Tipo claro
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 7 de abril de 2021; las comprobaciones requieren 5 ediciones .ClearType (del inglés "clear font" ) es un método para suavizar texto en ciertos tipos de monitores de computadora (especialmente LCD), basado en la tecnología SubPixel Rendering , registrada por Microsoft Corporation .
Historia
Por primera vez esta tecnología en la forma en que ahora se presenta en Comdex Fall 1998. ClearType apareció en el software de consumo en 2000 como parte de Microsoft Reader . Windows XP permitió que todos los programas (incluso los antiguos) tuvieran texto suavizado usando ClearType. Apple usa ClearType bajo un acuerdo de licencia cruzada .
ClearType se incluye con DirectX 10: cualquier tarjeta de video que admita DirectX 10 puede realizar la representación de caracteres en subpíxeles sin la participación de la CPU .
El desarrollo posterior de esta tecnología se denominó Natural ClearType [1] , luego pasó a llamarse DirectWrite . Esta tecnología es parte de DirectX 11. Si en Windows XP ClearType no cambió el ancho del texto para compatibilidad con versiones anteriores , entonces DirectWrite ya puede hacer esto, pero también es una API especial que no está disponible para programas más antiguos.
ClearType también es compatible con algunas distribuciones de Linux , como Ubuntu [2] [3] .
Cómo funciona ClearType
En los monitores CRT , la disposición de los elementos emisores de luz rojos, verdes y azules (granos de fósforo) no tiene nada que ver con los límites de los píxeles. [4] En las pantallas de cristal líquido, cada píxel consta de tres elementos: rojo, verde y azul. Estos elementos (llamémoslos subpíxeles) son rectángulos de ⅓ de píxel de ancho y 1 píxel de alto , y están ordenados estrictamente. Por lo general , el software de gráficos trata un píxel como una sola entidad. ClearType, por otro lado, percibe los subpíxeles como unidades estructurales independientes.
El algoritmo ClearType consta de dos pasos.
Paso 1: Representación de subpíxeles
El texto se representa con una resolución horizontal que es tres veces la resolución requerida. Cada píxel del texto recibido corresponde a un subpíxel de la pantalla. El resultado obtenido se muestra en la figura de la izquierda (líneas 3, 6, 7).
En la figura, la línea resultante (3) es blanca porque tiene exactamente tres subpíxeles de ancho. A menudo, el grosor de las líneas no es divisible por 3, no se utilizan todos los subpíxeles y las partes del objeto que se muestran en ellos tienen un tinte de color claro. Además, el subpíxel verde aparece más brillante, mientras que los subpíxeles rojo y azul aparecen más saturados. Para suprimir estas diferencias de color, se aplica un segundo paso.
Paso 2. Distribución del brillo
En el segundo paso, el texto se desenfoca en la dirección horizontal, es decir, parte del brillo, por ejemplo, del subpíxel rojo, se transfiere a sus vecinos verde y azul.
La intensidad de cada subpíxel se calcula mediante la fórmula
,
donde V - 2 es la intensidad inicial del subpíxel que está 2 a la izquierda del considerado, V - 1 es la intensidad inicial del subpíxel a la izquierda del considerado, etc.; a , b y c son coeficientes tales que 2 a + 2 b + c = 1. Los clásicos son , , .
Por lo tanto, el brillo de cada subpíxel se distribuye entre cinco subpíxeles adyacentes y los artefactos de color se vuelven menos perceptibles.
Este algoritmo de distribución de brillo está diseñado para pantallas en las que todos los píxeles tienen la misma disposición de subpíxeles (por ejemplo, RGB). Si la secuencia de subpíxeles es diferente en diferentes líneas, el nivel de desenfoque se puede reducir o incluso omitir este paso.
Por qué funciona
Nuestros ojos pueden percibir tanto el contraste de colores como el contraste de brillo . Pero a escalas pequeñas, el contraste de color se percibe como casi tres veces más débil, por lo que el texto renderizado con ClearType parece monocromático y suave. Si observa de cerca, puede ver "rayas" rojas y azules alrededor del texto, pero no afectan la lectura en condiciones normales.
El papel de la disposición horizontal de los subpíxeles
La disposición horizontal (en lugar de vertical) de los subpíxeles entre sí juega un papel importante en el funcionamiento de ClearType. Un aumento triple en la resolución horizontal permite un espaciado de caracteres variable, negritas y cursivas más realistas y anchos de caracteres más precisos.
