Fonts & Encodings

Description

This reference is a fascinating and complete guide to using fonts and typography on the Web and across a variety of operating systems and application software. Fonts & Encodings shows you how to take full advantage of the incredible number of typographic options available, with advanced material that covers everything from designing glyphs to developing software that creates and processes fonts.

 The era of ASCII characters on green screens is long gone, and industry leaders such as Apple, HP, IBM, Microsoft, and Oracle have adopted the Unicode Worldwide Character Standard. Yet, many software applications and web sites still use a host of standards, including PostScript, TrueType, TeX/Omega, SVG, Fontlab, FontForge, Metafont, Panose, and OpenType. This book explores each option in depth, and provides background behind the processes that comprise today's "digital space for writing":

* Part I introduces Unicode, with a brief history of codes and encodings including ASCII. Learn about the morass of the data that accompanies each Unicode character, and how Unicode deals with normalization, the bidirectional algorithm, and the handling of East Asian characters.
* Part II discusses font management, including installation, tools for activation/deactivation, and font choices for three different systems: Windows, the Mac OS, and the X Window System (Unix).
* Part III deals with the technical use of fonts in two specific cases: the TeX typesetting system (and its successor, W, which the author co-developed) and web pages.
* Part IV describes methods for classifying fonts: Vox, Alessandrini, and Panose-1, which is used by Windows and the CSS standard. Learn about existing tools for creating (or modifying) fonts, including FontLab and FontForge, and become familiar with OpenType properties and AAT fonts. Nowhere else will you find the valuable technical information on fonts and typography that software developers, web developers, and graphic artists need to know to get typography and fonts to work properly.

CONTENTS:

Contents

Introduction 1

Explorations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

TheLetter andItsParts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

LetterpressTypesetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

DigitalTypesetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

FontFormats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Between Characters and Glyphs: the Problems

of theElectronicDocument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

TheStructureof theBookandWays toUse It . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

HowtoReadThisBook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

HowtoContactUs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1 BeforeUnicode 27

FIELDATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

ASCII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

EBCDIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

ISO 2022 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

ISO 8859 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

ISO 8859-1 (Latin-1) and ISO 8859-15 (Latin-9) . . . . . . . . . . . . . . 36

ISO 8859-2 (Latin-2) and ISO 8859-16 (Latin-10) . . . . . . . . . . . . . 38

ISO 8859-3 (Latin-3) and ISO 8859-9 (Latin-5) . . . . . . . . . . . . . . . 39

ISO 8859-4 (Latin-4), ISO 8859-10 (Latin-6),

and ISO 8859-13 (Latin-7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

ISO 8859-5, 6, 7, 8, 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

ISO 8859-14 (Latin-8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

vii

viii Contents

TheFarEast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Microsoft's codepages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Apple's encodings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Electronicmail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

TheWeb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2 Characters, glyphs, bytes: An introduction to Unicode 53

Philosophical issues: characters andglyphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Firstprinciples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Technical issues: characters andbytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Character encoding forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

GeneralorganizationofUnicode:planes andblocks . . . . . . . . . . . . . . 70

The BMP (Basic Multilingual Plane) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Higherplanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Scriptsproposedfor addition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3 Properties of Unicode characters 95

Basicproperties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Blockandscript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Age . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

General category . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Other generalproperties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Spaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Alphabetic characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Noncharacters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Ignorable characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Deprecatedcharacters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Logical-order exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Soft-dotted letters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Mathematical characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Quotationmarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Dashes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Hyphens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Contents ix

Terminalpunctuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Diacritics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Extenders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Joincontrol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

TheUnicode 1name andISO's comments . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Properties thatpertaintocase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

Uppercase letters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

Lowercase letters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Simple lowercase/uppercase/titlecasemappings . . . . . . . . . . . . . . 112

Special lowercase/uppercase/titlecasemappings . . . . . . . . . . . . . . 112

Case folding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Renderingproperties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

TheArabic andSyriac scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Managing grapheme clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Numericproperties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

Identifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Reading aUnicodeblock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

4 Normalization, bidirectionality, and East Asian characters 127

Decompositions andNormalizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

CombiningCharacters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

CompositionandDecomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

NormalizationForms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

TheBidirectionalAlgorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Typographyinbothdirections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

