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Linux-Magazin 10/2009
Sandra Cuningham, Fotolia.com

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Schriften unter Linux

Scriptorium

Bitmaps, Postscript, Type-42-Container, Truetype, Opentype, Freetyp ... - wohl niemandem muss es peinlich sein, wenn er bei der Fülle der Schriften-Formate den Überblick verloren hat. Wer trotzdem verstehen will, was und warum unter Linux alles zum Diktat bittet, kommt um ein kleines Historiendrama nicht herum.

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Die ersten Computerterminals sowie die frühen Spielekonsolen färbten einzelne Bereiche des Pixelrasters am Bildschirm nach einem festgelegten Zeichensatz ein (Abbildung 1). Diese Technik kommt heute noch im Teletext zum Einsatz. Die "Klötzchendarstellung" erfordert jedoch großen Abstand des Betrachters zum Wiedergabegerät, um einigermaßen lesbar zu sein. Daher eignet sie sich nicht besonders, um Text einzugeben.

Pixelschriften

Die Bildschirm- und Druckerpioniere führten daher so genannte Bitmap-Fonts ein. Das sind kleine Rastergrafiken, wie sie zum Beispiel Bildbearbeitungsprogramme produzieren. Angesichts der vergleichsweise geringen Rechenleistung der Computer in den 70er und 80er Jahren war dies die einzige Möglichkeit für Bildschirmtexte, die über die Teletext-Variante hinausging.

E Abbildung 1: Die Bildschirme der ersten Heimrechner – wie im Bild der Startbildschirm eines Commodore VC20 vom Anfang der 1980er Jahre – stellten Zeichen als eingefärbte Punkte in Feldern aus acht mal acht Pixeln dar.

Unter Linux sind Bitmap-Schriften bis heute in Gebrauch, etwa in Terminals oder in Latex. Allerdings nimmt ihre Bedeutung im Desktop-Bereich ab. Die beiden häufigsten Formate sind das Portable Compiled Format (PCF, [1]) sowie das von Adobe entwickelte Glyph Bitmap Distribution Format (BDF, [2]).

Der Vorteil von Bitmap-Fonts liegt neben den geringen Anforderungen an die CPU-Leistung darin, dass die Übereinstimmung von Bildschirmanzeige und einem Ausdruck hoch ist. Das gilt allerdings nur, wenn die Schrift in Originalgröße aus dem Drucker kommt. Sobald das Ausgabegerät eine Bitmap-Schrift hochskaliert, besteht dieselbe Gefahr wie bei allen niedrig auflösenden Rasterdateien, nämlich die pixelige Darstellung.

Die einzig verlässliche Lösung dieses Problems besteht darin, für jede Schriftart und jeden Schriftschnitt Pixeldaten in verschiedener Größe zu verwenden. Ein Blick in das Verzeichnis »/usr/share/fonts/« - oder das von der jeweiligen Distribution verwendete Standardverzeichnis zur Schrifteninstallation - zeigt, dass genau dies der Fall ist: Schriften sind dort in mehreren Größen und Schnitten abgelegt (Abbildung 2).

Der Anwender handelt sich so jedoch ein anderes Problem ein. Denn während die Anzahl möglicher Schriftgrößen theoretisch so gut wie unbegrenzt ist, wenn man über die Bildschirmdarstellung hinausgeht, ist doch der Speicherplatz begrenzt. Die meisten Bitmap-Schriften liegen daher nur in häufig verwendeten Größen und Schnitten vor.

Die Postscript-Revolution

Die Einschränkungen der Pixelschriften waren der Industrie und der Forschung bewusst und es galt, sie zu überwinden. Das Zauberwort hieß Vektorschriften. Die Grafikverarbeitung eines Systems beschreibt und speichert eine Vektorschrift dabei nicht länger Pixel für Pixel. Stattdessen verwendet sie, genau wie bei anderen Vektorgrafiken, nur Koordinaten und Werte, etwa für Farbe und Füllung. Das bedeutet, dass eine solche Schrift sich vergrößern lässt, ohne dass die Qualität leidet (Abbildung 3).

Abbildung 2: Die Bitmap-Schrift „Bitstream Charter“ bringt eigene Versionen für verschiedene Schnitte und Größen mit, zum Beispiel für Fett und Kursiv in Punktgröße 25.

Während diese Darstellungsmethode den Speicherplatz reduzierte, wuchs die Anforderung an die Rechenleistung. Die unzureichende Leistung der verfügbaren Computer verhinderte zunächst die Verbreitung von Vektorschriften. Was erfahrene Anwender als die "Desktop-Publishing-Revolution" von Mitte der 80er Jahre kennen, erscheint im Rückblick als Zusammentreffen verschiedener technischer Entwicklungen, zum Beispiel auch der Wysiwyg-Layoutprogramme Pagemaker und Ventura Publisher.

Entscheidend für das Fortkommen der Schriften waren die von Adobe entwickelte Seitenbeschreibungssprache Postscript sowie ein Drucker, der damit umgehen konnte: der Apple Laserwriter. Für Postscript definierte Adobe ein Schriftformat, das bis heute im Einsatz ist. Sein Vorteil war, dass es den relativ bescheidenen Hardware-Gegebenheiten seiner Entstehungszeit gerecht wurde. So entstand die Postscript-Schrift Type 1 von 1985 [3]. Während die ersten Postscript-Drucker schon lange verschrottet sind, ist Postscript selbst ein unverzichtbarer Bestandteil der meisten modernen Druckvorgänge geworden, auch unter Linux. Auch das allgegenwärtige PDF-Format ist ein Postscript-Abkömmling.

Abbildung 3: Dank der Vektorisierung von Schriftzeichen erfährt die 12-Punkt-Schrift (links) beim Hochskalieren zur Punktgröße 48 keinerlei Qualitätseinbußen. Die Kanten bleiben im Gegensatz zu hochskalierten Bitmap-Schriften glatt (rechts).

Eine Postscript-Schrift erhält ihr Aussehen durch kubische Bézierkurven, also durch vier Punkte, von denen zwei den Anfangs- und Endpunkt bezeichnen und zwei als Kontrollpunkte den Verlauf der Kurve beschreiben (Abbildung 4). So stellt eine kubische Bézierkurve auch Wellenlinien dar, da jeder der Kontrollpunkte einen Scheitelpunkt ausrichten kann. Auf diese Weise muss das System Schriften nicht mehr Pixel für Pixel speichern, auch die Notwendigkeit einer Datei pro Schriftgröße entfällt.

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