ClearType es la implementación de Microsoft de la tecnología de representación de subpíxeles para representar texto en un sistema de fuentes . ClearType intenta mejorar la apariencia del texto en ciertos tipos de pantallas de computadora sacrificando la fidelidad del color para una variación de intensidad adicional. Se afirma que esta compensación funciona bien en monitores de pantalla plana LCD .
ClearType se anunció por primera vez en la exposición COMDEX de noviembre de 1998 . La tecnología se introdujo por primera vez en software en enero de 2000 [1] como una función siempre activa de Microsoft Reader , que se lanzó al público en agosto de 2000.
ClearType cambió significativamente con la introducción de DirectWrite en Windows 7 . [2]
Las pantallas de computadora donde las posiciones de los píxeles individuales están fijas permanentemente, como la mayoría de las pantallas planas modernas, pueden mostrar bordes en forma de diente de sierra cuando se muestran elementos gráficos pequeños de alto contraste, como texto. ClearType utiliza suavizado espacial en el nivel de subpíxeles para reducir los artefactos visibles en dichas pantallas cuando se procesa el texto, lo que hace que el texto parezca "más suave" y menos irregular. ClearType también utiliza sugerencias de fuentes muy pesadas para obligar a la fuente a encajar en la cuadrícula de píxeles. Esto aumenta el contraste de los bordes y la legibilidad de las fuentes pequeñas a expensas de la fidelidad de la representación de las fuentes y ha sido criticado por los diseñadores gráficos por hacer que diferentes fuentes se vean similares.
Como la mayoría de los otros tipos de reproducción de subpíxeles, ClearType implica un compromiso, sacrificando un aspecto de la calidad de la imagen (color o detalle de crominancia ) por otro (claro y oscuro o detalle de luminancia ). El compromiso puede mejorar la apariencia del texto cuando los detalles de luminancia son más importantes que la crominancia.
Solo las aplicaciones de usuario y del sistema procesan la aplicación de ClearType. ClearType no altera otros elementos gráficos de visualización (incluido el texto que ya está en mapas de bits ). Por ejemplo, la mejora ClearType muestra el texto en la pantalla en Microsoft Word , pero el texto colocado en una imagen de mapa de bits en un programa como Adobe Photoshop no lo es. En teoría, el método (llamado "Decimación RGB" internamente) puede mejorar el suavizado de cualquier imagen digital. [3]
ClearType fue inventado en el equipo de Microsoft e-Books por Bert Keely y Greg Hitchcock. Luego fue analizado por investigadores de la compañía, y el experto en procesamiento de señales John Platt diseñó una versión mejorada del algoritmo. [4] Dick Brass , vicepresidente de Microsoft de 1997 a 2004, se quejó de que la empresa tardaba en llevar ClearType al mercado en el campo de la informática portátil. [5]
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Normalmente, el software de una computadora trata la pantalla de la computadora como una matriz rectangular de píxeles cuadrados indivisibles , cada uno de los cuales tiene una intensidad y un color determinados por la combinación de tres colores primarios : rojo, verde y azul. Sin embargo, el hardware de pantalla real generalmente implementa cada píxel como un grupo de tres subpíxeles independientes adyacentes , cada uno de los cuales muestra un color primario diferente. Por lo tanto, en una pantalla de computadora real, cada píxel está compuesto de subpíxeles rojos, verdes y azules separados. Por ejemplo, si se examina una pantalla plana con una lupa, los píxeles pueden aparecer de la siguiente manera:
En la ilustración de arriba, hay nueve píxeles pero 27 subpíxeles.
