Оконная система X и её шрифты

Алексей Федорчук
7 июля 2005 г

Пора, однако, возвращаться к генеральной линии нашего цикла — к компьютерным шрифтам вообще и их использованию в Иксах в частности.

Существует две формы представления шрифтов на экране — -растровая и векторная. В первой форме изображение символа формируется из описания составляющих его точек в виде матрицы пикселей, во второй же — описывается уравнениями специальных кривых, именуемых кривыми Безье. Разумеется, и векторные шрифты выводятся на экран попиксельно — ведь компьютерные дисплеи суть устройства растровые по своей природе. Однако векторная форма представления символов а) позволяет получать более «гладкие» изображения на мониторах с высоким разрешением, и б) добиваться более качественного вывода на печать (ведь разрешение самого плохого принтера минимум на пол-порядка выше, чем самого лучшего монитора с крутейшей видеокартой).
Очевидно, что растровые шрифты единственно пригодны для применения в чисто текстовом режиме. Теоретически в графической (через Frame Buffer) консоли можно было бы воспроизводить и векторные шрифты, но практически это нигде и никем не реализовано. Да и вообще тема консольных шрифтов будет рассмотрена в специальной заметке. А вот в Иксах могут быть использованы как растровые, так и векторные шрифты, причем последние — во многих форматах.

Для растровых шрифтов в Иксах обычно применяется формат PCF (Portable Compiled Font). Эти шрифты по своей природе почти немасштабируемы — как и консольные шрифты для текстового режима. Конечно, в графическом режиме символ, образованный матрицей точек, можно в принципе растянуть (или сжать) по вертикали и горизонтали как угодно — но вид его при этом будет варьировать от среднепаршивого до вполне отвратительного. И потому каждая PCF-гарнитура содержит файлы шрифтов с несколькими матрицами точек — собственно, число матриц конкретного шрифта и определяет возможности его масштабирования. Но — не только: наборы растровых шрифтов предназначены для совершенно конкретных разрешений, как правило — 75 и 100 dpi (dot per inch, то есть точек на дюйм — здесь термин разрешение используется в квази-типографском смысле, а не в контексте видеосистемы). Первые используются при экранных (то есть пиксельных) разрешениях вплоть до 800×600, вторые — от 1024×768 и выше.

Важно, что в гарнитурных наборах для растровых шрифтов мы, как правило, не найдем отдельных файлов для шрифтоначертаний. Правда, как мы позже увидим, в большинстве случаев таким шрифтам можно придать полужирное или курсивное начертание, но делается это средствами X-сервера, а не на основе описания собственно шрифтового файла. Соответственно, и результат получается не блестящим…

В Иксах находят себе применение как моноширинные, так и пропорциональные гарнитуры растровой формы воспроизведения. Первые используются главным образом в терминальных окнах, вторые же — для элементов интерфейса, а также вывода текстов в большинстве прикладных программ.

Штатная поставка Иксов в обязательном порядке включает в себя два шрифтовых набора растровых шрифтов общего назначения — с разрешениями 75dpi и 100dpi: именно под такими именами фигурируют содержащие их подкаталоги в сводном шрифтовом каталоге /usr/X11R6/lib/X11/fonts/. Ни тот, ни другой набор (а в их составе гарнитуры Courier, Helvetica, Times и несколько специальных) символов кириллицы не содержат ни в какой кодировке ее.

Впрочем, дискриминация русскоязычных (и кириллически-ориентированных) пользователей не столь уж выражена: испокон веку в комплекте Иксов есть и набор «нашинских» растровых шрифтов производства фирмы Cronyx, включающий гарнитуры Courier, Fixed (моноширинные), Times и Helvetica (моноширинные) — правда, только для кодировки KOI8-R. Качество их не то чтобы очень высокое, но на первое время сойдет.

Столь же обязательно наличие в комплекте Иксов так называемых misc-шрифтов, которые располагаются в каталоге /usr/X11R6/lib/X11/fonts/misc. Это — чисто моноширинные шрифты единственной гарнитуры (Fixed), которая включает набор шрифтовых файлов с разными матрицами (4×6, 5×7, 6×8 и так далее, вплоть до 10×20) и для разных наборов символов: в числе их, наряду со всеми кодировками ISO8859 (включая ISO8859-5 — ранее это называлось кодировкой ГОСТ для кириллицы), присутствует и KOI8-R. Шрифты misc-fixed предназначены в основном для терминалов, но могут использоваться и в приложениях (например, в текстовых редакторах).

