Dietro il meticoloso processo di creazione di font per computer cinesi

Un primo mock-up di un font bitmap cinese realizzato dalla Graphic Arts Research Foundation (GARF). Collezione Louis Rosenblum, Collezioni speciali della Biblioteca dell'Università di Stanford

Bruce Rosenblum accese il suo Apple II, che emise una nota di FA alta seguita dal rumore del floppy drive. Dopo una serie di spessissimo battiture, il monitor Sanyo da 12 pollici ha iniziato a fosforizzare. Apparve una griglia verde, larga 16 unità e alta 16 unità. Questo era Gridmaster, un programma che Bruce aveva inventato nel linguaggio di programmazione BASIC per costruire uno dei primi font digitali cinesi al mondo. Stava sviluppando il carattere per una macchina sperimentale chiamata Sinotype III, che fu tra i primi personal computer a gestire input e output in lingua cinese.

A quel tempo, tra la fine degli anni '70 e l'inizio degli anni '80, in Cina non venivano costruiti personal computer. Quindi, per realizzare un PC cinese, il team di Rosenblum stava riprogrammando un Apple II per farlo funzionare in cinese. La sua lista di compiti era lunga. Doveva programmare un sistema operativo da zero, dal momento che il DOS 3.3 di Apple II semplicemente non permetteva l'immissione e l'emissione di testi in caratteri cinesi. Allo stesso modo, ha dovuto programmare lo stesso word processor cinese, un lavoro su cui ha lavorato instancabilmente per mesi.

Una fotografia del monitor Sinotype III mostra il programma Gridmaster e il processo di digitalizzazione del carattere cinese电 (dian, elettricità).

COLLEZIONE LOUIS ROSENBLUM, BIBLIOTECA DELL'UNIVERSITÀ DI STANFORD COLLEZIONI SPECIALI

Sebbene Gridmaster possa essere stato un programma semplice, il compito che sarebbe stato utilizzato per svolgere, la creazione di bitmap digitali di migliaia di caratteri cinesi, ha posto profonde sfide di progettazione. In effetti, la creazione del font per Sinotype III, una macchina sviluppata dalla Graphics Arts Research Foundation (GARF) a Cambridge, Massachusetts, ha richiesto molto più tempo della programmazione del computer stesso. Senza un font, non ci sarebbe modo di visualizzare i caratteri cinesi sullo schermo o di emetterli sulla stampante a matrice di punti della macchina.

Per ogni carattere cinese, i progettisti hanno dovuto prendere 256 decisioni separate, una per ogni potenziale pixel nella bitmap. (Una bitmap è un modo per archiviare le immagini digitalmente, sia come JPEG, GIF, BMP o altro formato di file, utilizzando una griglia di pixel che insieme costituiscono un simbolo o un'immagine.) Moltiplicato su migliaia di caratteri, questo equivaleva a letteralmente centinaia di migliaia di decisioni in un processo di sviluppo che ha richiesto più di due anni per essere completato.

Programming Gridmaster, che con il senno di poi Rosenblum mi ha descritto come goffo da usare, nella migliore delle ipotesi, ha consentito a suo padre, Louis Rosenblum e GARF di assumersi la responsabilità della creazione del carattere digitale. Utilizzando qualsiasi macchina Apple II ed eseguendo Gridmaster da un floppy disc, i tempi di immissione dei dati potrebbero creare e salvare nuove bitmap di caratteri cinesi, in remoto. Una volta create e archiviate queste bitmap, Rosenblums potrebbe installarle sul Sinotype III utilizzando un secondo programma (anch'esso progettato da Bruce) che le ingeriva e i codici di input corrispondenti nel database del sistema.

Sinotype III non è mai stato rilasciato in commercio. Tuttavia, il meticoloso lavoro svolto nel suo sviluppo, incluso lo sviluppo di questo font cinese bitmap, è stato fondamentale per un complesso sforzo globale per risolvere un irritante enigma ingegneristico: come equipaggiare un computer per gestire il cinese, una delle lingue più utilizzate sulla terra.

Una fotografia di un monitor Sinotype III che mostra il carattere bitmap cinese.

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Con l'avvento dell'informatica e dell'elaborazione testi in Occidente, ingegneri e designer hanno stabilito che un font digitale a bassa risoluzione per l'inglese potrebbe essere costruito su una griglia bitmap 5 per 7, richiedendo solo cinque byte di memoria per simbolo. La memorizzazione di tutti i 128 caratteri a bassa risoluzione nell'American Standard Code for Information Interchange (ASCII), che include ogni lettera dell'alfabeto inglese, i numeri da 0 a 9 e i simboli di punteggiatura comuni, richiedeva solo 640 byte di memoria, una minuscola frazione di , ad esempio, i 64 kilobyte di memoria integrata dell'Apple II.

