Hinter dem mühsamen Prozess der Erstellung chinesischer Computerschriften

Ein frühes Modell einer chinesischen Bitmap-Schriftart, die von der Graphic Arts Research Foundation (GARF) erstellt wurde. Sammlung Louis Rosenblum, Sondersammlungen der Stanford University Library

Bruce Rosenblum schaltete seinen Apple II ein, der ein hohes F erklang, gefolgt vom Rattern des Diskettenlaufwerks. Nach einer Reihe von schlag schlag Tastenanschläge begann der 12-Zoll-Sanyo-Monitor zu phosphoreszieren. Ein grünes Gitter erschien, 16 Einheiten breit und 16 Einheiten hoch. Das war Gridmaster, ein Programm, das Bruce in der Programmiersprache BASIC erfunden hatte, um eine der weltweit ersten chinesischen digitalen Schriftarten zu erstellen. Er entwickelte die Schriftart für eine experimentelle Maschine namens Sinotype III, die zu den ersten Personal Computern gehörte, die Ein- und Ausgabe in chinesischer Sprache handhabten.

Damals, in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren, wurden in China keine Personal Computer gebaut. Um einen chinesischen PC herzustellen, programmierte Rosenblums Team einen Apple II neu, damit er auf Chinesisch funktioniert. Seine Aufgabenliste war lang. Er musste ein Betriebssystem von Grund auf neu programmieren, da Apple IIs DOS 3.3 die Ein- und Ausgabe von Texten in chinesischen Schriftzeichen einfach nicht erlaubte. Ebenso musste er die chinesische Textverarbeitung selbst programmieren, eine Arbeit, an der er monatelang unermüdlich arbeitete.

Ein Foto des Sinotype III-Monitors zeigt das Gridmaster-Programm und den Digitalisierungsprozess des chinesischen Schriftzeichens 电 (dian, Elektrizität).

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Obwohl Gridmaster ein einfaches Programm gewesen sein mag, stellte die Aufgabe, die es zu erfüllen hatte – das Erstellen digitaler Bitmaps mit Tausenden von chinesischen Schriftzeichen – große Designherausforderungen. Tatsächlich dauerte die Erstellung der Schriftart für Sinotype III – eine Maschine, die von der Graphics Arts Research Foundation (GARF) in Cambridge, Massachusetts, entwickelt wurde – viel länger als die Programmierung des Computers selbst. Ohne eine Schriftart gäbe es keine Möglichkeit, chinesische Schriftzeichen auf dem Bildschirm anzuzeigen oder auf dem Nadeldrucker der Maschine auszugeben.

Für jedes chinesische Zeichen mussten die Designer 256 separate Entscheidungen treffen, eine für jedes potenzielle Pixel in der Bitmap. (Eine Bitmap ist eine Möglichkeit, Bilder digital zu speichern – ob als JPEG, GIF, BMP oder in einem anderen Dateiformat – unter Verwendung eines Rasters von Pixeln, die zusammen ein Symbol oder ein Bild ergeben.) Multipliziert mit Tausenden von Zeichen betrug dies buchstäblich Hunderttausende von Entscheidungen in einem Entwicklungsprozess, der mehr als zwei Jahre in Anspruch nahm.

Die Programmierung von Gridmaster – die Rosenblum mir im Nachhinein bestenfalls als umständlich in der Anwendung bezeichnete – ermöglichte es seinem Vater, Louis Rosenblum, und GARF, die Verantwortung für die Erstellung der digitalen Schriftart zu verteilen. Unter Verwendung eines beliebigen Apple II-Rechners und Ausführen von Gridmaster von einer Diskette konnten Dateneingabe-Templates neue chinesische Schriftzeichen-Bitmaps aus der Ferne erstellen und speichern. Sobald diese Bitmaps erstellt und gespeichert waren, konnten die Rosenblums sie auf der Sinotype III installieren, indem sie ein zweites Programm (ebenfalls von Bruce entwickelt) verwendeten, das sie und ihre entsprechenden Eingabecodes in die Datenbank des Systems einfügte.

