Bakom den mödosamma processen att skapa kinesiska datorteckensnitt

En tidig modell av ett kinesiskt bitmapteckensnitt tillverkat av Graphic Arts Research Foundation (GARF). Louis Rosenblum Collection, Stanford University Library Special Collections

Bruce Rosenblum slog på sin Apple II, som ringde ut en hög F-ton följt av klappandet från diskettenheten. Efter en sträng av thock thock tangenttryckningar började den 12-tums Sanyo-skärmen att fosforesera. Ett grönt rutnät dök upp, 16 enheter brett och 16 enheter högt. Detta var Gridmaster, ett program som Bruce hade kokat ihop i programmeringsspråket BASIC för att bygga ett av världens första kinesiska digitala typsnitt. Han utvecklade typsnittet för en experimentell maskin som heter Sinotype III, som var bland de första persondatorerna som hanterade in- och utdata på kinesiska språk.

På den tiden, i slutet av 1970-talet och början av 1980-talet, byggdes inga persondatorer i Kina. Så för att göra en kinesisk PC, programmerade Rosenblums team om en Apple II för att fungera på kinesiska. Hans lista över uppgifter var lång. Han var tvungen att programmera ett operativsystem från grunden, eftersom Apple II:s DOS 3.3 helt enkelt inte skulle tillåta inmatning och utmatning av texter med kinesiska tecken. Likaså var han tvungen att programmera den kinesiska ordbehandlaren själv, ett jobb han arbetade på outtröttligt i månader.

Ett fotografi av Sinotype III-monitorn visar Gridmaster-programmet och digitaliseringsprocessen av det kinesiska tecknet 电 (dian, elektricitet).

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Även om Gridmaster kan ha varit ett enkelt program, innebar uppgiften som det skulle användas för att utföra – att skapa digitala bitmappar av tusentals kinesiska tecken – djupa designutmaningar. Faktum är att det tog mycket längre tid att skapa teckensnittet för Sinotype III – en maskin utvecklad av Graphics Arts Research Foundation (GARF) i Cambridge, Massachusetts än att programmera själva datorn. Utan ett teckensnitt skulle det inte finnas något sätt att visa kinesiska tecken på skärmen, eller att mata ut dem på maskinens matrisskrivare.

För varje kinesiskt tecken måste designers fatta 256 separata beslut, ett för varje potentiell pixel i bitmappen. (En bitmapp är ett sätt att lagra bilder digitalt – oavsett om det är ett JPEG-, GIF-, BMP- eller annat filformat – med hjälp av ett rutnät av pixlar som tillsammans utgör en symbol eller en bild.) Multiplicerat med tusentals tecken uppgick detta till bokstavligen hundratusentals beslut i en utvecklingsprocess som tog mer än två år att slutföra.

Att programmera Gridmaster – som Rosenblum i efterhand beskrev för mig som klumpig att använda, i bästa fall gjorde det möjligt för hans far, Louis Rosenblum och GARF att ta bort ansvaret för att skapa det digitala typsnittet. Genom att använda vilken Apple II-maskin som helst, och köra Gridmaster från en diskett, kan datainmatningstemporärer skapa och spara nya kinesiska teckenbitmappar på distans. När dessa bitmappar väl skapats och lagrats kunde Rosenblums installera dem på Sinotype III genom att använda ett andra program (även designat av Bruce) som fick in dem och deras motsvarande indatakoder i systemets databas.

Sinotype III släpptes aldrig kommersiellt. Icke desto mindre var det mödosamma arbete som lades ner på dess utveckling – inklusive utvecklingen av detta kinesiska bitmapteckensnitt – centralt i en komplex global ansträngning att lösa ett irriterande ingenjörspussel: hur man utrustar en dator för att hantera kinesiska, ett av de mest använda språken på jorden.

Ett fotografi av en Sinotype III-monitor som visar det kinesiska bitmappstypsnittet.

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Vid tillkomsten av datorer och ordbehandling i väst, fastställde ingenjörer och designers att ett lågupplöst digitalt teckensnitt för engelska kunde byggas på ett 5-av-7 bitmappsrutnät - som bara kräver fem byte minne per symbol. Att lagra alla 128 lågupplösta tecken i American Standard Code for Information Interchange (ASCII), som inkluderar varje bokstav i det engelska alfabetet, siffrorna 0 till 9 och vanliga skiljetecken, krävde bara 640 byte minne – en liten bråkdel av , till exempel Apple II:s 64 kilobyte inbyggda minne.

