211service.com
Bak den møysommelige prosessen med å lage kinesiske datamaskinfonter
En tidlig modell av en kinesisk punktgrafikkskrift laget av Graphic Arts Research Foundation (GARF). Louis Rosenblum Collection, Stanford University Library Special Collections
Bruce Rosenblum slo på sin Apple II, som lød en høy F-tone etterfulgt av klirringen fra diskettstasjonen. Etter en streng med thock thock tastetrykk begynte den 12-tommers Sanyo-skjermen å fosforesere. Et grønt rutenett dukket opp, 16 enheter bredt og 16 enheter høyt. Dette var Gridmaster, et program Bruce hadde laget i programmeringsspråket BASIC for å bygge en av verdens første kinesiske digitale fonter. Han utviklet fonten for en eksperimentell maskin kalt Sinotype III, som var blant de første personlige datamaskinene som håndterte kinesisk-språklige inndata og utdata.
På den tiden, på slutten av 1970-tallet og begynnelsen av 1980-tallet, var det ingen personlige datamaskiner som ble bygget i Kina. Så for å lage en kinesisk PC, omprogrammerte Rosenblums team en Apple II for å operere på kinesisk. Listen over oppgaver var lang. Han måtte programmere et operativsystem fra bunnen av, siden Apple IIs DOS 3.3 rett og slett ikke ville tillate inn- og utskriving av tekster med kinesiske tegn. På samme måte måtte han programmere selve den kinesiske tekstbehandleren, en jobb han jobbet utrettelig med i flere måneder.
Et fotografi av Sinotype III-monitoren viser Gridmaster-programmet og digitaliseringsprosessen til det kinesiske tegnet 电 (dian, elektrisitet).
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGER
Selv om Gridmaster kan ha vært et enkelt program, ga oppgaven som det ville bli brukt til å utføre – å lage digitale punktgrafikk av tusenvis av kinesiske tegn – store designutfordringer. Faktisk tok det mye lengre tid å lage fonten for Sinotype III – en maskin utviklet av Graphics Arts Research Foundation (GARF) i Cambridge, Massachusetts – enn å programmere selve datamaskinen. Uten en font ville det ikke vært mulig å vise kinesiske tegn på skjermen, eller å skrive dem ut på maskinens matriseskriver.
For hvert kinesisk tegn måtte designere ta 256 separate beslutninger, én for hver potensielle piksel i punktgrafikken. (En punktgrafikk er en måte å lagre bilder digitalt – enten det er som JPEG, GIF, BMP eller annet filformat – ved å bruke et rutenett av piksler som til sammen utgjør et symbol eller et bilde.) Multiplisert over tusenvis av tegn utgjorde dette til bokstavelig talt hundretusenvis av beslutninger i en utviklingsprosess som tok mer enn to år å fullføre.
Programmering av Gridmaster – som Rosenblum i ettertid beskrev for meg som klønete å bruke i beste fall – gjorde det mulig for faren hans, Louis Rosenblum og GARF å ta ut ansvaret for å lage den digitale fonten. Ved å bruke en hvilken som helst Apple II-maskin, og kjøre Gridmaster fra en diskett, kan dataregistreringstidspunkter opprette og lagre nye kinesiske tegnbitmaps eksternt. Når disse punktgrafikkene ble opprettet og lagret, kunne Rosenblums installere dem på Sinotype III ved å bruke et andre program (også designet av Bruce) som inntok dem og deres tilsvarende inngangskoder i systemets database.
Sinotype III ble aldri kommersielt utgitt. Ikke desto mindre var det møysommelige arbeidet med utviklingen – inkludert utviklingen av denne bitmap kinesiske fonten – sentral i en kompleks global innsats for å løse et irriterende ingeniørpuslespill: hvordan utstyre en datamaskin til å håndtere kinesisk, et av de mest brukte språkene på jorden.
Et fotografi av en Sinotype III-skjerm som viser den kinesiske bitmap-fonten.
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGERVed bruken av databehandling og tekstbehandling i Vesten, bestemte ingeniører og designere at en lavoppløselig digital font for engelsk kunne bygges på et 5 x 7 bitmap-rutenett – som bare krever fem byte minne per symbol. Lagring av alle 128 lavoppløselige tegn i American Standard Code for Information Interchange (ASCII), som inkluderer hver bokstav i det engelske alfabetet, tallene 0 til 9 og vanlige tegnsettingssymboler, krevde bare 640 byte minne – en liten brøkdel av , for eksempel Apple IIs 64 kilobyte med innebygd minne.
