为了让电脑显现中文，他们在 16*16 的方格里画了 3000 个汉字

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同城信息网：转摘自AppSo
新的电子装备开机时，屏幕映出的首个交互页面，常常是系统说话挑选。

你可以高低滑动，挑选中文、英文、日文等多达上百种的笔墨。但假如将时候拨回 40 多年前，这一选项能够只要寥寥几种，而且没有中文。

我国笔墨的历史源远流长，但其数字化的过程却并未几远。我们现在之所以能在电子装备上阅读中文，离不开最初花费庞大气力，将中文「搬」至电脑上的那一群人。

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首批中文数字字体模子. 图片来自：斯坦福大学

比来，斯坦福大学获得了 2500 余件现代中国信息技术收藏品，包括几十台珍稀的中文打字机、笔墨处置器和电脑等物品，可谓天下上最大的中国现代 IT 历史合集。

该校一位研讨中国历史的教授托马斯·穆拉尼（Thomas Mullaney），在这些珍贵的藏品里发现了很多风趣的故事。其中就包括全球首批中文数字字体，是若何被建造出来的。

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托马斯·穆拉尼

托马斯将这段艰辛但布满艺术的过程，在《麻省理工科技批评》上报告了出来。我们也得以机遇看见这个具偶然代意义的历史片断。

一台机械带来的契机

故事要从一个定单起头说起。

20 世纪 80 年月初，美国图形艺术研讨基金会 (Graphics Arts Research Foundation) 找到了路易斯·罗森布鲁姆（Louis Rosenblum），想请他的团队为其正在开辟的机械 Sinotype III 建立出中笔墨体。

那时路易斯已年近 6 旬，结业于麻省理工学院的他，是一位资深的印刷、排版专家。路易斯在 1965 年创建了 Photography Systems 公司，专门处理数字工程、摄影、利用数学等相关题目。

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路易斯·罗森布鲁姆

虽然路易斯及其团队此前和图形艺术研讨基金会有过屡次合作，但此次为 Sinotype III 建立中笔墨体的项目，却是最辣手的。

由于那时中国还没起头生产小我电脑，其他国家或地域生产的电脑没法处置中文。所以在给 Sinotype III 这台尝试性机械开辟中笔墨体前，路易斯的团队需要先对苹果二代电脑（Apple II）编程，使其可以以中文运转。

万事开首难。由于苹果二代的 DOS 3.3 操纵系统，没法输入和输出汉字文本，所以必须得重新编程，包括编写一其中文笔墨处置器。为此，其团队花费了几个月的功夫。

他们想出的处理计划，是先经过 BASIC 编程说话，编写一个「Gridmater」法式，然后将该法式放入苹果二代电脑的软盘上运转。如此一来，便能建立并保存汉字的数字位图了。

接着，将设想好的汉字位图及其响应的代码，植入到系统数据库，即可让 Sinotype III 机械处置并显现中文了。

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Sinotype III 显现器的照片，显现了 Gridmaster 法式和汉字「电」. 图片来自：斯坦福大学

这里插入一个布景常识。早期的数字字体，均采用位图图像（也称点阵图像）来显现。

这是一种常见的贮存图像的方式，我们明天相机拍摄的照片、截图，贮存方式均属于位图。一张 JPEG、BMP、GIF 等格式的图片，是由很多像素点组成，这些点经过排列和染色，便组成了图样。

比如我们可以在电脑上将一张图片放大，放大至一定水平，即可看到正方形的像素点了。早期的字体即是在一定巨细的网格内，经过排列和染色构成的。

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将左图的眼睛部位放大，即可看到像素点了

中文数字字体，可比英文难做多了

中文数字字体之所以难做，重要缘由就是汉字的数目实在太多了，其次是由于汉字的字形非常复杂多样。

在计较机问世之初，工程师和设想师约定采用巨细为 5X7 的位图网格，来建立低分辨率的英文数字字体。如此一来，每个字符的巨细约 5 个字节，计较机的内存不会有太多负担。

在美国信息交换标准代码（ASCII）中贮存的一切 128 个低分辨率字符，包括英笔墨母表中的每个字母、数字 0 到 9，以及常见的标点标记，总计需要 640 字节的内存。而那时苹果二代的内存为 64KB，可以轻松承载英笔墨体库。

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ASCII 字符表

而中文由于字形复杂，在 5X7 巨细的网格中会糊作一团，难以识别。是以最少需要一个 16X16 大概更大的网格。

这样换算下来，每其中笔墨符的巨细最少有 32 字节。假如将 70000 个低分辨率的汉字打包，内存最少需要 2MB。再退一步，即使字库内只放进 8000 个常用的汉字，也需要约 256KB 的内存。

这无疑是一个大困难。由于在上世纪 80 年月初，大大都 PC 的总内存容量不跨越 64KB，底子装不下庞大的中文位图字库。

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Sinotype III 显现器的照片，显现了中笔墨体. 图片来自：斯坦福大学