Relaterad berättelse

Är din hjärna en dator?

Vi frågade experter om deras bästa argument i den mångåriga debatten om huruvida hjärnor och datorer behandlar information på samma sätt.

Men det finns tiotusentals kinesiska tecken, och ett 5-av-7-rutnät var för litet för att göra dem läsbara. Kinesiska krävde ett rutnät på 16 gånger 16 eller större – det vill säga minst 32 byte minne (256 bitar) per tecken. Skulle man föreställa sig ett teckensnitt som innehåller 70 000 lågupplösta kinesiska tecken, skulle det totala minnesbehovet överstiga två megabyte. Även ett teckensnitt som bara innehåller 8 000 av de vanligaste kinesiska tecknen skulle kräva ungefär 256 kilobyte bara för att lagra bitmapparna. Det var fyra gånger den totala minneskapaciteten för de flesta vanliga persondatorer i början av 1980-talet.

Hur allvarliga dessa minnesutmaningar än var, de mest påfrestande problemen med lågupplöst kinesisk teckensnittsproduktion på 1970- och 1980-talen var estetik och design. Långt innan någon satte sig ner med ett program som Gridmaster, skedde merparten av arbetet utanför datorn, med penna, papper och korrigeringsvätska.

Designers tillbringade år med att försöka skapa bitmappar som uppfyllde kraven på lågt minne och bevarade en viss kalligrafisk elegans. Bland dem som skapade denna teckenuppsättning, vare sig de handritade utkast av bitmappar för specifika kinesiska tecken eller digitaliserade dem med Gridmaster, var Lily Huan-Ming Ling (凌焕銘) och Ellen Di Giovanni.

Utkast till bitmappsritningar av kinesiska tecken för typsnittet Sinotype III.

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Kärnproblemet som designers ställdes inför var att översätta mellan två radikalt olika sätt att skriva kinesiska: den handritade karaktären, framställd med penna eller pensel, och bitmappsglyfen, producerad med en rad pixlar arrangerade på två axlar. Designers var tvungna att bestämma hur (och om) de skulle försöka återskapa vissa ortografiska egenskaper hos handskriven kinesiska, såsom ingångsslag, avsmalnande slag och utgångsslag.

När det gäller typsnittet Sinotype III dokumenterades processen med att designa och digitalisera kinesiska bitmappar med låg upplösning noggrant. En av de mest fascinerande arkivkällorna från denna period är en pärm full av rutnät med handritade hashmärken överallt – skisser som senare skulle digitaliseras till bitmappar för många tusen kinesiska tecken. Var och en av dessa karaktärer var noggrant upplagda och, i de flesta fall, redigerade av Louis Rosenblum och GARF, med hjälp av korrigeringsvätska för att radera alla bitar som redaktören inte höll med om. Ovanför den första uppsättningen gröna hash-märken, indikerade en andra uppsättning röda hash-märken det slutliga utkastet. Först då började arbetet med datainmatning.

En närbild av en bitmappsritning av bei (背, bak, bak) som visar redigeringar gjorda med hjälp av korrigeringsvätska.

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Med tanke på det stora antalet bitmappar som teamet behövde designa – minst 3 000 (och helst många fler) om maskinen hade några förhoppningar om att uppfylla konsumenternas behov – kan man anta att designers letade efter sätt att effektivisera sitt arbete. Ett sätt de kunde ha gjort detta, till exempel, skulle ha varit att duplicera kinesiska radikaler – baskomponenterna i en karaktär – när de dök upp på ungefär samma plats, storlek och orientering från ett tecken till ett annat. När de producerade de många dussintals vanliga kinesiska tecken som innehåller kvinnan radikalen (女), till exempel, kunde teamet på GARF ha (och i teorin borde ha) skapat bara en standard bitmapp och sedan replikerat den inom varje tecken där den radikala dök upp.

Inga sådana mekanistiska beslut fattades dock, vilket arkivmaterialet visar. Tvärtom, Louis Rosenblum insisterade på att designers skulle justera var och en av dessa komponenter – ofta på nästan omärkliga sätt – för att säkerställa att de var i harmoni med den övergripande karaktären i vilken de förekom.

