队，为其正好开发的机器 Sinotype III 组建出中文字体。

　　那时路易斯已年近 6 旬，毕业于麻省理工学院的他，是一名资深的印刷、排版行家。路易斯在 1965 年创立了 Photography Systems 企业，专门解决数字工程、摄影、利用数学等相干难题。

　　▲路易斯·罗森布鲁姆

　　尽管路易斯及其团队之前和图形艺术探讨基金会有过屡次合作，但这一次为 Sinotype III 组建中文字体的名目，而是最棘手的。

　　由于那时华夏还没最初制造私人电脑，其它国度或地域制造的电脑没有办法料理中文。是以在给 Sinotype III 这台实验性机器开发中文字体前，路易斯的团队须要先对苹果二代电脑（Apple II）编程，使其能够以中文运转。

　　▲Apple II。 相片来源：Wiki

　　万事开头难。源于苹果二代的 DOS 3.3 操作体系，没有办法输入和输出汉字文本，是以必需得从头编程，包括编写一种中文文字料理器。为这，其团队消费了几个月的功夫。

　　它们想出的解决方案，是先经过 BASIC 编程言语，编写一种‘Gridmater’程序，接下来将该程序放入苹果二代电脑的软盘上运转。如许一来，便能组建并保留汉字的数字位图了。

　　继续，将设置没有问题汉字位图及其相应的代码，植入到体系数据库，便可让 Sinotype III 机器料理并显现中文了。

　　▲Sinotype III 显现器的照片，显现了 Gridmaster 程序和汉字‘电’。 相片来源：斯坦福大学

　　这边插入一种背景常识。早期的数字字体，均采纳位图图像（也称点阵图像）来显现。

　　这是一个常见的库存图像的形式，咱们今日相机拍摄的照片、截图，库存形式均隶属位图。一张 JPEG、BMP、GIF 等格式的相片，是由好多像素点构成，这点点通过排列和染色，便组成了图样。

　　例如咱们可行在电脑上将一张相片放大，放大至必定水平，便可见到正方形的像素点了。早期的字体即是在必定尺寸的网格内，经过排列和染色造成的。

　　▲ 将左图的眼睛部位放大，便可见到像素点了

　　中文数字字体，可比英文难做多了

　　中文数字字体之是以难做，首要原因便是汉字的数量切实太多了，其次是由于汉字的字形非常繁杂多样。

　　在计算机问世之初，工程师和设置师约定采纳尺寸为 5X7 的位图网格，来组建低分辨率的英文数字字体。如许一来，每个字符的尺寸约 5 个字节，计算机的内存不会有太多压力。

　　在美国消息交换准则代码（ASCII）中库存的全部 128 个低分辨率字符，包括英文字母表中的每个字母、数字 0 到 9，以及常见的标点符号，共计须要 640 字节的内存。而那时苹果二代的内存为 64KB，可行轻松承载英文字体库。

　　▲ASCII 字符表

　　而中文源于字形繁杂，在 5X7 尺寸的网格中会糊作一团，难以辨别。因而至少须要一种 16X16 或许很大的网格。

　　这样换算下去，每个中文字符的尺寸至少有 32 字节。假如将 70000 个低分辨率的汉字打包，内存至少须要 2MB。再退一步，即使字库内只放进 8000 个经常使用的汉字，也须要约 256KB 的内存。

　　这没有疑是一种大困难。由于在上世纪 80 年代初，许多数 PC 的总内存容量不超越 64KB，基本装不下巨大的中文位图字库。

　　▲Sinotype III 显现器的照片，显现了中文字体。 相片来源：斯坦福大学

　　内存告急其实不是最令人首疼的，由于这可行随着 PC 软硬件的进步可以解决。如何在 16X16 的低分辨率网格中，缔造出既简单辨别又美观的中文字体，是更棘手的困难。

　　为这，路易斯团队的设置师们花了数年时间，尝试缔造出满足低内存请求，且清楚易认，甚而有书法美感的中文位图。此中，凌焕铭（Huan-Ming Ling）和艾伦迪乔瓦尼（Ellen Di Giovanni）的奉献最为突出。