Además, dado que el texto ya está borroso en la dirección horizontal con un radio de 2 subpíxeles, los caracteres ClearType se pueden desplazar de izquierda a derecha sin pérdida de calidad en incrementos de 1 ⁄ 256 subpíxeles [5] . Ni Windows Vista ni Mac OS utilizan esta técnica (pero sí en Adobe Acrobat y DirectWrite , introducidos en Windows 7 [1] ).
Si los subpíxeles se apilaran uno debajo del otro (como en un monitor LCD girado 90°), el motor de representación de subpíxeles aumentaría la resolución vertical, lo que es menos útil. Windows Vista , Windows XP Tablet PC Edition y FreeType son compatibles con esta disposición de subpíxeles (llamada suavizado en dirección Y en Windows y vRGB/vBGR en FreeType). La calidad del texto con esta salida es significativamente menor.
[3] ClearType en monitores CRT
ClearType no funciona en monitores CRT y LCD de resolución no estándar (que no tienen acceso a elementos emisores de luz individuales), ni en proyectores DLP (que no tienen un píxel dividido en subpíxeles). Sin embargo, el texto ClearType se ve mejor en ellos que el texto sin suavizado, ya que la representación de subpíxeles es una variante del suavizado . Aunque Windows XP tiene suavizado de calidad como parte de ClearType, no está disponible en su forma "pura". Esta es la razón por la que a algunos usuarios les gusta habilitar ClearType en los monitores CRT.
Aunque en los cinescopios con máscara de hendidura (Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron, LG Flatron) las franjas de fósforo son similares a los subpíxeles de un monitor LCD, todavía no hay acceso programático a cada uno de los elementos luminosos individuales. Por lo tanto, ClearType ayuda en ellos exactamente tanto como ayuda el suavizado.
Con la ayuda de algunos programas (por ejemplo, [1] ) puede comparar ClearType y el suavizado regular. En los monitores CRT, la mayoría de la gente prefiere el suavizado.
Limitaciones de ClearType
- Tiene sentido usar ClearType solo en pantallas LCD , de descarga de gas , LED y otras en las que se obtiene una imagen en color al dividir un píxel en subpíxeles ubicados horizontalmente entre sí.
- La pantalla debe funcionar en su resolución física: el píxel lógico del sistema operativo debe coincidir con el píxel físico de la pantalla. Ampliar o reducir por interpolación tiene poco o ningún efecto sobre la apariencia del texto plano suavizado , pero hace que la fuente ClearType 'ed sea borrosa. Del mismo modo, ClearType no se puede escalar ni rotar. [6] Cuando se conecta a través de una interfaz analógica (como VGA ), el monitor debe sincronizar con precisión la señal con los píxeles físicos.
- El orden de los subpíxeles en un píxel (RGB o BGR) debe conocerse de antemano. Windows XP asume que el orden es RGB por defecto, pero se puede cambiar a BGR a través del registro ; manualmente o usando utilidades especiales (por ejemplo, ClearType Tuning PowerToy o ClearType Switch ). En los televisores LCD, las líneas adyacentes se desplazan entre sí en 1,5 subpíxeles; en el sistema operativo de escritorio común, ClearType para tales pantallas no está implementado.
- ClearType no se puede imprimir en una impresora a color : la impresión parece colores sin mezclar . En blanco y negro, no hay tales problemas, pero los 2 ⁄ 3 píxeles adicionales de desenfoque no benefician al texto.
- ClearType solo funciona bien con texto oscuro sobre un fondo claro o texto claro sobre un fondo oscuro. La calidad más alta se obtiene si se muestra texto negro sobre un fondo blanco (o viceversa). Los intentos de mostrar texto en color o utilizar un fondo de color no dan una imagen final de alta calidad, ya que algunos de los subpíxeles no están involucrados. Por ejemplo, si muestra texto blanco sobre un fondo rojo, los subpíxeles rojos se iluminarán tanto para el texto como para el fondo.
- ClearType , como cualquier otro tipo de suavizado , es sensible a la gamma del monitor . En monitores de baja calidad sin la corrección gamma adecuada, el texto ClearType puede aparecer completamente negro o muy pálido.
- En ClearType , como en el suavizado, el motor de tipografía necesita saber qué fondo hay debajo del texto. [6] Y el programador de aplicaciones debe tener cuidado: si dibuja dos veces el mismo texto sin suavizado, no pasará nada, pero con suavizado (tanto clásico como ClearType), el texto se volverá más negro y audaz de lo necesario. Sin embargo, hay una diferencia significativa: una imagen con suavizado de píxeles se puede escribir en un archivo gráfico con un canal alfa y superponerse a cualquier fondo. [6] En el texto ClearType , la transparencia se establece para cada subpíxel individualmente; esta función de combinación es simple, pero no está implementada en la mayoría de los formatos gráficos y bibliotecas. Precisamente debido a la función de combinación, algunos programas de Microsoft ( menú de inicio de Windows 10 , Microsoft Word 2013) no usan ClearType: la animación resultó ser lo suficientemente rápida solo en potentes tarjetas de video para juegos. Además, hubo escepticismo sobre ClearType (ver más abajo).
Por las tres primeras razones, ClearType no debe usarse si el dibujo que se está preparando debe mostrarse correctamente en cualquier monitor, no solo en el que se preparó . En concreto, por este motivo, ClearType no está disponible en programas como Adobe Photoshop . Al preparar capturas de pantalla , también es una buena práctica desactivar ClearType .
ClearType interfiere con las personas que tienen un mayor sentido del color, especialmente con bajos puntos por pulgada ; para ellos, los bordes de las fuentes comienzan a "filtrarse" en rosa, azul o verde claro, lo que provoca una sensación de visualización defectuosa. Se les recomienda deshabilitar ClearType por completo y dejar solo el método de suavizado estándar. Según uno de los desarrolladores del subsistema ClearType para Windows: [7]
[...]
WPF usa el método C [ClearType] , pero no muchos dispositivos tienen resoluciones lo suficientemente altas como para que el posible desenfoque no moleste a nadie. […] Algunas personas están satisfechas con el desenfoque del método C, otras no. Extraño pero cierto: algunas personas se sienten cómodas leyendo textos largos presentados por el método C a 96 ppp (por ejemplo, a través de Times Reader ), pero no les gustan las ventanas de interfaz de usuario. A la mayoría de la gente no le importa el borde de color ClearType, pero a algunos sí. […]
En mi opinión, a 96 ppp, el método C se lee peor que el método A [sin anti-aliasing] . Demasiado borroso para mí. Y a 144 ppp no veo ningún problema, se lee perfectamente.
La implementación de Windows de ClearType para compatibilidad con versiones anteriores está diseñada para hacer coincidir el tamaño del texto con la representación normal sin alias. Algunas fuentes ( Arial , Tahoma ) tienen sugerencias para una representación sin suavizar, y ClearType no puede eliminar por completo las letras de los artefactos de sugerencias. Otros ( Consolas , Segoe UI ) están bajo ClearType y se ven mal en el suavizado simple.
Alguno[ quien? ] creen que ClearType no tiene una perspectiva a largo plazo: con el desarrollo de la calidad y la resolución de las pantallas, el suavizado universal será suficiente, y el uso de suavizado limitado no universal como ClearType dejará de tener sentido.
Impugnación de una patente
La tecnología ClearType recibió una patente de EE . UU. Métodos y aparatos para realizar operaciones de representación y rasterización de imágenes , que finalizó en 2018.
El investigador Steve Gibson disputa esta patente, argumentando que Microsoft patentó algo previamente conocido [8] : los programadores de Apple II duplicaron de manera similar la resolución efectiva de un televisor NTSC ( que se usó en lugar de un monitor). Otras empresas de informática hicieron lo mismo. Incluso en la descripción de Microsoft Basic para Apple II hay referencias a dichas técnicas.
Notas
- ↑ 1 2 Ingeniería de Windows 7: avances en tipografía y representación de texto en Windows 7 . Consultado el 1 de mayo de 2009. Archivado desde el original el 11 de marzo de 2010.
- ↑ Suavizado ClearType en Linux, o fuentes como en Ubuntu / Linux para todos / Habrahabr . Consultado el 30 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 7 de agosto de 2016.
- ↑ 1 2 ¿Cómo activar Cleartype en Ubuntu Linux? . Consultado el 27 de agosto de 2011. Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2013.
- ↑ Esto es fácil de ver bajo una lupa, mostrando un píxel blanco sobre un fondo negro en un monitor CRT, y es lógicamente comprensible: cuando corrige la geometría de la imagen, los píxeles se mueven, pero los granos de fósforo no.
- ↑ Tecnología anti-grano: exposiciones de rasterización de texto (enlace no disponible) . Consultado el 14 de julio de 2007. Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2013.
- ↑ 1 2 3 Color-aware ClearType requiere acceso a píxeles de fondo fijos, lo cual es un problema si no sabe cuáles son los píxeles de fondo, o si no están fijos - The Old New Th... . Fecha de acceso: 28 de febrero de 2015. Archivado desde el original el 22 de marzo de 2015.
- ↑ ClearType, en XP y Vista | Typophile Archivado el 13 de octubre de 2008 en Wayback Machine .
- ↑ Los orígenes lejanos de la renderización de fuentes subpíxel . Consultado el 4 de marzo de 2007. Archivado desde el original el 21 de julio de 2006.
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