Relatert historie
Er hjernen din en datamaskin? Vi spurte eksperter om deres beste argumenter i den langvarige debatten om hvorvidt hjerner og datamaskiner behandler informasjon på samme måte.
Men det er titusenvis av kinesiske tegn, og et rutenett på 5 x 7 var for lite til å gjøre dem lesbare. Kinesisk krevde et rutenett på 16 x 16 eller større – det vil si minst 32 byte minne (256 biter) per tegn. Skulle man forestille seg en skrift som inneholder 70 000 lavoppløselige kinesiske tegn, ville det totale minnebehovet overstige to megabyte. Selv en skrift som inneholder bare 8000 av de vanligste kinesiske tegnene vil kreve omtrent 256 kilobyte bare for å lagre punktgrafikken. Det var fire ganger den totale minnekapasiteten til de fleste hyllevare datamaskiner på begynnelsen av 1980-tallet.
Så alvorlige som disse hukommelsesutfordringene var, var de mest krevende problemene med lavoppløselig kinesisk skriftproduksjon på 1970- og 1980-tallet estetikk og design. Lenge før noen satte seg ned med et program som Gridmaster, foregikk brorparten av arbeidet utenfor datamaskinen ved å bruke penn, papir og korrigeringsvæske.
Designere brukte år på å prøve å lage punktgrafikk som oppfylte kravene til lavt minne og bevarte et minimum av kalligrafisk eleganse. Blant dem som skapte dette tegnsettet, enten ved å tegne utkast til punktgrafikk for spesifikke kinesiske tegn eller digitalisere dem ved hjelp av Gridmaster, var Lily Huan-Ming Ling (凌焕銘) og Ellen Di Giovanni.
Utkast til punktgrafikktegninger av kinesiske tegn for Sinotype III-fonten.
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGERKjerneproblemet som designere møtte var å oversette mellom to radikalt forskjellige måter å skrive kinesisk på: det håndtegnede tegnet, produsert med penn eller pensel, og punktgrafikk-glyfen, produsert med en rekke piksler arrangert på to akser. Designere måtte bestemme hvordan (og om) de skulle prøve å gjenskape visse ortografiske trekk ved håndskrevet kinesisk, slik som inngangsslag, avsmalnende slag og utgangsslag.
Når det gjelder Sinotype III-fonten, ble prosessen med å designe og digitalisere kinesiske bitmaps med lav oppløsning grundig dokumentert. En av de mest fascinerende arkivkildene fra denne perioden er en perm full av rutenett med håndtegnede hasjmerker over dem – skisser som senere skulle digitaliseres til punktgrafikk for mange tusen kinesiske tegn. Hver av disse karakterene ble nøye lagt ut og, i de fleste tilfeller, redigert av Louis Rosenblum og GARF, ved å bruke korrigeringsvæske for å slette alle biter redaktøren var uenig i. Over toppen av det første settet med grønne hash-merker, så indikerte et andre sett med røde hash-merker det endelige utkastet. Først da begynte arbeidet med å legge inn data.
Et nærbilde av et utkast til bitmap-tegning av bei (背, bak, bak) som viser redigeringer gjort ved hjelp av korreksjonsvæske.
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGERGitt det store antallet bitmaps som teamet trengte for å designe – minst 3000 (og helst mange flere) hvis maskinen hadde noen forhåpninger om å oppfylle forbrukernes behov – kan man anta at designerne så etter måter å effektivisere arbeidet sitt på. En måte de kunne ha gjort dette på, ville for eksempel vært å duplisere kinesiske radikaler – basiskomponentene i en karakter – når de dukket opp på omtrent samme plassering, størrelse og orientering fra ett tegn til et annet. Når de produserer de mange dusinene av vanlige kinesiske tegn som inneholder kvinneradikalen (女), for eksempel, kunne teamet ved GARF ha (og, i teorien, burde ha) laget bare én standard punktgrafikk, og deretter replikert den i hvert tegn der den radikale dukket opp.
Det ble imidlertid ikke tatt slike mekanistiske avgjørelser, som arkivmaterialet viser. Tvert imot insisterte Louis Rosenblum på at designere skulle justere hver av disse komponentene – ofte på nesten umerkelige måter – for å sikre at de var i harmoni med den generelle karakteren de dukket opp i.