Unicode andBidirectionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

TheAlgorithm, Stepby Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

EastAsianScripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

IdeographsofChineseOrigin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

TheSyllabicKoreanHangulScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

x Contents

5 UsingUnicode 159

InteractiveTools forEnteringUnicodeCharacters . . . . . . . . . . . . . . . 160

UnderMacOSX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

UnderWindowsXP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

UnderXWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

VirtualKeyboards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

UsefulConceptsRelatedtoVirtualKeyboards . . . . . . . . . . . . . . 167

UnderMacOSX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

UnderWindows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

UnderXWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

ConversionofText fromOneEncoding toAnother . . . . . . . . . . . . . . 183

The recode Utility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

6 Font Management on the Macintosh 187

TheSituationunderMacOS9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

The situationunderMacOSX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

Font-ManagementTools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Tools forVerificationandMaintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

ATM: the SmootherofFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

ATR: classificationof fontsby family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

FontManagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

Font Servers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Tools forFontConversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

TransType Pro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

dfontifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

FontFlasher, the KobayashiMaruofFonts . . . . . . . . . . . . . . . . 207

7 Font Management under Windows 209

Tools forManagingFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

TheExtensionofFontProperties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

Tools forVerificationandMaintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

ATM: the SmootherofFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

FontManagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Font Servers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

Tools forFontConversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Contents xi

8 Font Management under X Window 221

SpecialCharacteristicsofXWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

LogicalDescriptionof aFontunderX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

Installing fonts under X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

Installing Bitmap Fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

Installing PostScript Type 1 or TrueType Fonts . . . . . . . . . . . . . . 229

Tools forManagingFontsunderX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Tools forConvertingFontsunderX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

TheGNUFontTools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

George Williams's Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

Variousother tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

ConvertingBitmapFontsunderUnix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

9 FontsinTE

X and O, their installation and use 235

Using Fonts in TEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

Introduction to TEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

The High Level: Basic LATEXCommands andNFSS . . . . . . . . . . . . 240

The Low Level: TEXandDVI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

Aprs-TEX:Confronting theRealWorld . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Installing Fonts for TEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

The Tool afm2tfm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

Basic Use of the Tool fontinst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

MultipleMaster fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

Customizing TEXFonts for theUser'sNeeds . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

HowtoConfigure aVirtualFont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

Conclusions andGlimpses at theFuture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

10 Fonts and Web Pages 315

(X)HTML,CSS, andFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

TheStandardHTMLTags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

CSS (version3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Tools forDownloadingFonts fromtheWeb . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

TrueDoc,byBitstream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

Font Embedding,byMicrosoft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

xii Contents

GlyphGate,by em2Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

TheSVGFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

FundamentalConceptsofXML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

Andwhat aboutSVG? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

Font Selectionunder SVG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

AlternateGlyphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

SVGFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

11 The History and Classifications of Latin Typefaces 367

The Typographical Big Bang of the Fifteenth Century,

and the Fabulous Destiny of the Carolingian Script . . . . . . . 367

FromVenice toParis,byWayofRome . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

NewScriptsEmerge inGermany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381

TheWildAdventureofTextura inEngland . . . . . . . . . . . . . . . . 382

TheSunKingMakesWaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384

EnglandTakes theLeadinTypographic Innovation . . . . . . . . . . . 386

Didot andBodoniRevolutionizeTypefaces . . . . . . . . . . . . . . . . 390

TheGermanSturmundDrang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

TheNineteenthCentury,Eraof Industrialization . . . . . . . . . . . . 394

The Pre-war Period: Experimentation and a Return to Roots . . . . . . 397

ThePost-warPeriod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

SuggestedReading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

TheVox/ATypIClassificationofTypefaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

La classification Alessandrini des caractres: le Codex 80 . . . . . . . . . . . . 411

IBM'sClassificationofFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

Class0:NoClassification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

Class1:Old-StyleSerifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

Class2:TransitionalSerifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

Class3:ModernSerifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

Class4:ClarendonSerifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

Class5:SlabSerifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

Class7:Free-FormSerifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

Class8:Sans Serif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421

Contents xiii

Class9:Ornamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

Class10:Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

Class12:Symbolic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423

ThePanose-1Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424

Parameter1:FamilyKind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

Parameter2:SerifStyle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

Parameter3:Weight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427

Parameter4:Proportion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428

Parameter5:Contrast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

Parameter6:StrokeVariation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

Parameter 7: Arm Style and Termination

ofOpenCurves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433

Parameter8:Slant andShapeof theLetter . . . . . . . . . . . . . . . . 435

Parameter9:Midlines andApexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436

Parameter 10: X-height and Behavior of Uppercase Letters

Relative toAccents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438

12 Editing and Creating Fonts 441

Software forEditing/CreatingFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442

GeneralPrinciples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

FontLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

TheFontWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

Opening andSaving aFont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

TheGeneral-InformationWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454

TheGlyphWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

TheMetricsWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

MultipleMasterFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468

DrivingFontLabwithPythonScripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