Si la computadora que controla la pantalla conoce la posición exacta y el color de todos los subpíxeles de la pantalla, puede aprovechar esto para mejorar la resolución aparente en determinadas situaciones. Si cada píxel de la pantalla en realidad contiene tres subpíxeles rectangulares de rojo, verde y azul, en ese orden fijo, entonces las cosas en la pantalla que son más pequeñas que un píxel completo se pueden renderizar iluminando solo uno o dos de los subpíxeles. . Por ejemplo, si se debe renderizar una línea diagonal con un ancho menor que un píxel completo, esto se puede hacer iluminando solo los subpíxeles que la línea realmente toca. Si la línea pasa por la parte más a la izquierda del píxel, solo se ilumina el subpíxel rojo; si pasa por la parte más a la derecha del píxel, solo se ilumina el subpíxel azul.Esto triplica efectivamente la resolución horizontal de la imagen a distancias de visualización normales; el inconveniente es que la línea así dibujada mostrará franjas de color (en algunos puntos puede parecer verde, en otros puntos puede verse rojo o azul).
ClearType utiliza este método para mejorar la suavidad del texto. Cuando los elementos de un carácter de tipo son más pequeños que un píxel completo, ClearType ilumina solo los subpíxeles apropiados de cada píxel completo para seguir más de cerca los contornos de ese carácter. El texto renderizado con ClearType se ve "más suave" que el texto renderizado sin él, siempre que el diseño de píxeles de la pantalla coincida exactamente con lo que espera ClearType.
La siguiente imagen muestra una ampliación 4 × de la palabra Wikipedia renderizada con ClearType. La palabra se tradujo originalmente con una fuente Times New Roman de 12 pt .
En esta vista ampliada, queda claro que, si bien la suavidad general del texto parece mejorar, también hay franjas de color en el texto.
Un primer plano extremo de una pantalla a color muestra (a) texto renderizado sin ClearType y (b) texto renderizado con ClearType. Tenga en cuenta los cambios en la intensidad de los subpíxeles que se utilizan para aumentar la resolución efectiva cuando ClearType está habilitado; sin ClearType, todos los subpíxeles de un píxel determinado tienen la misma intensidad.
En las líneas de texto anteriores, cuando se muestra el círculo naranja, todo el texto del marco se representa utilizando ClearType (representación de subpíxeles RGB); cuando el círculo naranja está ausente, todo el texto se procesa con suavizado normal (escala de grises de píxeles completos) .
ClearType y tecnologías similares funcionan con la teoría de que las variaciones de intensidad son más notables que las variaciones de color.
En un artículo de MSDN , Microsoft reconoce que "[el] xt que se procesa con ClearType también puede parecer significativamente diferente cuando lo ven personas con diferentes niveles de sensibilidad al color. Algunas personas pueden detectar ligeras diferencias en el color mejor que otras". [6] Esta opinión es compartida por el diseñador de fuentes Thomas Phinney (ex CEO de FontLab , también anteriormente con Adobe Systems [7] ): "También hay una variación considerable entre las personas en su sensibilidad a los flecos de color. Algunas personas simplemente lo notan y son le molesta mucho más que a otros ". [8]La desarrolladora de software Melissa Elliott ha escrito sobre encontrar la representación ClearType incómoda de leer, diciendo que "en lugar de ver texto negro, veo texto azul y se representa sobre él, pero compensado por uno o dos píxeles, veo texto naranja, y alguien metió la mano en un bolsa de purpurina de píxeles púrpura y simplemente la arrojé ... No soy la única persona en el mundo con este problema, y sin embargo, cada vez que surge, la gente me asegura que funciona para ellos como si eso fuera supuesto para hacerme sentir mejor ". [9]
El experto en insinuaciones Beat Stamm, que trabajó en ClearType en Microsoft, [10] está de acuerdo en que ClearType puede verse borroso a 96 ppp , que era una resolución típica [11] para las pantallas LCD en 2008, pero agrega que las pantallas de mayor resolución mejoran este aspecto: " WPF [Windows Presentation Foundation] utiliza el método C [ClearType con posicionamiento fraccional de píxeles [12]], pero pocos dispositivos de visualización tienen una resolución lo suficientemente alta como para hacer que el posible desenfoque sea un punto discutible para todos. . . . Algunas personas están de acuerdo con el desenfoque en el Método C, otras no. La evidencia anecdótica sugiere que algunas personas están bien con el Método C cuando leen texto continuo a 96 ppp (por ejemplo, Times Reader, etc.) pero no en escenarios de IU. Muchas personas están bien con los colores de ClearType, incluso a 96 ppp, pero algunas no lo son ... Para mis ojos y a 96 ppp, el Método C no se lee tan bien como el Método A. Me dice “borroso”. Por el contrario, a 144 ppp, no veo ningún problema con el método C. Se ve y se lee bien para mí ". [13] Una ilustración del problema potencial es la siguiente imagen:
En el bloque de texto anterior, la misma porción de texto se muestra en la mitad superior sin y en la mitad inferior con la representación ClearType (a diferencia de Standard y ClearType en la imagen anterior). Este y el ejemplo anterior con el círculo naranja demuestran el desenfoque introducido.
Un estudio de 2001, realizado por investigadores de la Universidad de Clemson y la Universidad de Pensilvania sobre "18 usuarios que pasaron 60 minutos leyendo ficción desde cada una de tres pantallas diferentes" encontró que "Al leer desde una pantalla LCD, los usuarios preferían el texto renderizado con ClearType ™. ClearType también produjo juicios de legibilidad más altos y calificaciones más bajas de fatiga mental ". [14] Un estudio de 2002 sobre 24 usuarios realizado por los mismos investigadores de la Universidad de Clemson también encontró que "los participantes fueron significativamente más precisos en la identificación de palabras con ClearType ™ que sin ClearType ™".
Según un estudio de 2006, realizado en la Universidad de Texas en Austin por Dillon et al., ClearType "puede no ser universalmente beneficioso". El estudio señala que se puede obtener el máximo beneficio cuando el trabajador de la información dedica una gran parte de su tiempo a leer texto (lo que no es necesariamente el caso de la mayoría de los usuarios de computadoras en la actualidad). Además, más de un tercio de los participantes del estudio experimentaron alguna desventaja al usar ClearType. El uso de ClearType u otra representación es muy subjetivo y debe ser la elección del individuo, y el informe recomienda "permitir que los usuarios deshabiliten [ClearType] si encuentran que produce efectos distintos al rendimiento mejorado". [15]
Otro estudio empírico de 2007 encontró que "mientras que la representación ClearType no mejora la legibilidad del texto, la velocidad de lectura o la comodidad en comparación con la representación en escala de grises ajustada perceptivamente, los sujetos prefieren el texto con una representación ClearType moderada al texto con una escala de grises o un contraste ClearType de mayor nivel". [dieciséis]
Una encuesta de 2007 de la literatura realizada por el investigador de Microsoft Kevin Larson presentó una imagen diferente: "Los estudios revisados por pares han encontrado constantemente que el uso de ClearType mejora el rendimiento de la lectura en comparación con otros sistemas de representación de texto. En un estudio de 2004, por ejemplo, Lee Gugerty, un profesor de psicología en la Universidad de Clemson, en Carolina del Sur, midió una mejora del 17 por ciento en la precisión del reconocimiento de palabras con ClearType. El grupo de Gugerty también mostró, en un estudio de comprensión de oraciones, que ClearType aumentó la velocidad de lectura en un 5 por ciento y la comprensión en un 2 por ciento. De manera similar, en un estudio publicado en 2007, el psicólogo Andrew Dillon de la Universidad de Texas en Austin descubrió que cuando se les pedía a los sujetos que escanearan una hoja de cálculo y seleccionaran cierta información, realizaban esas tareas un 7 por ciento más rápido con ClearType ".[17]
ClearType y las tecnologías afines requieren hardware de pantalla con píxeles y subpíxeles fijos. Más precisamente, las posiciones de los píxeles y subpíxeles en la pantalla deben ser conocidas con exactitud por el ordenador al que está conectado. Este es el caso de las pantallas planas, en las que las posiciones de los píxeles están fijadas de forma permanente por el propio diseño de la pantalla. Casi todos los paneles planos tienen una matriz perfectamente rectangular de píxeles cuadrados, cada uno de los cuales contiene tres subpíxeles rectangulares en los tres colores primarios, con el orden normal de rojo, verde y azul, dispuestos en bandas verticales. ClearType asume esta disposición de píxeles al renderizar texto.
ClearType no funciona correctamente con pantallas planas que funcionan con resoluciones distintas a sus resoluciones “nativas”, ya que solo la resolución nativa corresponde exactamente a las posiciones reales de los píxeles en la pantalla de la pantalla.
Si una pantalla no tiene el tipo de píxeles fijos que espera ClearType, el texto renderizado con ClearType habilitado en realidad se ve peor que el tipo renderizado sin él. Algunos paneles planos tienen arreglos de píxeles inusuales, con los colores en un orden diferente o con los subpíxeles colocados de manera diferente (en tres bandas horizontales o de otras formas). ClearType debe ajustarse manualmente para su uso con tales pantallas (ver más abajo).
ClearType no funcionará según lo previsto en pantallas que no tengan posiciones de píxeles fijas, como las pantallas CRT ; sin embargo, seguirá teniendo algún efecto de suavizado y puede ser preferible para algunos usuarios en comparación con el tipo sin suavizado. [18]
Debido a que ClearType utiliza el diseño físico de los pigmentos rojo, verde y azul de la pantalla LCD, es sensible a la orientación de la pantalla.
ClearType en Windows XP admite las estructuras de subpíxeles RGB y BGR ; No se admiten las pantallas giradas, en las que los subpíxeles se apilan verticalmente en lugar de disponerse horizontalmente . [19] El uso de ClearType en estas configuraciones de pantalla reducirá la calidad de la pantalla. La mejor opción para los usuarios de Windows XP que tienen pantallas LCD giradas ( Tablet PC o pantallas LCD con soporte giratorio) es usar suavizado regular o desactivar el suavizado de fuentes por completo.
La documentación del desarrollador de software para Windows CE indica que ClearType para pantallas rotadas es compatible con esa plataforma. [20]
ClearType también es un componente integrado del motor de representación de texto de Windows Presentation Foundation .
Como parte del lanzamiento de Vista, Microsoft lanzó un conjunto de fuentes, conocido como ClearType Font Collection , que se cree que funciona bien con el sistema ClearType: [22] [23]
ClearType se puede habilitar o deshabilitar globalmente para aplicaciones GDI . Un subprograma del panel de control está disponible para permitir a los usuarios ajustar la configuración de GDI ClearType. La implementación de GDI de ClearType no admite el posicionamiento de subpíxeles. [25]
Algunas versiones de Microsoft Windows , tal como se suministran, permiten activar o desactivar ClearType, sin ajustes; otras versiones permiten ajustar los parámetros de ClearType. Una utilidad de sintonizador de Microsoft ClearType está disponible para su descarga gratuita para las versiones de Windows que carecen de esta función. [26] Si ClearType está deshabilitado en el sistema operativo, las aplicaciones con sus propios controles ClearType aún pueden admitirlo. Microsoft Reader (para libros electrónicos ) tiene su propio sintonizador ClearType.
Todo el texto de Windows Presentation Foundation está suavizado y representado con ClearType. Hay configuraciones de registro ClearType independientes para las aplicaciones GDI y WPF, pero de forma predeterminada, las entradas de WPF están ausentes y los valores de GDI se utilizan en su ausencia. Las entradas de registro de WPF se pueden ajustar siguiendo las instrucciones [27] del Blog de texto de MSDN WPF.
ClearType en WPF admite el posicionamiento de subpíxeles, anchos de avance natural, suavizado en la dirección Y y aceleración de hardware . WPF admite el almacenamiento en caché agresivo de texto ClearType preprocesado en la memoria de video. [28] La medida en que esto sea compatible depende de la tarjeta de video . Las tarjetas DirectX 10 podrán almacenar en caché los glifos de fuentes en la memoria de video, luego realizar la composición (ensamblaje de glifos de caracteres en el orden correcto, con el espaciado correcto), combinación alfa (aplicación de suavizado) y combinación de RGB (cálculos de color de subpíxeles de ClearType), completamente en hardware. Esto significa que solo los glifos originales deben almacenarse en la memoria de video una vez por fuente (Microsoft estima que esto requeriría 2 MB de memoria de video por fuente) y otras operaciones como la visualización de texto suavizado sobre otros gráficos. - incluido el vídeo - también se puede realizar sin esfuerzo de cálculo por parte de la CPU. Las tarjetas DirectX 9 solo podrán almacenar en caché los glifos combinados alfa en la memoria, lo que requiere que la CPU maneje la composición de los glifos y la combinación alfa antes de pasar esto a la tarjeta de video. El almacenamiento en caché de estos glifos parcialmente renderizados requiere mucha más memoria (Microsoft estima 5 MB por proceso). Las tarjetas que no son compatibles con DirectX 9 no tienen capacidades de procesamiento de texto aceleradas por hardware.
