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ClearType 概觀

本文提供 Windows Presentation Foundation (WPF) 中找到的 Microsoft ClearType 技術概觀。

技術概觀

ClearType 是由 Microsoft 開發的軟體技術,可改善現有 LCD 上文字的可讀性,例如筆記型電腦螢幕、口袋電腦螢幕和平板顯示器。 ClearType 的運作方式是存取 LCD 螢幕每個像素中的個別垂直色條元素。 在 ClearType 之前,電腦可以顯示的最大詳細資料層級是單一像素,但在 LCD 螢幕上執行 ClearType 時,文字功能的顯示寬度可比像素還小很多。 額外的解析度可提高文字顯示細節的銳度,即使經過長時間也容易閱讀。

Windows Presentation Foundation (WPF) 中提供的 ClearType 是最新一代的 ClearType,其針對 Microsoft Windows Graphics Device Interface (GDI) 中的版本做了幾項改進。

子像素定位

針對舊版 ClearType 的顯著改進之一,就是使用子像素定位。 與 GDI 中的 ClearType 實作不同,在 Windows Presentation Foundation(WPF)中的 ClearType 可讓圖像在像素內展開,而不只是從像素的起始界線展開。 因為定位字符有此額外的解析度,所以字符的間距和比例更精確且一致。

下列兩例示範使用子像素定位時,字符如何能在任何子像素界限上開始。 左側的範例會使用舊版的 ClearType 轉譯器來轉譯,但未採用子像素定位。 右側的範例會使用新版本的 ClearType 轉譯器,使用子像素定位來轉譯。 請注意右側映像中每個 el 的轉譯方式都略有不同,因為它們每一個都在不同的子像素上開始。 在螢幕上檢視正常大小的文字時,因為字符映像的高對比,所以這項差異不是很明顯。 能做到這件事,單純是因為 ClearType 中併入的繁複色彩篩選。

Text displayed with two versions of ClearType以兩種 ClearType 版本顯示的文字wcpsdk_mmgraphics_text_cleartype_overview_01 使用舊版和更新版本的 ClearType 顯示的文字

下列兩個範例會比較舊版 ClearType 轉譯器的輸出與新版本的 ClearType 轉譯器。 顯示在右側的子像素定位,可大幅提升畫面中的類型間距,尤其是子像素和完整像素在字符寬度有明顯比例差異的小尺寸狀況。 請注意,第二個映像中的字母間距更勻稱。 子像素定位對整個螢幕文字外觀的累積益處大幅提升,並代表了ClearType技術的一項重大演進。

使用舊版和更新版本的 ClearTypeText displayed with earlier version of ClearType以舊版 ClearType 顯示的文字wcpsdk_mmgraphics_text_cleartype_overview_02 Text

Y 方向消除鋸齒

Windows Presentation Foundation(WPF) 中 ClearType 的另一項進步是 Y 方向消除鋸齒。 GDI 中沒有 Y 方向反鋸齒的 ClearType, 使 X 軸上有更佳的解析度,但 Y 軸則無。 微曲部分頂端和底端的鋸齒狀邊緣會降低其可讀性。

下例顯示不使用 Y 方向消除鋸齒的效果。 在此情況下,字母上方與下方的鋸齒狀邊緣很明顯。

Text with jagged edges on shallow curves微曲部分產生鋸齒狀邊緣的文字wcpsdk_mmgraphics_text_cleartype_overview_03 淺曲線上帶有鋸齒邊緣的文字

Windows Presentation Foundation(WPF)中的 ClearType 會在 Y 方向層級上提供反鋸齒功能,以平滑處理任何鋸齒狀邊緣。 這對改善東亞語言的可讀性特別重要,因為表意字元的水平和垂直微曲部分比重幾乎相同。

下例顯示使用 Y 方向消除鋸齒的效果。 在此情況下,字母的上方與下方會顯示平滑的曲線。

經 ClearType y 方向反鋸齒處理的Text with ClearType y-direction anti-aliasing套用 ClearType Y 方向消除鋸齒功能的文字wcpsdk_mmgraphics_text_cleartype_overview_04 文字

硬體加速

Windows Presentation Foundation (WPF) 中的 ClearType 可以利用硬體加速來提升效能,並減少 CPU 負載和系統記憶體需求。 ClearType 使用顯示卡的像素著色器和視訊記憶體,提供更快速的文字轉譯,特別是在使用動畫時。

Windows Presentation Foundation (WPF)中的 ClearType 不會修改整個系統的 ClearType 設定。 在 Windows 中停用 ClearType 會將 Windows Presentation Foundation (WPF) 反鋸齒設定為灰階模式。

其中一個 Windows Presentation Foundation (WPF) 架構設計決策是讓無關解析度的版面配置更能支援更高解析度的 DPI 螢幕。 這會導致 Windows Presentation Foundation (WPF) 不支援某些東亞字型的鋸齒文字轉譯或點陣圖,因為這些顯示結果都依賴解析度。

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