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Ma ci sono decine di migliaia di caratteri cinesi e una griglia 5 per 7 era troppo piccola per renderli leggibili. Il cinese richiedeva una griglia di 16 per 16 o più, ovvero almeno 32 byte di memoria (256 bit) per carattere. Se si immaginasse un font contenente 70.000 caratteri cinesi a bassa risoluzione, il fabbisogno di memoria totale supererebbe i due megabyte. Anche un font contenente solo 8.000 dei caratteri cinesi più comuni richiederebbe circa 256 kilobyte solo per memorizzare le bitmap. Questa era quattro volte la capacità di memoria totale della maggior parte dei personal computer standard all'inizio degli anni '80.

Per quanto gravi fossero queste sfide di memoria, i problemi più faticosi che si sono trovati ad affrontare la produzione di caratteri cinesi a bassa risoluzione negli anni '70 e '80 erano quelli dell'estetica e del design. Molto prima che qualcuno si sedesse con un programma come Gridmaster, la parte del leone del lavoro avveniva fuori dal computer, usando carta, penna e liquido correttivo.

I designer hanno trascorso anni cercando di modellare bitmap che soddisfacessero i requisiti di memoria insufficiente e conservassero un minimo di eleganza calligrafica. Tra coloro che hanno creato questo set di caratteri, sia disegnando a mano bozze di bitmap per specifici caratteri cinesi o digitalizzandoli utilizzando Gridmaster, c'erano Lily Huan-Ming Ling (凌焕銘) ed Ellen Di Giovanni.

Bozza di disegni bitmap di caratteri cinesi per il font Sinotype III.

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Il problema principale che i designer hanno dovuto affrontare è stato quello di tradurre tra due modi radicalmente diversi di scrivere in cinese: il carattere disegnato a mano, prodotto con penna o pennello, e il glifo bitmap, prodotto con una matrice di pixel disposti su due assi. I designer hanno dovuto decidere come (e se) tentare di ricreare alcune caratteristiche ortografiche del cinese scritto a mano, come i tratti di ingresso, la riduzione del tratto e i tratti di uscita.

Nel caso del font Sinotype III, il processo di progettazione e digitalizzazione di bitmap cinesi a bassa risoluzione è stato accuratamente documentato. Una delle fonti d'archivio più affascinanti di questo periodo è un raccoglitore pieno di griglie con segni di hash disegnati a mano dappertutto, schizzi che sarebbero stati successivamente digitalizzati in bitmap per molte migliaia di caratteri cinesi. Ciascuno di questi personaggi è stato strutturato con cura e, nella maggior parte dei casi, modificato da Louis Rosenblum e GARF, utilizzando il fluido correttivo per cancellare eventuali parti con cui l'editore non era d'accordo. Sopra la serie iniziale di cancelletti verdi, quindi, una seconda serie di cancelletti rossi indicava la bozza finale. Solo allora è iniziato il lavoro di inserimento dei dati.

Un primo piano di una bozza di disegno bitmap di bei (背, retro, retro) che mostra le modifiche apportate utilizzando il fluido di correzione.

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Dato l'enorme numero di bitmap che il team doveva progettare - almeno 3.000 (e idealmente molte di più) se la macchina avesse qualche speranza di soddisfare le esigenze dei consumatori - si potrebbe presumere che i progettisti cercassero modi per semplificare il proprio lavoro. Un modo in cui avrebbero potuto farlo, ad esempio, sarebbe stato quello di duplicare i radicali cinesi - i componenti di base di un carattere - quando apparivano all'incirca nella stessa posizione, dimensione e orientamento da un carattere all'altro. Durante la produzione delle molte decine di caratteri cinesi comuni contenenti la donna radicale (女), ad esempio, il team di GARF avrebbe potuto (e, in teoria, avrebbe dovuto) creare una sola bitmap standard e quindi replicarla all'interno di ogni carattere in cui quel radicale è apparso.

Tuttavia, come mostrano i materiali d'archivio, non sono state prese decisioni così meccanicistiche. Al contrario, Louis Rosenblum ha insistito sul fatto che i designer regolassero ciascuno di questi componenti, spesso in modi quasi impercettibili, per garantire che fossero in armonia con il carattere generale in cui apparivano.

