Блог

Jun 08, 2023

Шрифты Hershey: не шоколад, происхождение векторных надписей

Последние несколько лет я постоянно сталкивался с чем-то под названием шрифты Hershey. Покопавшись, я нашел правительственный отчет 1967 года, написанный человеком по имени доктор Аллен Винсент Херши. Еще в 1960-е годы он

Последние несколько лет я постоянно сталкивался с чем-то под названием шрифты Hershey. Покопавшись, я нашел правительственный отчет 1967 года, написанный человеком по имени доктор Аллен Винсент Херши. Еще в 1960-х годах он работал физиком в Лаборатории военно-морского вооружения в Дальгрене, штат Вирджиния, изучая взаимодействие корпусов кораблей с водой. Его исследованиям способствовал калькулятор исследования боеприпасов военно-морских сил (NORC), который был создан IBM и был одним из самых быстрых компьютеров в мире, когда он был впервые установлен в 1954 году.

Средства ввода-вывода NORC, такие как перфокарты, магнитная лента и построчные принтеры, были типичными для той эпохи. Но у NORC также был сверхскоростной оптический принтер. Первоначально это устройство было разработано телекоммуникационной фирмой Stromberg-Carlson для Управления социального обеспечения с целью быстрой печати огромных объемов данных непосредственно на микрофильмах.

Возможно, вы слышали истории о программистах, с нетерпением ожидающих распечаток от операторов мэйнфреймов? Ну, вы бы еще дольше ждали своих оптических графиков. Поскольку они использовали пленку, им требовалась химическая обработка, чтобы превратить их в фотографии, слайды или микрофильмы. Но, несмотря на это время ожидания, скорость печати была намного выше, чем у построчных принтеров того времени: 7000 строк в минуту против 150. Хотя эта скорость печати, безусловно, была впечатляющей, способность строить целые графики и цифры всего за доли секунды была невозможной. Это сомнение хорошо оценено учеными из Дальгрена.

Что сделало это устройство таким быстрым? Это была трубка Charactron, о которой мы рассказывали еще в 2017 году. Эта специальная ЭЛТ имеет внутренний металлический экран, на котором выгравирован шрифт. Электронный луч проецирует целую букву на люминофорную поверхность трубки за одну «вспышку», что, в свою очередь, экспонирует фотопленку. Никакого растрового сканирования или векторного рисования не требовалось, поэтому процесс прошел быстро. Но вскоре система будет использоваться способами, не представленными первоначальными проектировщиками.

В те времена, когда еще не было текстовых процессоров roff, LaTex и WYSIWYG, подготовка технических отчетов, полных сложных математических уравнений и графиков данных, занимала довольно много времени. Сам текст готовился на обычной пишущей машинке. Но для набора математических уравнений были необходимы специальные пишущие машинки, такие как Varityper. Сюжеты и рисунки обычно рисуются от руки или с помощью перьевого плоттера. Херши пришел к выводу, что оптический принтер NORC может взять на себя новую роль и использоваться в качестве наборщика. Доктор Херши не только видел такую ​​возможность, но и проявлял большой интерес к каллиграфии и не возражал проводить вечера, развивая эту новую способность.

Ключом к этому было определение нового режима вывода, который обходил бы внутренние трафаретные шрифты. Вместо этого пленка будет экспонироваться с использованием трафарета точки (точки) в качестве «точки» и перемещения точки под управлением программы. Применительно к тексту это, конечно, медленнее, чем использование трафарета, но позволяет произвольно выбирать шрифты или реперториумы, как их назвал доктор Херши. Кроме того, он открывает возможность наносить данные непосредственно на пленку, минуя более медленные современные методы рисования пером и даже более медленные методы рисования от руки.

Доктор Херши узнал, что инженеры Bell Laboratories в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси, разработали шрифт для своего оптического принтера, используя аналогичную технику, подойдя к ней с точки зрения растеризации. Доктор Херши понял, что может расширить это, включив в него более экзотические и художественные символы. Он сосредоточился на использовании векторов для разработки своих шрифтов и отправился в долгий путь исследования и создания своей коллекции векторных шрифтов.

Оглядываясь назад, он не только создал набор инструментов для удовлетворения потребностей сообщества Дальгрена, но и расширил возможности оптического плоттера до крайности. В своих докладах он демонстрировал шрифты не только на английском, но и на других языках, например, на греческом, русском и японском. Помимо математических символов, он показал, как плоттер может рисовать электронные схемы, звездные карты галактики, карты в целом, химические связи и т. д. Пример его тщательности можно найти в его докладе 1967 года «Каллиграфия для компьютеров». Хотя Херши использовал только часть японских иероглифов в качестве демонстрации, он просмотрел более 5000 из них в поисках глифов, которые могли бы выйти за пределы ограничений его метода. Ему удалось найти только один такой случай, который он разумно решил проигнорировать: