Протокол X11, разработанный в середине 80-х годов, определяет
взаимодействие между приложением и системой отображения графики.
Приложения называется клиентом X11, а система
отображения — сервером X11.
Таким образом, вопреки сложившимся житейским представлениям,
сервер X11 работает на компьютере или
X-терминале пользователя, а приложение
(клиент X11) может быть запущено как
локально, так и удалённо.
Протокол X11 представляет шрифт как набор матриц из нулей и
единиц (растров). Каждый шрифт имеет ряд характеристик (имя,
размер, кодировка и т.д.). Сервер ищет требуемый приложением
растр шрифта с запрошенными свойствами сам, при помощи своего
шрифтового модуля, или обращается за ним к специальному серверу
шрифтов, запущенному локально или удалённо. Таким образом,
протокол X11 был изначально ориентирован на работу с растровыми
(bitmap) шрифтами (PCF, BDF),
при этом приложение (клиент) может лишь
запрашивать шрифт, но само с его растрами не работает.
С ростом возможностей печатающих устройств, они стали использовать
масштабируемые шрифты, задаваемые векторно, что позволило легко
масштабировать их, а также осуществлять другие преобразования.
Более того, при выводе на качественные устройства печати символы
шрифтов отображаются не одним цветом, а оттенками цвета, что
позволяет создать эффект сглаживания (антиалиасинга). UNIX™
прекрасно справлялся и справляется с красивой печатью масштабируемыми
шрифтами при помощи знаменитых программ nroff (groff в
варианте GNU), TeX,
Ghostscript, но программы просмотра выходных форматов этих
программ не пользуются шрифтовыми возможностями протокола
X, ограниченного
растром, а посылают серверу X уже
сформированную картинку, что сильно замедляет работу и делает
практически невозможным динамическое отображение текста в процессе
набора или использование его в элементах интерфейса.
Для использования в оконной системе X
масштабируемых шрифтов (Type1,
TTF, Speedo), необходимо
преобразовывать их символы (глифы) в растры. В свободной реализации
X, XFree86, это делает
либо сам сервер X11, собранный с библиотекой
растеризации freetype1 (сейчас это более
распространённый способ), либо сервер шрифтов. При этом существенно
увеличивается количество доступных шрифтов, появляется возможность
использовать для отображения и печати одни и те же шрифты, но вот
качество отображения оставляет желать лучшего, так как на экране
символ по-прежнему остаётся одноцветным, без полутонов, т.е.
сглаживания.
Сглаживание шрифтов в XFree86, не модифицирующее протокол X11,
было реализовано около двух лет назад. Для создания картинки из
глифа использовалась библиотека freetype2
[1], для отрисовки
её на экране с использованием, при возможности, аппаратной акселерации —
расширение Render сервера X, а для управления шрифтами и взаимодействия
с расширением Render — библиотека Xft1.
Важно, что картинка сглаженного глифа создаётся клиентом из шрифтов
на стороне клиента, а расширение Render на стороне
сервера X11 отрисовывает её, согласуя с фоном. При этом расширение
Render аппаратно-зависимо и, к сожалению, существует
не для всех видеочипов. Тем более его нет на стандартных X-терминалах.
Вот почему сглаживание шрифтов, использующее библиотеку
Xft1, работает не на всех системах.
Летом 2002 года Кейт Паккард (Keith Packard), автор новой концепции
рендеринга для X и библиотеки Xft1, выпустил её новую, переработанную
редакцию — Xft2. Кейт выделил библиотеку управления шрифтами
клиента, назвав её fontconfig, а в Xft2 добавил возможность отрисовки
на сервере X11 картинок сглаженных глифов даже в том случае, если расширения
Render на нем нет. При этом, конечно, трафик между
клиентом и сервером заметно возрастает.
Каталоги со шрифтами, управляемыми самим сервером X11,
описываются в секции «Files» файла конфигурации
/etc/X11/XF86Config-4 (здесь и далее
приводится расположение файлов, принятое в ALT Linux).
В каждом таком каталоге должен быть файл
fonts.dir (созданный, например, при помощи
утилиты mkfontdir для каталогов с
растровыми шрифтами и утилитой
ttmkfdir — для каталогов с TTF)
с описанием шрифтов и, возможно, файл
fonts.alias с альтернативными описаниями
шрифтов каталога. Для того чтобы изменения в секции
«Files» (равно как и в других секциях
XF86Config) вступили в силу, требуется
перезапуск сервера X11. В то же время, добавить или удалить
шрифты в процессе работы можно при помощи утилиты
xset [+|-]fp. В стандартной конфигурации XFree86 в
ALT Linux
непосредственное управление шрифтами сервером X не используется.
В большинстве современных дистрибутивов Linux для управления
шрифтами X11 используется сервер шрифтов xfs. Для того, чтобы
указать серверу X11 на необходимость обращения к серверу шрифтов,
достаточно указать в XF86Config-4 его сетевой
адрес и протокол доступа. В случае, если xfs запущен локально, в
XF86Config-4 есть строчка
FontPath "unix/:-1"
в секции «Files». Каталоги со шрифтами перечисляются в
/etc/X11/fs/config/. Самый удобный способ добавления/удаления
каталогов шрифтов — утилита
chkfontpath, которая изменяет файл
настроек xfs и перезапускает сервер шрифтов.
Просмотреть шрифты, доступные системе, можно при помощи программы xfontsel.
Управление шрифтами клиента средствами fontconfig
Файл системных настроек шрифтов клиента, управляемых при помощи
библиотеки fontconfig, ./etc/fonts/fonts.conf, представляет из себя файл
в разметке XML. Его формат описан в man-странице
fontconfig. Утилита
fc-list позволяет увидеть список доступных
шрифтов, а утилита fc-cache —
пересоздать файлы описания fonts.cache-NN для
каталогов со шрифтами. Утилита fontconfig
позволяет управлять не только масштабируемыми, но и растровыми шрифтами
в кодировке iso10646-1 (Unicode).
Система управления шрифтами на основе
fontconfig позволяет пользователю легко
добавлять новые шрифты без перезапуска серверов. Для этого достаточно
разместить их в каталоге ~/.fonts
и выполнить команду
fc-cache ~/.fonts
Шрифты станут доступны всем вновь запущенным приложениям, использующим
fontconfig.
Утилита fontconfig используется не только приложениями, работающими
с сервером X, но и, например, библиотекой печати
gnome-print2. Унификация управления шрифтами,
которую предлагает fontconfig, — одна из задач, которую предстоит
решить в ближайшем будущем.
Другие средства управления шрифтами
Свои средства подключения и настройки шрифтов имеют интерпретатор языка
PostScript — GNU
GhostScript, издательская система
TeX, программы форматирования текстов
groff и GNU
enscript.
Расположение файла описания шрифтов GhostScript —
Fontmap, а также каталогов со шрифтами, определяется
системной переменной GS_LIB. В ALT Linux файл
Fontmap находится в каталоге
/etc/gs. Значение переменной
GS_LIB удобно наблюдать в выводе команды
gs -help.
В пакете teTeX-2.0, входящем в
дистрибутивы Master и Junior, значительно улучшена
и упрощена работа со шрифтами Type1. Именно они, а не
шрифты Metafont, как ранее, являются основными в нашем
пакете.
