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ClearType 概觀

本文提供在 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(液晶顯示器)上的文字可讀性,例如膝上型電腦螢幕、口袋電腦螢幕和平板顯示器。 ClearType 的運作方式是存取 LCD 螢幕每個圖元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圖元,但在 LCD 監視器上執行 ClearType 時,它可以將文字的功能顯示為寬度中小到圖元的一小部分。 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,其對 Microsoft Windows Graphics Device Interface (GDI) 中找到的版本有幾項改進。

子像素定位

較舊版 ClearType 有顯著的改善,就是使用子圖元定位。 與 GDI 中找到的 ClearType 實作不同,在 Windows Presentation Foundation 中發現的 ClearType 可讓圖像在圖元內開始,而不只是圖元的起始界限。 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,但未採用子圖元定位。 右側的範例會使用新版本的 ClearType 轉譯器,使用子圖元定位來轉譯。 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。 這只是因為 ClearType 中併入的複雜色彩篩選而可能。

Text displayed with two versions of ClearType 與舊版和更新版本的 ClearType 一起顯示的文字

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。 子圖元定位到文字畫面整體外觀的累積優點會大幅增加,並代表 ClearType 技術的重大演進。

Text displayed with earlier version of ClearType 具有舊版和更新版本的 ClearType 的文字

Y 方向消除鋸齒

Windows Presentation Foundation 中 ClearType 的另一個改進是 Y 方向的消除鋸齒。 GDI 中沒有 Y 方向反鋸齒的 ClearType 在 X 軸上提供更佳的解析度,但 Y 軸則沒有提供。 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 淺曲線上帶有鋸齒邊緣的文字

Windows Presentation Foundation 中的 ClearType (WPF) 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。

Text with ClearType y-direction anti-aliasing 具有 ClearType y 方向反鋸齒的文字

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 使用圖形卡片的圖元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 中的 ClearType (WPF) 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) 架構設計決策是讓解析度無關的版面配置更能支援更高的解析度 DPI 監視器。 這會產生 Windows Presentation Foundation (WPF) 不支援某些東亞字型中的別名文字轉譯或點陣圖的結果,因為它們都相依于解析度。

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