I bitmapparna för Juan (娟, graciös) och mian (娩, att leverera), till exempel – som var och en innehåller kvinnaradikalen – den radikalen har ändrats lite. I karaktären Juan , den mittersta sektionen av kvinnaradikalen upptar ett horisontellt spann på sex pixlar, jämfört med fem pixlar i karaktären mian . Men samtidigt sträcker sig kurvan längst ner till höger på kvinnaradikalen utåt bara en pixel längre i karaktären mian , och i karaktären Juan att stroke inte sträcker sig alls.

Bitmappstecken för juan (娟, graciös) och mian (娩, att leverera) från Sinotype III-teckensnittet, återskapat av författaren.

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Över hela typsnittet var denna precisionsnivå snarare regel än undantag.

När vi ställer utkasten till bitmappsritningar mot deras slutliga former ser vi att fler ändringar har gjorts. I utkastet till runda (Luo, samla , netto ), till exempel sträcker sig det nedre vänstra slaget nedåt i en perfekt 45° vinkel innan det avsmalnar in i den digitaliserade versionen av ett utslag. I den slutliga versionen har kurvan dock plattats ut, med början på 45° men sedan planar ut.

En jämförelse av två utkastversioner av karaktären luo (罗, samla, nät).

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Trots det till synes små utrymmet där designers var tvungna att arbeta, var de tvungna att göra ett svindlande antal val. Och vart och ett av dessa beslut påverkade alla andra beslut de tog för en specifik karaktär, eftersom att lägga till ens en pixel ofta ändrade den övergripande horisontella och vertikala balansen.

Den oförlåtande storleken på rutnätet påverkade formgivarnas arbete på andra, oväntade sätt. Vi ser detta tydligast i det djävulska problemet med att uppnå symmetri. Symmetriska layouter – som finns i överflöd av kinesiska tecken – var särskilt svåra att representera i ramar med låg upplösning eftersom, enligt matematikens regler, att skapa symmetri kräver rumsliga zoner av udda storlek. Bitmap-rutnät med jämna dimensioner (som 16 x 16-rutnätet) gjorde symmetri omöjlig. GARF lyckades uppnå symmetri genom att i många fall bara använda en del av det övergripande rutnätet: bara en 15 x 15 region inom det övergripande 16 x 16 rutnätet. Detta minskade mängden användbart utrymme ytterligare.

Symmetri och asymmetri i karaktärerna shan (山, montering), zhong (中, mitten), ri (日, sol) och tian (田, fält).

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Historien blir ännu mer komplex när vi börjar jämföra bitmappstypsnitt som skapats av olika företag eller skapare för olika projekt. Betrakta vattenradikalen (氵) som den såg ut i typsnittet Sinotype III (nedan och till höger), i motsats till en annan tidig kinesisk typsnitt skapad av H.C. Tien (till vänster), en kinesisk-amerikansk psykoterapeut och entreprenör som experimenterade med kinesisk datoranvändning på 1970- och 1980-talen.

En jämförelse av vattenradikalen (氵) som den såg ut i typsnittet Sinotype III (höger) mot ett tidigt kinesiskt typsnitt skapat av H.C. Tien (vänster).

LOUIS ROSENBLUM SAMLING, STANFORD UNIVERSITY LIBRARY SPECIELLA SAMLINGAR

Så små som ovanstående exempel kan tyckas, representerade vart och ett ytterligare ett beslut (bland tusentals) som GARFs designteam var tvungna att fatta, vare sig det var under utarbetande eller digitaliseringsfasen.

Låg upplösning höll sig inte låg länge, förstås. Beräkningsframsteg gav upphov till allt tätare bitmappar, allt snabbare bearbetningshastigheter och ständigt minskande kostnader för minne. I vår nuvarande tidsålder av 4K-upplösning, näthinnaskärmar och mer kan det vara svårt att uppskatta det konstnärskap – både estetiskt och tekniskt – som gick med i skapandet av tidiga kinesiska bitmappsteckensnitt, lika begränsade som de var. Men det var problemlösning som denna som i slutändan gjorde datoranvändning, nya medier och internet tillgängligt för en sjättedel av världens befolkning.

Tom Mullaney är professor i kinesisk historia vid Stanford University, Guggenheim-stipendiat och Kluge Chair in Technology and Society vid Library of Congress. Han är författare eller huvudredaktör för sex böcker, inklusive Den kinesiska skrivmaskinen , Din dator brinner , och det kommande Den kinesiska datorn — den första omfattande historien om kinesisk-språkig datoranvändning.

Dölj