В отечественные дистрибутивы Linux, а также в порты FreeBSD, включены дополнительные растровые шрифты с поддержкой кириллицы. Это — шрифты, выполненные Дмитрием Болховитяновым, собравшим их в виде пакета под именем cyr-rxf. Пакет этот включает, кроме стандартных гарнитур Times, Helvetica, Courier, дополнительные пропорциональные гарнитуры Lucida и Serene и моноширинные — Lucida Typewriter и Serene Typewriter, и существует ныне для всех кодировок Великого и Могучего. Не смотря на то, что все эти шрифты рассчитаны на разрешение 75 dpi, каждая гарнитура содержит большое количество шрифтовых файлов с разными матрицами (от 8 до 24 точек по вертикали), что позволяет использовать их при высоких разрешениях. И еще одна отличительная особенность пакета — наличие отдельных шрифтовых файлов для разных начертаний — нормального, курсивного и полужирного. С подробностями об этих шрифтах можно ознакомиться здесь.

Что касается векторных шрифтов — Иксы, насколько мне известно, поддерживают все распространенные их форматы. Однако практическое значение в наших условиях имеют только Adobe Type 1 и True Type Fonts (TTF) — прочие, типа Speedo, поддержкой кириллицы не обременены. Однако и для Type 1 или TTF кириллических вариантов штатно не предусмотрено. И потому обзаведение ими для использования в Иксах — дело рук самого использователя.

Правда, отечественные дистрибутивы содержат и кириллические шрифты обоих типов, причем — для многих кодировок кириллицы, включая, кроме KOI8-R, также CP1251 и ISO8859-5. В формате Type 1 существует несколько шрифтовых наборов для кодировки KOI8-R. Однако они бедны в отношении гарнитур, качество шрифтов не всегда «на уровне», и лицензионная чистота некоторых из них не вполне ясна.

Наиболее интересны наборы Type1 и TTF, разработанные Валентином Филипповым и распространяемые в составе дистрибутивов Altlinux, но доступные в Сети и сами по себе, в частности — здесь. Гарнитуры обоих наборов — весьма многочисленны: здесь и гротески Avantgarde, Gothic, Helvetica, Nimbus Sans, и серифы Bookman, Centure Scoolbook, Nimbus Roman, Palatino, Times, и моноширинные гарнитуры Courier и Nimbus Mono. Качество шрифтов весьма высокое — хотя и не всех. Имеются отдельные файлы для различных шрифтоначертаний — нормального, «легкого», полужирного и жирного, курсивного. Шрифты Валентина изначально создавались в кодировке Unicode (UTF8), так что могут быть использованы для передачи любых наборов символов кириллицы (как KOI8, так и CP1251). В общем, учитывая их лицензионную чистоту, — вполне приемлемый выбор.

Однако наибольшее распространение в последнее время получили среди отечественных пользователей юникодные TTF-шрифты, заимствованные из Windows. Малый их джентльменский набор, включающий гарнитуры гротеска Arial, Tahoma, Verdana, сериф Times New Roman, моноширинные Andale и Coutier New, долгое время (видимо, по недосмотру) был доступен свободно на сайте Microsoft. Правда, на условиях распространения только через Сеть (то есть без права на включение в дистрибутивы) и исключительно в первозданном виде — каковой являл собой, понятное дело, cab-архивы. Теперь с сайта Microsoft эти шрифты исчезли, но явного запрещения на их использование и сетевое распространение, насколько мне известно, так и не последовало. И потому их можно (в виде пакета corefonts) скачать с одного из сайтов, где они имеют место быть, распаковать и юзать в своей POSIX-системе вполне легально. На сей предмет была даже специально придумана утилита cabextract и разработана методика ее применения.

Описывать эту методику не буду: я не настолько наивен, чтобы полагать, будто в наших условиях ею кто-то воспользуется (при наличии более простого способа получения этих шрифтов, на котором не будем акцентировать внимание). Опишу лишь действия, которые потребуются после извлечения шрифтов из их «кабинетов» — они будут общими для всех TTF-шрифтов (а частично и для шрифтовых коллекций вообще).