A medida que las densidades de píxeles de las pantallas mejoraron y se dispuso de pantallas de mayor DPI, la reproducción de subpíxeles de color se volvió menos necesaria según Microsoft. Además, las interfaces de usuario de las tabletas Windows evolucionaron para admitir orientaciones de pantalla verticales donde las franjas de color de la pantalla LCD se ejecutarían horizontalmente. La representación de subpíxeles ClearType de color original se ajustó para funcionar de manera óptima con pantallas LCD de orientación horizontal donde las rayas RGB o BGR se ejecutan verticalmente. Por estas razones, DirectWrite, que es la API de representación de texto de próxima generación de Microsoft, se alejó de ClearType con reconocimiento de colores. El motor de representación de fuentes en DirectWrite admite una versión diferente de ClearType con solo suavizado de escala de grises , [29] no representación de subpíxeles de color, como se demuestra enPDC 2008. [30] Esta versión a veces se denomina Natural ClearType, pero a menudo se la denomina simplemente renderizado DirectWrite (con el término "ClearType" designado solo para la versión de renderizado de subpíxeles de color RGB / BGR). [31] Las mejoras han sido confirmadas por fuentes independientes, como los desarrolladores de Firefox ; [32] fueron particularmente notables para las fuentes OpenType en formato de fuente compacto (CFF). [33] [34]
Muchas aplicaciones de Office 2013, incluido Word 2013, Excel 2013, partes de Outlook 2013 dejaron de usar ClearType y cambiaron a este antialiasing de escala de grises de DirectWrite. Las razones invocadas son, en palabras de Murray Sargent: "Hay un problema con ClearType: depende críticamente del color de los píxeles de fondo. Esto no es un problema si sabe a priori que esos píxeles son blancos, que es Por lo general, es el caso del texto. Pero el caso general implica calcular cuáles deberían ser los colores para un fondo arbitrario y eso lleva tiempo. Mientras tanto, Word 2013 disfruta de animaciones geniales y zoom suave. Ya nada salta. Incluso el símbolo de intercalación (la línea vertical parpadeante en el punto de inserción del texto) se desliza de una posición a la siguiente a medida que escribe. Los movimientos bruscos ya no se consideran geniales. Bueno, las animaciones y los zoom tienen que ser más rápidos que los tiempos de respuesta humana para que parezcan suaves.Y eso descarta ClearType en escenarios animados al menos con hardware de generación actual. Y en escenarios futuros, las pantallas tendrán una resolución suficientemente alta que la escala de grisesel suavizado debería ser suficiente ". [35]
Por las mismas razones relacionadas con el rendimiento de la animación y las orientaciones verticales de la pantalla, donde el antialiasing ClearType RGB / BGR coloreado sería un problema, la versión de ClearType con reconocimiento de color se abandonó en la plataforma de aplicaciones estilo Metro de Windows 8 (y la Plataforma universal de Windows de Windows). 10)., [36] [21] incluido el menú Inicio y todo lo que no utiliza las API clásicas de Win32 (GDI / GDI +).
ClearType es una marca registrada y Microsoft reclama protección bajo las siguientes patentes de EE. UU. , Todas vencidas: [37] [38]
El nombre ClearType también se utilizó para hacer referencia a las pantallas de las tabletas Microsoft Surface . ClearType HD Display indica una pantalla de 1366 × 768, mientras que ClearType Full HD Display indica una pantalla de 1920 × 1080. [39] [40]
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