تحويل الخطوط إلى صور نقطية

تحويل الخطوط إلى صور نقطية هو عملية تحويل النص من وصف متجهي (كما هو الحال في الخطوط القابلة للتوسيع مثل خطوط TrueType ) إلى وصف نقطي أو صورة نقطية . غالبًا ما يتضمن ذلك بعض التنعيم للنص المعروض على الشاشة لجعله أكثر سلاسة وسهولة في القراءة. وقد يشمل أيضًا تلميحات - معلومات مضمنة في بيانات الخط تعمل على تحسين تفاصيل العرض لأحجام أحرف معينة.

أبسط أشكال التحويل إلى صورة نقطية هو رسم الخطوط مباشرةً دون أي نوع من أنواع التنعيم. في مصطلحات مايكروسوفت، يُطلق على هذا النوع من التحويل اسم "التحويل ثنائي المستوى " (ويُعرف أيضًا باسم "التحويل بالأبيض والأسود")، لأنه لا يتم استخدام أي درجات وسيطة (من الرمادي) لرسم الأحرف. (في الواقع، يمكن استخدام أي لونين كلون المقدمة والخلفية). ^{[ 1 ]} يُطلق على هذا النوع من التحويل أيضًا اسم "التحويل المُسنن" أو "التحويل المُسنن". ^{[ 2 ]} تُعد هذه الطريقة الأسرع من حيث أنها تتطلب أقل جهد حسابي. ومع ذلك، فإن عيبها هو أن الأحرف المُحولة قد تفقد وضوحها ويصعب تمييزها عند الأحجام الصغيرة. لذلك، تحتوي العديد من ملفات بيانات الخطوط (مثل TrueType) على تلميحات تُساعد برنامج التحويل إلى صورة نقطية على تحديد أماكن عرض البكسلات في المناطق الصعبة من الأحرف، أو مجموعات من الصور النقطية المُعدلة يدويًا لاستخدامها عند أحجام بكسل مُحددة. ^{[ 1 ]} كمثال نموذجي، جميع إصدارات مايكروسوفت ويندوز السابقة لويندوز 95 (مثل ويندوز 3.1 ) لم توفر سوى هذا النوع من برامج تحويل الصور النقطية المدمجة. ^{[ 2 ]}

تحويل الصور النقطية البسيط بدون تنعيم الحواف

تحويل الصور إلى صور نقطية مع منع التعرجات دون تلميح

تقنية تحويل الصور إلى صور نقطية مع تنعيم الحواف باستخدام التلميح. هنا، يتم إجبار البكسلات على الوقوع في إحداثيات بكسل صحيحة كلما أمكن ذلك.

تحويل الصورة إلى صورة نقطية مع تلميح وعرض البكسل الفرعي لشاشة عرض مسطحة RGB

يُعدّ استخدام تقنيات منع التعرّج القياسية في رسومات الحاسوب نهجًا أكثر تعقيدًا. ويمكن اعتبار ذلك بمثابة تحديد مقدار المساحة التي يشغلها الحرف على كل بكسل عند حوافه، ثم رسم هذا البكسل بدرجة التعتيم المُحددة. على سبيل المثال، عند رسم حرف أسود (000000) على خلفية بيضاء (FFFFFF)، إذا كان من المفترض أن يكون البكسل نصف ممتلئ (ربما بخط قطري من زاوية إلى أخرى)، فإنه يُرسم رماديًا بنسبة 50% (BCBCBC). قد يؤدي تطبيق هذه الطريقة بشكل مُبسط للغاية إلى ظهور الأحرف ضبابية. فعلى سبيل المثال، إذا كان الحرف يتضمن خطًا رأسيًا بعرض بكسل واحد، ولكنه يقع تمامًا بين بكسلين، فإنه يظهر على الشاشة كخط رمادي بعرض بكسلين. يُضحّي هذا الضباب بالوضوح من أجل الدقة. مع ذلك، غالبًا ما تُجبر الأنظمة الحديثة الخطوط على الوقوع ضمن إحداثيات بكسل صحيحة، مما يجعل الأحرف تبدو أكثر وضوحًا، ولكنه يجعل الخطوط أيضًا أعرض أو أرق قليلًا مما كانت ستبدو عليه على ورقة مطبوعة.

تتكون معظم شاشات الكمبيوتر من وحدات بكسل فرعية متعددة (عادةً ما يكون هناك بكسل فرعي لكل لون: الأحمر والأخضر والأزرق، وتُدمج هذه الوحدات لإنتاج طيف الألوان الكامل). في بعض الحالات، وخاصةً مع شاشات العرض المسطحة، يُمكن استغلال هذه الميزة من خلال العرض بدقة البكسل الفرعي بدلاً من استخدام وحدات البكسل الكاملة، مما يُحسّن الدقة الفعلية للشاشة. يُعرف هذا عمومًا باسم عرض البكسل الفرعي . ومن بين التطبيقات الخاصة بعرض البكسل الفرعي تقنية ClearType من مايكروسوفت .

