Metafont

Metafont podporuje vyplňování oblastí ohraničených uzavřenou cestou, jako je tomu u rozšířených formátů obrysových fontů (například TrueType nebo PostScript Type 1). V Metafontu existuje ale také jiný způsob kresby písma: program vytváří glyf několika tahy pera o konečné šířce. Například kaligrafická matematická písma z rodiny Computer Modern tvoří glyf několika tahy poměrně širokého plochého pera. Jiná písma, jako je například antikva v Computer Modern, kreslí tenkým kruhovým perem obrys, který je pak vyplněn; výsledek se podobá obrysovému fontu, ale má „měkké“ rohy, které odrážejí tvar použitého pera.

Protože tvary písma jsou určeny řešením systému rovnic, je možné pracovat s parametry (jako je poměr stran, sklon písma, šířka tahu, velikost patek a podobně) jako se vstupními hodnotami v definici glyfu (která pak určuje ne jeden font, ale meta-font). Změnou hodnoty jednoho z těchto parametrů na jednom místě v metafontovém programu lze zajistit konzistentní změnu v celém fontu. Na antikvě fontu Computer Modern lze ukázat mnoho využití této variability; typická instalace TeXu obsahuje několik verzí písma ve velikosti od 5 do 17 pt, jejichž šířky tahů se mění nelineárně a v menších velikostech je v zájmu dobré čitelnosti volen jiný poměr stran. Dalším příkladem možností této parametrizace je, že v Computer Modern jsou písmo psacího stroje a bezpatková písma definována s použitím metafontového programu pro antikvu, jen s jiným souborem parametrů.

Křivky jsou v Metafontu jsou definovány jako kubické spliny, ne kvadratické; výhodou je větší univerzálnost, cenou za to je složitější výpočet.[1]

V Metafontu lze vytvářet různé grafické výstupy, ne jen glyfy. Nicméně pro matematické ilustrace jsou nyní spíše preferovány programy MetaPost a Asymptote. Metafont je nejčastěji volán na pozadí, bez přímého požadavku od uživatele. Soubory formátu DVI mohou obsahovat pouze odkazy na písma, ne přímo rastrové nebo vektorové glyfy, jako umožňují další formáty, jako je PostScript. V důsledku toho musí být glyfy přístupné vždy, když je třeba DVI soubor zobrazit, vytisknout nebo převést do jiného formátu. Většina TeXových distribucí je nakonfigurována tak, že všechna písma, které nejsou právě k dispozici v požadovaném tiskovém rozlišení, jsou generována voláním Metafontu. Fonty jsou pak uloženy pro pozdější použití.

Metafont může být také spuštěn interaktivně a má příkazy pro zobrazení výsledných bitmap na obrazovce. Knuth prohlásil, že používá Metafont pro řešení složitých rovnic jako určitý typ stolní kalkulačky, i když pro vytváření matematických ilustrací teď využívá MetaPost.

Existuje několik nástrojů pro konverzi metafontových programů na fonty ve formátu PostScript Type 1. Většina z nich využívá schopnost programu MetaPost převést podmnožinu jazyka Metafont do obrysů v jazyce Encapsulated PostScript, které lze následně převést na font typu PostScript Type 1. Generování vektorových obrysů tahů pera přímo v Metafontu je netriviální, protože jeho výstupem jsou vyrastrované bitmapy, ne vektorové obrysy.

Obvyklým přístupem ke generování písem Type 1 s tahy pera je vygenerovat rastrový obrázek o vysokém rozlišení a pak použít autotracer, který implementují balíčky jako mftrace[2] a TeXtrace[3].

I když někteří známí návrháři písma, jako například Hermann Zapf, spolupracovali s Knuthem na vytváření nových fontů pomocí Metafontu, systém se mezi profesionálními typografy příliš neujal. Knuth to připisuje tomu, že „je těžké žádat po umělcích, aby ovládli matematiku natolik, aby dokázali napsat font se 60 parametry.“[4]

Metafont umožňuje zpracovat písma neobvyklými způsoby; v roce 1982 Knuth ukázal, jak to lze využít k morfingu písma, kdy patkový font plynule přechází do bezpatkového.[5]

Donald Knuth začal pracovat na softwaru pro tvorbu písma v roce 1977 a první verzi Metafontu vytvořil v roce 1979. S vědomím nedostatků v původní verzi Metafontu Knuth v roce 1984 napsal zcela nový Metafont a tento upravený systém se používá dodnes. Metafont má systém verzí podobný TeXu, kde s každou revizí jeho číslo asymptoticky blíží e.[6]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Metafont na anglické Wikipedii.

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Metafont na Wikimedia Commons