Впрочем, отныне, с появлением свободных шрифтов от Novell, включенных в дистрибутив Suse, необходимости ни в сложных манипуляциях, ни в поступлении принципами, как будто-бы, больше нет. Подробности можно видеть в этой заметке.

Вернемся, однако, к столь полюбившимся пользователям шрифтам от MS (тем более, что все описанное ниже справедливо и для любых иных шрифтовых наборов). Как уже говорилось, файлы любого шрифтового набора принято помещать в отдельный каталог внутри каталога /usr/X11R6/lib/X11/fonts/. Поступим так и с извлеченными из cab-архива TTF-шрифтами, создав для них подкаталог corefonts (например). Однако, чтобы Иксы были в состоянии их воспринять, шрифтовой подкаталог должен содержать еще файл fonts.dir и (для масштабируемых векторных шрифтов) fonts.scale. Это — простые списки имен шрифтовых файлов и полного описания соответствующего им шрифтоначертания, например:

Arial.TTF -monotype-Arial-medium-r-normal--0-0-0-0-p-0-koi8-ru

Эту длинную последовательность можно представить в виде подобия базы данных, в которой имя шрифтового файла (в примере — Arial.TTF) выступает в качестве идентификатора записи, а все остальное образовано отдельными полями с дефисом в качестве разделителя. Поскольку тот же формат описания шрифта используется утилитой xfontsel и в так называемых файлах X-ресурсов (речь вскоре дойдет и до того, и до другого), остановимся на смысле отдельных полей подробнее.

Первое поле в терминологии xfontsel носит название fndry — от слова foundry, одно из значений которого — литейная форма (шрифта). А его содержание — это имя фирмы-разработчика, в примере — известного разработчика шрифтов Monotype (то есть можно понимать таr — отлито Монотайпом). И маленькое отступление для тех, кто не может поступиться принципами. И кому западло использовать что бы то ни было, произведенное в «Империи зла». Так вот, все TTF-шрифты из поставки Windows разработаны именно фирмой Monotype. Более того, гарнитуры Arial, Courier New и Times New Roman — это вариации на тему классических гарнитур Helvetica, Courier и Times, соответственно, которые вообще являются общенародным достоянием, а Tahoma и Verdana созданы Monotype по мотивам гротесков середины прошлого столетия. О происхождении Andale, к сожалению, ничего сказать не могу, но полагаю — и тут ничто не ново под луной. Так что при использовании этих шрифтов поступаться принципами не приходится…

Второе поле нашей «как бы базы» (в xfontsel оно называется fmly, то есть family) — это имя гарнитуры, которую данный шрифтовой файл представляет. Третье (wght — от weight, то есть толщина) — шрифтоначертание в критериях насыщенности, в примере — нормальное (medium), другие возможные значения — «светлое» (light), полужирное (bold), и так далее. В следующем же поле (slant) описывается шрифтоначертание с точки зрения наклона — нормальное (r — от roman) или курсивное (i, o — от italic и oblique, соответственно). За этим следует поле sWdth (set Width), описывающее «компоновку» шрифта — нормальную (normal), как в примере, или сжатую (condensed). Ну а позиция между двумя дефисами — это принадлежность гарнитуры к одному из трех семейств (к традиционным serif и sans serif добавляется decorative); очевидно, что она следует из имени гарнитуры, и потому здесь это поле пустое.

Следующие четыре поля определяют: размер шрифта в пикселях (pxlsz), размер шрифта в «точках» (points, ptsz), разрешение шрифта по горизонтали (resx) и вертикали (resy) в точках на дюйм (dpi). В примере все они заполнены нулями, что свидетельствует о принадлежности рассматриваемого шрифта к категории масштабируемых (таковыми являются все векторные шрифты, как TTF, так и Type 1). Однако для растровых шрифтов здесь стояли бы соответствующие значения, характеризующие данный шрифтовой файл, например 10-100-75-75. Следующим полем (spc — от spacing) описывается принадлежность к пропорциональному (p) или моноширинному (m) семействам. А затем — поле avgWdth, в котором определяется средняя ширина символа в шрифте. Наконец, в последних двух полях указываются набор символов (rgstry — от registry, и encdng — от encoding) шрифта (например, koi8) и его вариации (например, ru и r — для KOI8-R).