　　它们先是借助纸、笔、修正液来手绘出汉字的位图，接下来借助上文提到的 Gridmater 程序将其数字化，植入到 Sinotype III 的体系中。

　　▲Sinotype III 显现的中文字体。 相片来源：Courtesy of Bruce Rosenblum

　　制作背后的匠人精神

　　托马斯教授在档案材料里，发觉了路易斯团队设置汉字位图的全进程。在一种装满格子图的册子中，纪录了设置师们是如何经过手绘散点符号来缔造汉字位图的。

　　咱们都晓得，汉字的笔画却非‘横平竖直’的，入口笔画、出口笔画、笔画渐变都有着丰富的细节。这也是设置师们面对的焦点难题，即如何在 16X16 的方格中，尽可能将这类书法美展现出去。

　　在这本格子册中，可行发觉每个汉字都通过设置师精心绘制。绿色的‘X’是开始的标志，交由汉字编辑审查后，假如哪里不够规范，路易斯及其团队便会用修正液盖住本来的标志，再用红色的‘X’标志上去。

　　▲‘背’字的位图草稿。 相片来源：斯坦福大学

　　经验来回修改，通过终归确认的位图，才会输入至体系中。

　　假如要满足客户的要求，字库里至少要包涵 3000 个经常使用的汉字。这种工程量关于团队来讲是相当大的。大家可能会猜测，它们能否会寻觅少许讨巧的方法。

　　比如，关于相同偏旁部首的汉字，可行干脆将偏旁部首复制往日。就像下图中‘评’、‘读’皆是言字旁，按理说设置师只要要设置右侧不一样的部分就能。

　　▲中文位图草稿。 相片来源：斯坦福大学

　　可是托马斯教授发觉档案里相似的事业体制很少。路易斯坚持请求设置师逐字调度、设置，以保证每个字的偏旁部首看起来是协调的。即使有些改动非常细小，令人难以察觉。

　　托马斯教授依照档案材料从新复现了 Sinotype III 的中文字体。可行发觉同样为‘女’字旁的‘娟’和‘娩’，两个字的‘女’字旁的设置样式其实不一样。

　　▲可行瞧出‘女’字旁的不同吗？ 相片来源：斯坦福大学

　　‘女’字旁在‘娟’字中的宽度为 6 个像素（网格），而在‘娩’字中唯有 5 个像素。此外‘娩’字的‘女’字旁撇点和撇的笔画，要比‘娟’多一种像素，视线上愈加修长。

　　这样一点不苟的设置却非个例。托马斯教授在字体库里发觉了大批相似的事业，当他将位图的草稿与终归成品放到一同对照时，还能见到众多细小、有趣的浮动。

　　例如在‘罗’字中，左下角的笔画开始所以 45°往下伸展的。但终归版本，笔画的尽头被‘拉平’，更适合书法的艺术感。

　　▲‘罗’字的两个版本，左为终归版。 相片来源：斯坦福大学

　　可行瞧出，添加或缩减一种像素，便会对全体的平衡感、美感形成作用。这也表现出设置师们在创作第一批字体的艰辛，以及背后的匠人精神。

　　实质上，16X16 的网格，关于创作中文字体其实不是很友好。最最重要的的难题是对称性。

　　咱们晓得，大批的汉字是具备对称性的，而依据数学的准则，唯有奇数尺寸的体积地域，才能组建出十足对称的形体。

　　因而，路易斯及其团队打算只应用 16X16 网格中的 15X15 地域，来实现汉字的对称。这进一步缩短了设置师的体积，对设置事业提议了更高的请求。

　　▲ 山、中、田的对称与非对称。 相片来源：斯坦福大学

　　得益于团队孜孜不倦的努力和一点不苟的态度，Sinotype III 的中文字体库名目顺利达成。虽然它并没有商业发表，但它的确是全球上最早能料理、显现、输入输出中文的 PC 之一。

　　自然，路易斯及其团队制作字体的方法，在当今的技艺语境下看起来仿佛太过古板和幼稚。此刻广大运用的 TrueType 字体技艺，能够以矢量形式存储字体，占用体积小、渲染快、显现成果清楚锐利。

　　▲现在多半字体均是 TrueType 格式。 相片来源：themex

　　但正是它们运用‘笨方法’，逐字画稿、来回修改，才让汉字可以映入数字全球。而‘当代毕昇’王选院士主办研制的高分辨率字形消息紧缩技艺，愈是彻底地解决了汉字编码库存的困境。

　　在这点前辈们的努力下，中文才无被互联网大潮落下，汉语拉丁化的理论被扫进历史垃圾堆。咱们今日能够运用中文在互联网上冲浪，应感谢它们曾为这付出的青春。