في أنظمة التشغيل الحديثة، تُوفّر مكتبة مشتركة بين العديد من التطبيقات عادةً خاصية تحويل الخطوط إلى صور نقطية. قد تكون هذه المكتبة مُدمجة في نظام التشغيل أو بيئة سطح المكتب ، أو قد تُضاف لاحقًا. من حيث المبدأ، يُمكن لكل تطبيق استخدام مكتبة مختلفة لتحويل الخطوط إلى صور نقطية، ولكن عمليًا، تسعى معظم الأنظمة إلى توحيدها باستخدام مكتبة واحدة.

يدعم نظام التشغيل مايكروسوفت ويندوز عرض النصوص بدقة دون البكسل منذ ويندوز إكس بي . من جهة أخرى، يُعد مُرَسِّم النصوص القياسي من مايكروسوفت، الذي لا يدعم ClearType، مثالًا على مُرَسِّم يُعطي الأولوية لهدف مُصمم الخطوط وهو الوضوح؛ فمن خلال إجبار النص على اتخاذ مواقع إحداثيات صحيحة، مُتبعًا هدف مُصمم الخطوط في التلميح، وحتى عدم تنعيم حواف بعض الخطوط عند أحجام مُعينة، مُتبعًا هدف مُصمم الخطوط في جدول GASP، يُصبح النص أسهل في القراءة على الشاشة، ولكنه قد يبدو مختلفًا بعض الشيء عند الطباعة. وقد تغير هذا مع تضمين Direct2D/DirectWrite في تحديثات نظامي التشغيل ويندوز 7 وويندوز فيستا، مما يسمح بتحديد موضع النص بدقة دون البكسل حتى 1/16 من حجم البكسل. ^{[ 3 ]}

يتميز برنامج Quartz في نظام macOS X باستخدام تقنية تحديد المواقع الفرعية للبكسل؛ فهو لا يُجبر الأحرف على التواجد في مواقع بكسل محددة بدقة، بل يستخدم تقنيات متنوعة لتنعيم الحواف، ^{[ 4 ]} بما في ذلك تقنية العرض الفرعي للبكسل ، لوضع الأحرف والخطوط بحيث تبدو أبعد عن هدف مصمم الخط في التلميح وأقرب إلى المخطط الأصلي. والنتيجة هي أن العرض على الشاشة يبدو مشابهًا جدًا للإخراج المطبوع، ولكنه قد يكون صعب القراءة أحيانًا عند أحجام النقاط الصغيرة. ومنذ نظام macOS Mojave، أزال برنامج Quartz تقنية العرض الفرعي للبكسل، معتمدًا فقط على تنعيم الحواف بتدرج الرمادي. هذا التغيير مقبول لشاشات HiDPI "retina"، ولكنه يجعل قراءة النصوص على الشاشات الخارجية أكثر صعوبة. ^{[ 5 ]}

تستخدم معظم الأنظمة الأخرى مكتبة FreeType ، التي قد تقع، بحسب الإعدادات، بين تطبيقَي مايكروسوفت وآبل؛ فهي تدعم التلميح والتنعيم، وتُجري اختياريًا عرضًا وتحديدًا للمواقع على مستوى البكسل الفرعي. كما توفر FreeType بعض الميزات غير الموجودة في أيٍّ من التطبيقين، مثل عرض البكسل الفرعي المتوازن الألوان وتصحيح جاما. ^{[ 6 ]}

قد تُقدّم التطبيقات حلولها الخاصة لعرض الخطوط. تستخدم أُطر عمل الرسومات، مثل محرك Skia Graphics Engine (المستخدم في متصفح جوجل كروم )، أحيانًا مُعالج عرض خطوط خاص بها. كما قد تحتاج ألعاب الفيديو وتطبيقات ثلاثية الأبعاد أخرى إلى مُعالجات عرض أسرع تعتمد على وحدة معالجة الرسومات، مثل مُعالجات العرض المختلفة القائمة على SDF و"Slug". ^{[ 7 ]}

• مأساة الصور النقطية عند الدقة المنخفضة: إعادة النظر - كتاب بيت ستام الإلكتروني حول تحويل الصور إلى صور نقطية، مع التركيز على تقنية ClearType
• CS 354 رسومات الحاسوب - عرض المسار؛ جامعة تكساس في أوستن
• تعريض النصوص للتحويل إلى صور نقطية
• مشاكل التنعيم الطباعي