FontForge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

TheFont-TableWindow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

Opening/Saving aFont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490

TheGeneral-InformationWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491

TheGlyphWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492

TheMetricsWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

xiv Contents

WhatAboutVerticalTypesetting? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497

CIDFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498

Autotracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499

potrace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

ScanFont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501

13 Optimizing a rasterization 505

PostScriptHints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507

GlobalPostScriptHints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507

IndividualPostScriptHints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512

TrueType Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518

Managing Instructions inFontLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

Managing Instructions under VTT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529

Managing InstructionsunderFontForge . . . . . . . . . . . . . . . . . 546

14 Enriching Fonts: Advanced Typography 549

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

ManagingOpenTypeTables inFontLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555

FeatureDefinitionLanguage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556

FontLab'sUser Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565

ManagingOpenTypeTables inVOLT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569

ManagingOpenTypeTables inFontForge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576

Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577

Noncontextual Substitutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579

NoncontextualPositionings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580

Contextual Substitutions andPositionings . . . . . . . . . . . . . . . . 582

ManagingAATTables inFontForge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586

Features andselectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588

ManagingAAT'sFiniteAutomata inFontForge . . . . . . . . . . . . . 589

Contents xv

A Bitmap Font Formats 599

A.1 TheMacintoshWorld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599

A.1.1 The FONTFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599

A.1.2 TheNFNTFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

A.1.3 Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

A.2 TheDOSWorld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

A.2.1 TheCPIFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

A.3 TheWindowsWorld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

A.3.1 TheFNTFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

A.3.2 TheFONFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

A.4 TheUnixWorld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

A.4.1 ThePSFFormatofLinux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

A.4.2 TheBDFFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

A.4.3 TheHBFFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609

A.4.4 TheSNF,PCF, andABFFormats . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610

A.4.5 TheRAWandCPFormats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

A.5 The TEXWorld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

A.5.1 ThePXLandCHRFormats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612

A.5.2 TheGFFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613

A.5.3 ThePKFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617

A.5.4 Fontsor Images?Both! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620

A.6 OtherLessCommonBitmapFormats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621

A.7 WhoeverCanDoMoreCanAlsoDoLess . . . . . . . . . . . . . . . . . 621

B TEX and O Font Formats 623

B.1 TFM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623

B.1.1 GlobalDeclarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625

B.1.2 FontParameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625

B.1.3 KerningPairs andLigatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626

B.1.4 TheMetricPropertiesofGlyphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631

B.2 OFM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632

B.3 VF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633

B.4 OVF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634

xvi Contents

C PostScript Font Formats 635

C.1 IntroductiontothePostScriptLanguage . . . . . . . . . . . . . . . . . 635

C.1.1 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636

C.1.2 TheSystemofCoordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637

C.1.3 The current transformationmatrix . . . . . . . . . . . . . . . . 637

C.1.4 Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639

C.1.5 Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641

C.1.6 BitmapImages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642

C.1.7 Managing the Stack, Tables, and Dictionaries . . . . . . . . . . 643

C.1.8 FontManagement andTypesetting . . . . . . . . . . . . . . . . 645

C.1.9 The ImageModel andtheGraphicsState . . . . . . . . . . . . . 646

C.1.10 StructuredComments (DSCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647

C.2 Type3Fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650

C.3 Type1Fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

C.3.1 Before We Begin: the Format of the File that Contains the Font 656

C.3.2 ThePublicDictionary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

C.3.3 Encodings forType1Fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

C.3.4 ThePrivateDictionary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661

C.3.5 GlyphDescriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665

C.3.6 IndividualHints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666

C.3.7 AFMFiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672

C.4 MultipleMasterFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

C.4.1 Using Multiple Master Fonts in the PostScript Language . . . . 681

C.4.2 TheAMFMfile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681

C.5 Type42Fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682

C.6 Type0,orOCF,Fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

C.6.1 CharacterMapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

C.6.2 TheACFMFile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

C.7 CID Fonts (Types 9 - 11, 32) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687

C.7.1 CIDFont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688

C.7.2 CMap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692

C.7.3 Rearrangementof aCIDfont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

C.7.4 TheAFMFile for theCIDFont . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696

Contents xvii

C.7.5 Using aCIDFont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696

C.8 Type2/CFFFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697

C.8.1 TheCompactFontFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697

C.8.2 The charstringsofType 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700

D The TrueType, OpenType, and AAT Font Formats 705

D.1 TTX:TrueTypeFontsRepresentedinXML . . . . . . . . . . . . . . . . 706

D.2 TrueTypeCollections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709

D.3 GeneralOverviewofTrueTypeTables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709

D.4 TheKernelof theTrueTypeTables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713

D.4.1 The GlyphOrderTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713

D.4.2 The cmapTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714

D.4.3 The headTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716

D.4.4 The Tables hhea and hmtx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717