内存垂危并不是最使人头疼的，由于这可以随着 PC 软硬件的进步得以处理。若何在 16X16 的低分辨率网格中，缔造出既轻易识别又美妙的中笔墨体，是更辣手的困难。

为此，路易斯团队的设想师们花了数年时候，尝试缔造出满足低内存要求，且清楚易认，甚至有书法美感的中文位图。其中，凌焕铭（Huan-Ming Ling）和艾伦迪乔瓦尼（Ellen Di Giovanni）的进献最为突出。

他们先是借助纸、笔、批改液来手绘出汉字的位图，然后借助上文提到的 Gridmater 法式将其数字化，植入到 Sinotype III 的系统中。

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Sinotype III 显现的中笔墨体. 图片来自：Courtesy of Bruce Rosenblum

建造背后的匠人精神

托马斯教授在档案材料里，发现了路易斯团队设想汉字位图的全进程。在一个装满格子图的册子中，记录了设想师们是若何经过手绘散点标记来缔造汉字位图的。

我们都晓得，汉字的笔画并非「横平竖直」的，进口笔画、出口笔画、笔画突变都有着丰富的细节。这也是设想师们面临的焦点题目，即若何在 16X16 的方格中，尽能够将这类书法美展现出来。

在这本格子册中，可以发现每个汉字都经过设想师经心绘制。绿色的「X」是最初的标志，交由汉字编辑考核后，假如那里不够标准，路易斯及其团队便会用批改液盖住原本的标志，再用红色的「X」标志上去。

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「背」字的位图草稿. 图片来自：斯坦福大学

履历反复点窜，经过终极确认的位图，才会输入至系统中。

假如要满足消耗者的需求，字库里最少要包括 3000 个常用的汉字。这个工程量对于团队来说是很大的。人们能够会猜测，他们能否会寻觅一些讨巧的方式。

例如，对于不异偏旁部首的汉字，可以间接将偏旁部首复制曩昔。就像下图中「评」、「读」都是言字旁，按理说设想师只需要设想右侧纷歧样的部分便可以。

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中文位图草稿. 图片来自：斯坦福大学

可是托马斯教授发现档案里类似的工作机制很少。路易斯对峙要求设想师逐字调剂、设想，以确保每个字的偏旁部首看起来是调和的。即使有些修改非常纤细，使人难以发觉。

托马斯教授依照档案材料重新复现了 Sinotype III 的中笔墨体。可以发现一样为「女」字旁的「娟」和「娩」，两个字的「女」字旁的设想款式并纷歧样。

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可以看出「女」字旁的分歧吗？图片来自：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」字中只要 5 个像素。别的「娩」字的「女」字旁撇点和撇的笔画，要比「娟」多一个像素，视觉上加倍修长。

这样敷衍了事的设想并非个例。托马斯教授在字体库里发现了大量类似的工作，当他将位图的草稿与终极制品放在一路对照时，还能看到很多纤细、风趣的变化。

比如在「罗」字中，左下角的笔画最初是以 45°向下伸展的。但终极版本，笔画的绝顶被「拉平」，更合适书法的艺术感。

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「罗」字的两个版本，左为终极版. 图片来自：斯坦福大学

可以看出，增加或缩减一个像素，便会对整体的平衡感、美感形成影响。这也表现出设想师们在创作首批字体的艰辛，以及背后的匠人精神。

现实上，16X16 的网格，对于创作中笔墨体并不是很友爱。最首要的题目是对称性。

我们晓得，大量的汉字是具有对称性的，而按照数学的法则，只要奇数巨细的空间地区，才能建立出完全对称的形体。

是以，路易斯及其团队决议只操纵 16X16 网格中的 15X15 地区，来实现汉字的对称。这进一步缩小了设想师的空间，对设想工作提出了更高的要求。

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山、中、田的对称与非对称. 图片来自：斯坦福大学

得益于团队孳孳不倦的尽力和敷衍了事的态度，Sinotype III 的中笔墨体库项目顺遂完成。虽然它并未贸易公布，但它简直是天下上最早能处置、显现、输入输出中文的 PC 之一。

固然，路易斯及其团队建造字体的方式，在现今的技术语境下看起来似乎过分呆板和幼稚。现在普遍利用的 TrueType 字体技术，可以以矢量方式存储字体，占用空间小、衬着快、显现结果清楚锋利。

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现在大都字体均是 TrueType 格式. 图片来自：themex

但正是他们利用「笨方式」，逐字画稿、反复点窜，才让汉字得以进入数字天下。而「今世毕昇」王选院士主持研制的高分辨率字形信息紧缩技术，更是完全地处理了汉字编码贮存的窘境。

在这些先辈们的尽力下，中文才没有被互联网大潮落下，汉语拉丁化的理论被扫进历史渣滓堆。我们明天可以利用中文在互联网上冲浪，应感激他们曾为此支出的青春。

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