Sinotype III wurde nie kommerziell veröffentlicht. Dennoch war die akribische Arbeit, die in seine Entwicklung gesteckt wurde – einschließlich der Entwicklung dieser chinesischen Bitmap-Schriftart – von zentraler Bedeutung für eine komplexe globale Anstrengung, um ein ärgerliches technisches Rätsel zu lösen: Wie man einen Computer so ausrüstet, dass er Chinesisch, eine der am weitesten verbreiteten Sprachen, beherrscht auf der Erde.

Ein Foto eines Sinotype III-Monitors, auf dem die chinesische Bitmap-Schriftart angezeigt wird.

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Mit dem Aufkommen der Computer- und Textverarbeitung im Westen stellten Ingenieure und Designer fest, dass eine digitale Schriftart mit niedriger Auflösung für Englisch auf einem 5-mal-7-Bitmap-Gitter aufgebaut werden könnte, das nur fünf Byte Speicher pro Symbol benötigt. Das Speichern aller 128 Zeichen mit niedriger Auflösung im American Standard Code for Information Interchange (ASCII), der jeden Buchstaben des englischen Alphabets, die Ziffern 0 bis 9 und gängige Satzzeichen enthält, erforderte nur 640 Byte Speicher – ein winziger Bruchteil davon , zum Beispiel die 64 Kilobyte Onboard-Speicher des Apple II.

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Aber es gibt Zehntausende von chinesischen Schriftzeichen, und ein 5-mal-7-Raster war zu klein, um sie lesbar zu machen. Chinesisch erforderte ein Raster von 16 mal 16 oder größer – d. h. mindestens 32 Byte Speicher (256 Bit) pro Zeichen. Stellt man sich eine Schrift vor, die 70.000 chinesische Schriftzeichen mit niedriger Auflösung enthält, würde der Gesamtspeicherbedarf zwei Megabyte überschreiten. Selbst eine Schriftart, die nur 8.000 der gebräuchlichsten chinesischen Schriftzeichen enthält, würde ungefähr 256 Kilobyte benötigen, um nur die Bitmaps zu speichern. Das war das Vierfache der gesamten Speicherkapazität der meisten handelsüblichen Personal Computer in den frühen 1980er Jahren.

So ernst diese Gedächtnisprobleme auch waren, die schwierigsten Probleme, mit denen die Produktion von niedrig auflösenden chinesischen Schriften in den 1970er und 1980er Jahren konfrontiert war, waren Ästhetik und Design. Lange bevor sich jemand mit einem Programm wie Gridmaster niederließ, wurde der Löwenanteil der Arbeit außerhalb des Computers erledigt, mit Stift, Papier und Korrekturflüssigkeit.

Designer verbrachten Jahre damit, Bitmaps zu entwerfen, die die Low-Memory-Anforderungen erfüllten und ein gewisses Maß an kalligrafischer Eleganz bewahrten. Lily Huan-Ming Ling (凌焕銘) und Ellen Di Giovanni haben diesen Zeichensatz erstellt, sei es durch handgezeichnete Entwürfe von Bitmaps für bestimmte chinesische Schriftzeichen oder durch Digitalisierung mit Gridmaster.

Entwerfen Sie Bitmap-Zeichnungen chinesischer Schriftzeichen für die Schriftart Sinotype III.

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Das Kernproblem, mit dem Designer konfrontiert waren, war die Übersetzung zwischen zwei radikal unterschiedlichen Arten, Chinesisch zu schreiben: dem handgezeichneten Zeichen, das mit Stift oder Pinsel erstellt wurde, und der Bitmap-Glyphe, die mit einer Reihe von Pixeln erstellt wurde, die auf zwei Achsen angeordnet waren. Die Designer mussten entscheiden, wie (und ob) sie versuchen wollten, bestimmte orthografische Merkmale des handgeschriebenen Chinesisch nachzubilden, wie z. B. Eingangsstriche, Strichverjüngung und Ausgangsstriche.