D.4.5 The maxpTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719

D.4.6 The nameTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720

D.4.7 The OS/2Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722

D.4.8 The postTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726

D.5 The Tables That Pertain to TrueType-Style Glyph Descriptions . . . . . 728

D.5.1 The locaTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728

D.5.2 The glyfTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728

D.5.3 The Tables fpgm, prep, and cvt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730

D.6 The TrueType Tables That Affect PostScript-Style Glyph Descriptions . 731

D.6.1 The Table CFF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731

D.6.2 The Table VORG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731

D.7 BitmapManagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732

D.7.1 The Tables EBLC and EBDT (Alias bloc and bdat) . . . . . . . . . 732

D.7.2 The EBSCTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739

D.7.3 The bhedTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740

D.8 SomeOtherOptionalTables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740

D.8.1 The DSIGTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740

D.8.2 The gaspTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741

D.8.3 The Tables hdmx and LTSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741

xviii Contents

D.8.4 The kernTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743

D.8.5 The VDMXTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748

D.8.6 The Tables vhea and vmtx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749

D.8.7 The PCLTTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750

D.9 TheOpenTypeAdvancedTypographicTables . . . . . . . . . . . . . . . 751

D.9.1 Important concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751

D.9.2 The BASETable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754

D.9.3 The GPOSTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758

D.9.4 The GSUBTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781

D.9.5 The JSTFTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

D.9.6 The GDEFTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803

D.10PredefinedFeatures,Languages, andScripts . . . . . . . . . . . . . . . 806

D.10.1 PredefinedLanguages andScripts . . . . . . . . . . . . . . . . . 806

D.10.2 PredefinedFeatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815

D.11GeneralAATTables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822

D.11.1 The acntTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823

D.11.2 The bslnTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823

D.11.3 The fdscTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826

D.11.4 The fmtxTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826

D.11.5 The featTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827

D.11.6 The lcarTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 838

D.11.7 The opbdTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840

D.11.8 The propTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 841

D.11.9 The trakTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842

D.11.10The ZapfTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844

D.12TheAATTables forFontVariation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848

D.12.1 The fvarTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848

D.12.2 The avarTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850

D.12.3 The gvarTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851

D.12.4 The cvarTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 855

D.13AATTableswithFiniteAutomata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856

D.13.1 FiniteAutomata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856

D.13.2 The morx Table (Formerly mort) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862

D.13.3 The justTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872

Contents xix

E TrueType Instructions 879

E.1 BasicConcepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881

E.1.1 Interpreter's Stack, InstructionStream . . . . . . . . . . . . . . 881

E.1.2 ReferencePoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881

E.1.3 FreedomandProjectionVectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881

E.1.4 TableofControlVectors andStorageArea . . . . . . . . . . . . 882

E.1.5 TouchedandUntouchedPoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882

E.1.6 MinimumDistance andCut-In . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882

E.1.7 Twilight Zone and Zone Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . 882

E.2 Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883

E.2.1 Instructions for Managing the Stack and Storage Area . . . . . 883

E.2.2 Managing Vectors, Zones, and Reference Points . . . . . . . . . 884

E.2.3 MovingPoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885

E.2.4 d Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889

E.2.5 Tests andLogical andArithmeticFunctions . . . . . . . . . . . 890

E.2.6 DefinitionsofSubroutines andNewInstructions . . . . . . . . 891

E.3 SomeExamples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892

E.3.1 The 'T' in the Font Courier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892

E.3.2 The 'O' from the Font Verdana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899

F METAFONTand Its Derivatives 905

F.1 The METAFONTProgrammingLanguage . . . . . . . . . . . . . . . . . 906

F.1.1 BasicConcepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906

F.1.2 The Basics: Drawing and Filling . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908

F.1.3 More Advanced Concepts: Pen Strokes and Parameterization . 917

F.1.4 Optimizing theRasterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 930

F.2 The Computer ModernFamilyofFonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935

F.2.1 GeneralStructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935

F.2.2 Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944

F.3 MetaFog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945

F.4 METATYPE1 and Antykwa Pltawskiego . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947

F.4.1 Installing and Using METATYPE1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 947

F.4.2 Syntactic Differences from METAFONT . . . . . . . . . . . . . . 948

F.4.3 Antykwa Pltawskiego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 956

xx Contents

G BezierCurves 961

G.1 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961

G.2 BezierCurves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961

G.2.1 Definition and Interesting Properties . . . . . . . . . . . . . . . 963

G.2.2 deCasteljau'sAlgorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964

G.2.3 SubdivisionofBezierCurves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 965

General Index 991

Index of Persons 1013