I punktgrafikken for Juan (娟, grasiøs) og mian (娩, å levere), for eksempel – som hver inneholder kvinneradikalen – den radikalen har blitt endret litt. I karakteren Juan , den midtre delen av kvinneradikalen har et horisontalt spenn på seks piksler, sammenlignet med fem piksler i karakteren mian . Samtidig strekker den nederste høyre kurven til kvinneradikalen seg bare én piksel lenger ut i karakteren mian , og i karakteren Juan at slaget ikke strekker seg i det hele tatt.
Punktgrafikktegnene for juan (娟, grasiøs) og mian (娩, å levere) fra Sinotype III-fonten, gjenskapt av forfatteren.
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGERPå tvers av hele skriften var dette presisjonsnivået regelen snarere enn unntaket.
Når vi setter utkastene til bitmap-tegningene sammen med deres endelige former, ser vi at flere endringer er gjort. I utkastversjonen av rund (Luo, samle inn , nett ), for eksempel strekker slaget nede til venstre seg nedover i en perfekt 45° vinkel før det avsmalner inn i den digitaliserte versjonen av et utslag. I den endelige versjonen har imidlertid kurven blitt flatet ut, begynner ved 45° men flater deretter ut.
En sammenligning av to utkastversjoner av karakteren luo (罗, collect, net).
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGERTil tross for den tilsynelatende lille plassen der designere måtte jobbe, måtte de ta et svimlende antall valg. Og hver og en av disse avgjørelsene påvirket alle andre avgjørelser de tok for en bestemt karakter, siden det å legge til enda en piksel ofte endret den generelle horisontale og vertikale balansen.
Den utilgivelige størrelsen på rutenettet påvirket designernes arbeid på andre, uventede måter. Vi ser dette tydeligst i det djevelske problemet med å oppnå symmetri. Symmetriske oppsett – som florerer av kinesiske tegn – var spesielt vanskelig å representere i lavoppløsningsrammer fordi, i henhold til matematikkens regler, krever symmetri å skape romlige soner i ulike størrelser. Bitmap-rutenett med jevne dimensjoner (som 16 x 16-rutenettet) gjorde symmetri umulig. GARF klarte å oppnå symmetri ved i mange tilfeller å bruke bare en del av det overordnede rutenettet: bare en 15 x 15 region innenfor det generelle 16 x 16 rutenettet. Dette reduserte mengden brukbar plass ytterligere.
Symmetri og asymmetri i karakterene shan (山, montering), zhong (中, midt), ri (日, sol) og tian (田, felt).
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGERHistorien blir enda mer kompleks når vi begynner å sammenligne bitmap-fontene laget av forskjellige selskaper eller skapere for forskjellige prosjekter. Tenk på vannradikalen (氵) slik den dukket opp i Sinotype III-fonten (under og til høyre), i motsetning til en annen tidlig kinesisk font laget av H.C. Tien (til venstre), en kinesisk-amerikansk psykoterapeut og gründer som eksperimenterte med kinesisk databehandling på 1970- og 1980-tallet.
En sammenligning av vannradikalet (氵) slik den dukket opp i Sinotype III-fonten (til høyre) kontra en tidlig kinesisk font laget av H.C. Tien (til venstre).
LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITETSBIBLIOTEK SPESIELLE SAMLINGERSå små som eksemplene ovenfor kan virke, representerte hver av dem enda en avgjørelse (blant tusenvis) som GARF-designteamet måtte ta, enten det var under utarbeidelses- eller digitaliseringsfasen.
Lav oppløsning holdt seg ikke lav lenge, selvfølgelig. Databehandlingsfremskritt ga opphav til stadig tettere punktgrafikk, stadig raskere prosesseringshastigheter og stadig reduserte kostnader for minne. I vår nåværende tidsalder med 4K-oppløsning, retina-skjermer og mer, kan det være vanskelig å sette pris på kunstnerskapet – både estetisk og teknisk – som gikk inn i etableringen av tidlige kinesiske bitmap-fonter, så begrensede som de var. Men det var problemløsning som dette som til slutt gjorde databehandling, nye medier og internett tilgjengelig for en sjettedel av den globale befolkningen.
Tom Mullaney er professor i kinesisk historie ved Stanford University, Guggenheim-stipendiat og Kluge-stolen i teknologi og samfunn ved Library of Congress. Han er forfatter eller hovedredaktør for seks bøker, inkludert Den kinesiske skrivemaskinen , Datamaskinen din er i brann , og det kommende Den kinesiske datamaskinen -den første omfattende historien til kinesisk-språklig databehandling.