Im Fall der Schriftart Sinotype III wurde der Prozess des Entwerfens und Digitalisierens von niedrig aufgelösten chinesischen Bitmaps gründlich dokumentiert. Eine der faszinierendsten Archivquellen aus dieser Zeit ist ein Ordner voller Raster mit handgezeichneten Rautenzeichen – Skizzen, die später in Bitmaps für viele tausend chinesische Schriftzeichen digitalisiert wurden. Jedes dieser Zeichen wurde sorgfältig gestaltet und in den meisten Fällen von Louis Rosenblum und GARF bearbeitet, wobei Korrekturflüssigkeit verwendet wurde, um alle Teile zu löschen, mit denen der Herausgeber nicht einverstanden war. Über dem anfänglichen Satz grüner Hash-Markierungen zeigte dann ein zweiter Satz roter Hash-Markierungen den endgültigen Entwurf an. Erst dann begann die Arbeit der Dateneingabe.

Eine Nahaufnahme einer Entwurfs-Bitmap-Zeichnung von bei (背, hinten, hinten), die Änderungen zeigt, die mit Korrekturflüssigkeit vorgenommen wurden.

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Angesichts der schieren Anzahl von Bitmaps, die das Team entwerfen musste – mindestens 3.000 (und im Idealfall noch viel mehr), wenn die Maschine die Hoffnung hatte, die Bedürfnisse der Verbraucher zu erfüllen – könnte man annehmen, dass die Designer nach Möglichkeiten suchten, ihre Arbeit zu rationalisieren. Eine Möglichkeit, dies zu tun, wäre zum Beispiel gewesen, chinesische Radikale – die Basiskomponenten eines Zeichens – zu duplizieren, wenn sie von einem Zeichen zum anderen an ungefähr derselben Stelle, Größe und Ausrichtung erschienen. Bei der Erstellung der vielen Dutzend gebräuchlicher chinesischer Schriftzeichen mit dem Frauenradikal (女) hätte das Team von GARF beispielsweise nur eine Standard-Bitmap erstellen können (und hätte es theoretisch auch tun sollen) und sie dann in jedem Schriftzeichen repliziert dieses Radikal erschien.

Solche mechanistischen Entscheidungen wurden jedoch nicht getroffen, wie die Archivmaterialien zeigen. Im Gegenteil, Louis Rosenblum bestand darauf, dass die Designer jede dieser Komponenten – oft auf fast unmerkliche Weise – anpassen, um sicherzustellen, dass sie mit dem Gesamtcharakter, in dem sie erscheinen, harmonieren.

In den Bitmaps für Juan (娟, anmutig) und mich (娩, liefern) zum Beispiel – die jeweils das weibliche Radikal enthalten – dieses Radikal wurde ganz leicht verändert. Im Charakter Juan belegt der mittlere Abschnitt des Frauenradikals eine horizontale Spanne von sechs Pixeln im Vergleich zu fünf Pixeln im Zeichen mich . Gleichzeitig erstreckt sich die untere rechte Kurve des Frauenradikals jedoch nur einen Pixel weiter im Zeichen nach außen mich , und im Charakter Juan dieser Hub dehnt sich überhaupt nicht aus.

Die Bitmap-Zeichen für juan (娟, anmutig) und mian (娩, liefern) aus der Schriftart Sinotype III, neu erstellt vom Autor.

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Über die gesamte Schrift hinweg war diese Präzision eher die Regel als die Ausnahme.

Wenn wir die Entwürfe der Bitmap-Zeichnungen ihren endgültigen Formen gegenüberstellen, sehen wir, dass weitere Änderungen vorgenommen wurden. In der Entwurfsfassung von runden (Luo, sammeln , Netz ) zum Beispiel erstreckt sich der Strich unten links in einem perfekten Winkel von 45 ° nach unten, bevor er sich in die digitalisierte Version eines Ausstrichs verjüngt. In der endgültigen Version wurde die Kurve jedoch abgeflacht, beginnend bei 45°, flacht dann aber ab.