Рассмотренное описание каждого шрифта может показаться несколько запутанным и непонятным (да и на самом деле таковым является; хотя, как мы вскоре увидим, некоторая сермяжная правда в таком формате есть). Тем не менее, это — объективная реальность, данная нам в ощущениях разработчиков Иксов, и с ней приходится считаться. То есть — создать файл fonts.dir в новообразованном каталоге. Благо, для этого существуют утилиты — mkfontdir для шрифтов Type 1 и ttmkfdir — для шрифтов True Type. Правда, в комплект Иксов входит лишь первая — вторая должна быть установлена самостоятельно. Однако использование обеих — элементарно просто: достаточно дать одноименную команду с именем шрифтового каталога в качестве аргумента, в нашем примере это будет выглядеть так:

$ ttmkfdir /usr/X11R6/lib/X11/fonts/corefonts

И получить в результате тот самый файл fonts.dir со всеми его зубодробительными записями, а заодно — и с количеством оных в первой строке (это — обязательный элемент файла, без него X-сервер не сможет построить таблицу доступных шрифтов). Важно также, что для юникодных шрифтов автоматически будут заполнены поля rgstry и encdng — в соответствие с реально доступными в них наборами символов.

Что же касается файла fonts.scale для масштабируемых шрифтов, то его содержание идентично таковому fonts.dir, и его можно создать простым копированием последнего (а также сделать жесткой или символической ссылкой на него).

Теперь остается совсем немногое: внести в секцию Files Иксового конфига строку вида

        FontPath     "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/corefonts/"

и перезапустить X-сервер, чтобы наслаждаться кириллическими TTF-шрифтами. Проследив предварительно, имеет ли место быть в секции Module конфига строка

	Load  "ttf"

обеспечивающая их поддержку: с некоторых пор это штатная функция X-сервера, тогда как ранее для использования True Type требовались специальные серверы шрифтов (Fonts Server). Использование их не возбраняется и ныне, однако на настольной машине, по моему мнению, лишено смысла. Единственное, что дает Font Server — это возможность загрузки шрифтов с удаленного компьютера, что для пользовательского десктопа не актуально. А вот тормозить работу Иксов сервер шрифтов может вполне…

Теперь нужно только найти способ разбираться с наличным шрифтовым богачеством — выбирать нужные шрифты и устанавливать их. Что касается последнего — для собственно Иксовых приложений это делается либо опциями их командной строки при запуске, либо — в специальных файлах X-ресурсов, о чем речь пойдет в ближайшей интермедии. А вот выбор нужного для установки шрифта возможен на поминаемую выше утилиту xfontsel. Она позволяет через пункты меню, соответствующие описанным ранее полям в файле fonts.dir, выбрать для последних нужные значения (с визуальным контролем результата), а затем, нажатием на кнопку select, скопировать их в буфер. После чего параметры нужного шрифта могут быть либо вставлены в 4командную строку в виде значения соответствующей опции (например, опции -fn), либо вставлены в описание ресурсов приложения в файле типа ~/Xdefaults (см. следующую интермедию).

Выбирать шрифт через меню xfontsel можно в любом порядке. Например, можно сначала через два последних пункта (rgstry и encdng) отфильтровать только шрифты с поддержкой кириллицы, а затем уже определиться с гарнитурой, шрифтоначертанием и размером. Более того, для корректного представления шрифта часто нет нужды в определении всех параметров шрифта: некоторые из них (как, например, размер в пикселях и точках, горизонтальное и вертикальное разрешения) жестко сцеплены друг с другом: выбор размера шрифта 12 пунктов автоматически влечет установку значения 120 в точках. А такие параметры, как семейство гарнитур или их характер (пропорциональный и моноширинный), вообще однозначно вытекают из имени гарнитуры. Хотя шрифты можно фильтровать и по этим признакам: сначала отобрать все моноширинные гарнитуры, пригодные для использования в терминале, а потом уже детализировать свой выбор. Почему я и говорил, что формат описания шрифта содержит в себе некую сермяжную правду…

Перейти к верхней панели