Nelle bitmap per Juan (娟, grazioso) e mian (娩, consegnare), per esempio - ognuno dei quali contiene la donna radicale - quel radicale è stato leggermente modificato. Nel personaggio Juan , la sezione centrale della donna radicale occupa un arco orizzontale di sei pixel, rispetto ai cinque pixel del personaggio mian . Allo stesso tempo, tuttavia, la curva in basso a destra della donna radicale si estende verso l'esterno solo di un pixel in più nel personaggio mian , e nel personaggio Juan quel tratto non si estende affatto.

I caratteri bitmap per juan (娟, grazioso) e mian (娩, consegnare) dal font Sinotype III, ricreati dall'autore.

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In tutto il font, questo livello di precisione era la regola piuttosto che l'eccezione.

Quando confrontiamo le bozze dei disegni bitmap con le loro forme finali, vediamo che sono state apportate più modifiche. Nella bozza di il giro (Luo, raccogliere , rete ), ad esempio, il tratto in basso a sinistra si estende verso il basso con un angolo perfetto di 45° prima di assottigliarsi nella versione digitalizzata di un tratto esterno. Nella versione finale, invece, la curva è stata appiattita, partendo da 45° ma poi livellando.

Un confronto tra due bozze del personaggio luo (罗, collect, net).

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Nonostante lo spazio apparentemente piccolo in cui i designer dovevano lavorare, hanno dovuto fare un numero impressionante di scelte. E ognuna di queste decisioni ha influenzato ogni altra decisione presa per un personaggio specifico, dal momento che l'aggiunta anche di un pixel spesso cambiava l'equilibrio orizzontale e verticale generale.

La dimensione spietata della griglia ha influito sul lavoro dei designer in altri modi inaspettati. Lo vediamo più chiaramente nel diabolico problema del raggiungimento della simmetria. I layout simmetrici, che abbondano in caratteri cinesi, erano particolarmente difficili da rappresentare in strutture a bassa risoluzione perché, secondo le regole della matematica, la creazione di simmetria richiede zone spaziali di dimensioni dispari. Le griglie bitmap con dimensioni uniformi (come la griglia 16 per 16) rendevano impossibile la simmetria. Il GARF è riuscito a raggiungere la simmetria, in molti casi, utilizzando solo una parte della griglia complessiva: solo una regione 15 per 15 all'interno della griglia complessiva 16 per 16. Ciò ha ridotto ulteriormente la quantità di spazio utilizzabile.

Simmetria e asimmetria nei caratteri shan (山, montante), zhong (中, al centro), ri (日, sole) e tian (田, campo).

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La storia diventa ancora più complessa quando iniziamo a confrontare i font bitmap creati da diverse aziende o creatori per diversi progetti. Considera il radicale dell'acqua (氵) come appariva nel carattere sinotipo III (in basso e a destra), al contrario di un altro dei primi caratteri cinesi creato da H.C. Tien (a sinistra), psicoterapeuta e imprenditore cinese-americano che ha sperimentato l'informatica cinese negli anni '70 e '80.

Un confronto tra il radicale dell'acqua (氵) come appariva nel carattere Sinotype III (a destra) e uno dei primi caratteri cinesi creato da H.C. Tien (a sinistra).

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Per quanto insignificanti possano sembrare gli esempi sopra, ognuno rappresentava l'ennesima decisione (tra migliaia) che il team di progettazione GARF ha dovuto prendere, sia durante la fase di redazione che di digitalizzazione.

La bassa risoluzione non è rimasta bassa a lungo, ovviamente. I progressi dell'informatica hanno dato origine a bitmap sempre più dense, velocità di elaborazione sempre più elevate e costi per la memoria sempre più bassi. Nella nostra attuale era di risoluzione 4K, display retina e altro, potrebbe essere difficile apprezzare l'arte, sia estetica che tecnica, che è stata utilizzata nella creazione dei primi caratteri bitmap cinesi, per quanto limitati fossero. Ma è stata la risoluzione di problemi come questa che alla fine ha reso l'informatica, i nuovi media e Internet accessibili a un sesto della popolazione mondiale.

Tom Mulney è professore di storia cinese alla Stanford University, Guggenheim fellow e Kluge Chair in Technology and Society presso la Library of Congress. È autore o caporedattore di sei libri, tra cui La macchina da scrivere cinese , Il tuo computer è in fiamme , e il prossimo Il computer cinese —la prima storia completa dell'informatica in lingua cinese.

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