Ein Vergleich zweier Entwurfsversionen des Schriftzeichens luo (罗, sammeln, Netz).

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Trotz des scheinbar kleinen Raums, in dem Designer arbeiten mussten, mussten sie eine erstaunliche Anzahl von Entscheidungen treffen. Und jede dieser Entscheidungen beeinflusste jede andere Entscheidung, die sie für einen bestimmten Charakter trafen, da das Hinzufügen von nur einem Pixel oft die gesamte horizontale und vertikale Balance veränderte.

Die unversöhnliche Größe des Rasters wirkte sich auf andere, unerwartete Weise auf die Arbeit der Designer aus. Wir sehen dies am deutlichsten in dem teuflischen Problem, Symmetrie zu erreichen. Symmetrische Layouts – die reich an chinesischen Schriftzeichen sind – waren in Rahmen mit niedriger Auflösung besonders schwierig darzustellen, da nach den Regeln der Mathematik das Erstellen von Symmetrie räumliche Zonen mit ungewöhnlicher Größe erfordert. Bitmap-Raster mit geraden Abmessungen (z. B. das 16-mal-16-Raster) machten Symmetrie unmöglich. GARF gelang es, Symmetrie zu erreichen, indem in vielen Fällen nur ein Teil des Gesamtrasters verwendet wurde: nur eine 15-mal-15-Region innerhalb des 16-mal-16-Gesamtrasters. Dadurch reduzierte sich der nutzbare Platz noch weiter.

Symmetrie und Asymmetrie in den Schriftzeichen shan (山, Montage), zhong (中, Mitte), ri (日, Sonne) und tian (田, Feld).

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Die Geschichte wird noch komplexer, wenn wir beginnen, die Bitmap-Schriftarten zu vergleichen, die von verschiedenen Unternehmen oder Erstellern für verschiedene Projekte erstellt wurden. Betrachten Sie das Wasserradikal (氵), wie es in der Schriftart Sinotype III (unten und rechts) vorkam, im Gegensatz zu einer anderen frühen chinesischen Schriftart, die von H.C. Tien (links), ein chinesisch-amerikanischer Psychotherapeut und Unternehmer, der in den 1970er und 1980er Jahren mit chinesischer Computertechnik experimentierte.

Ein Vergleich des Wasserradikals (氵), wie es in der Schriftart Sinotype III (rechts) vorkam, mit einer frühen chinesischen Schriftart, die von H.C. Tien (links).

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So unbedeutend die obigen Beispiele auch erscheinen mögen, stellte jedes eine weitere Entscheidung (unter Tausenden) dar, die das GARF-Designteam treffen musste, sei es während der Entwurfs- oder der Digitalisierungsphase.

Die niedrige Auflösung blieb natürlich nicht lange niedrig. Computertechnische Fortschritte führten zu immer dichteren Bitmaps, immer schnelleren Verarbeitungsgeschwindigkeiten und immer geringeren Speicherkosten. In unserem heutigen Zeitalter der 4K-Auflösung, Retina-Displays und mehr mag es schwierig sein, die Kunstfertigkeit – sowohl ästhetisch als auch technisch – zu würdigen, die in die Erstellung früher chinesischer Bitmap-Schriften geflossen ist, so begrenzt sie auch waren. Aber es waren Problemlösungen wie diese, die Computer, neue Medien und das Internet letztendlich für ein Sechstel der Weltbevölkerung zugänglich machten.

Tom Mullaney ist Professor für chinesische Geschichte an der Stanford University, Guggenheim-Stipendiat und Inhaber des Kluge-Lehrstuhls für Technologie und Gesellschaft an der Library of Congress. Er ist Autor oder leitender Herausgeber von sechs Büchern, darunter Die chinesische Schreibmaschine , Ihr Computer brennt , und die bevorstehende Der chinesische Computer – die erste umfassende Geschichte des chinesischsprachigen Rechnens.

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