units per em

2022-04-19 09:38:01.0

分類: 字体技术

字体设计的工程规格中,有个较少被人提及的专有名词「UPM」,UPM全名为units per em。Em为字体设计上的一个单位,传统上,em指的是活字印刷铅字字身的高度;在现今数字字体设计上,EM化身一个虚拟的数字画布,依字体设计的精细度需要,画分出一个坐标系统网格,这个坐标系统大小的设定值最常见的是1000或2048,这个设定值,就称为units per em,它决定了字体坐标网格的粒度大小。


关于UPM数值的设定,基于TrueType和OpenType TT的字体,UPM的设定值通常为2048,而OpenType PS字体UPM的设定值通常为1000,但是也有设为256或512的情况发生,这样主要是为了达到降低字体档案的数据量或在特殊情境所需要的设定。

这些UPM设定值的大小除了与字体应用情境搭配外,在字体质量会有差异吗?

我们以下方的图例做说明,我们若将这三个图形视为「点」来看,右方的点是基于UPM 256的设计,而左方的点是以UPM 2048作设计,我们可以看出两者都有达到一般所认知「点」的概念,但若前提是「圆点」、「正圆」,那么就一定是左方UPM 2048所设计的图形才能符合标准。

也就是说,UPM值设定的越高,可以获得更多包含曲线、造型等的设计细节,反过来说,若我们想要设计一款具备高质量、有细腻曲线描绘的字体产品,在UPM就会需要相对较高的设定值。

以中文字体产品来说,无论是TrueType或OpenType PS的字体,目前大多数的UPM设定都以1000为主,这是一个在产品质量与档案量大小可以取得平衡的设定。


字体技术

字根组字

「字根组字」为开发的方式之一,顾名思义,即以「字根」为汉字的做小单位,设计出该款字体所需使用的「字根」后,在造字工具中将字根组合成汉字字符,这通称「字根组字」字型开发方式。



字根组字技术业界称为Radical-base,透过此技术开发出来的TrueType字型产品全名称做Radical-base TrueType,简称RTT,透过字根可以重复使用的特性,来大幅降低字型的档案大小,此种方式使用在简体中文具有27,533个大量汉字的GB18030字符集最具有效益,以下使用黑体、楷体为例,说明笔画组字技术与字根组字技术两者在字型档案量大小的差异:

  笔画组字 字根組字
黑体 7 MB 2.5 MB
楷体 18 MB 2.5 MB

注:黑体为文鼎UD晶熙黑体G30,楷体为文鼎楷体G30 /文鼎晶栩楷体G30

有别于笔画组字的字型产品,为何笔画组字技术与字根组字技术两者在字型档案量的大小上有如此大的差异呢?除了利用字根可共享、重复使用的特性外,在字型质量上也可以定义,以常用字的字符,开发质量达到近似于笔画组字高质量的水平,罕用字(大部分使用者一辈子几乎不会用到的字符)使用现有字根,不特别增加字根的方式来组成,虽然定义上质量稍差,但不影响辨别与使用。

近年,以文鼎字型与Dalton Maag承制的企业订制字体案件中,如为HP订制的HP Simplified、为Intel订制的Intel Clear客户就希望字型档案兼容嵌入式系统(embedded system)环境使用的低档案量以及印刷的高质量需求,透过内部技术评估后,即以字根组字方式开发多字重的字型档案交付客户使用。

除了字型档案量的大小外,一般使用者并不容易辨视字根组字的字型产品,目前,一般的使用者使用到透过字根组字技术所开发的产品的机会并不高,主要的原因在于此机制早期是针对嵌入式环境所设计的字体开发方式,现阶段的硬件环境相对于10年前成熟,硬件中的记忆空间容许容纳档案量较大的字型,因此,厂商们开发出来的字型档案都会是以通用的TrueType/OpenType字型为主。

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文鼎UD晶熙黑体 TTC格式产品说明

TrueType Collections (TTC)允许将多个性质相近的字型合并为一个档案,其目的是为了节省字型文件的数据量。以简体中文文鼎UD晶熙黑为例,针对40余个常用全角符号做调和(Proporitional)设计,分别放在两个不同的字体名称上,用户可以依自己的喜好及需求,选择常规的全角符号字型或是有标示P的常用全角符号调和设计产品。这两套不同名称的字体可以合并成TTC字体格式,汉字和部分符号可共享,只要增加40余调和符号的数据量。合并后的TTC字档和分开成两个TTF字檔效果一 样,却可节省95%以上的数据量。

在我们对设计师的访谈中,我们听到一个声音,有设计师认为在进行长文排版时,全角位符号的字宽常常出现一些尴尬 的排版问题,如川流(river)、凸排等,影响着整体的阅读感受。在理解设计师的困扰后,我们挑选了39个中文常用全角符 号,进行字宽调和(Proporitional)的设计,有此设计特点的产品,在字体名称上都会多一个「P」,代表Proporitional的代号。

以文鼎UD晶熙黑体E1字体为例,用户在安装字体后,在字体选单中会看到「文鼎UD晶熙黑体E1」与「文鼎UD晶 熙黑体PE1」两个字体名称,这是因为文鼎UD晶熙黑体E1字体档案使用了上方描述的TrueType Collections (TTC) 的机制而呈现出来的结果。

 

下图为文鼎UD晶熙黑体E1 产品使用常用全角符号及常用全角符号调和设计的排版示意图,选用经过符号调和设计 的字体,排版后汉字、符号呈现出较佳的字宽比例,将有助于段落文字讯息阅读的舒适性。

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从名称认识文鼎可变式字型

可变式字型(Variable Fonts)是OpenType字体格式的一种,这种字型格式可支持字重(weight)、宽度(width)、倾斜(slant, italic)、光学尺寸视觉调整(Optical size)等可变属性的定义,用户在应用时可以立即变化出一套字体家族的不同样式。

可变式字型的特色在于可随使用者的设定或是依应用程序的自动判断,变化出将近无限种的字体属性组合。只需要一个字型档案,就可以无间段调整该字型提供的字重、字宽或对比等可变属性,让设计师用字的创意不再受局限,同时也减少了庞大字体家族所需要的海量存储器空间。

从字体名称认识文鼎可变式字型

繁体中文字体名称:

文鼎VF晶熙黑體_WrW / AR VF JXHeiB5 WrW

范例说明:

可变式字体 + 字体名称 + 字集 + 变量轴

繁体中文的晶熙黑可变式字体,包含字重、字宽两个变量轴

 

※轴代码定义

Wl, Wr, Wu: 字重(weight)轴的极细段(light), 中间段(regular), 极粗段(ultra)

W: 字宽(width)轴

C: 对比(contrast)轴

G: 中宫(zhong gong)轴

H: 字高(height)轴

O: 光学尺寸视觉调整(optical size)轴(微字型, 标志用字浓淡度调整)

S: 样式(style)轴

 

字重字宽变数轴示意图

以文鼎UD晶熙黑體可变式字体为例:

在设计质量考虑下,包含字重、字宽两个变量轴的「文鼎VF晶熙黑體_WrW」,可在字重Medium至Heavy,标准字宽至80%字宽 (Condense 80)范围内无间断调整。

而一个变数轴的文鼎VF晶熙黑體_Wl、文鼎VF晶熙黑體_Wr、文鼎VF晶熙黑體_Wu是做字重无间断的调整。