サフランタイプシステム

Saffron Type System は、デジタル ディスプレイ上に高品質でスケーラブルな文字をレンダリングするシステムです。三菱電機研究所によって開発され、適応サンプリング距離フィールド (ADF) テクノロジをコアとして構築されています。Saffron は Adob​​e および Monotype にライセンス供与されており、 Adobe Flash Playerや Amazon Kindleなどの多数の製品に搭載されています。Saffron はソフトウェアとハ​​ードウェアの両方に実装されています。

Saffron は、最初に明示的または暗黙的な適応サンプリング距離フィールド (ADF) ^{[1]を計算し、次に距離値を密度にマッピングすることで}アンチエイリアシングを実行します。これにより、美しい曲線がレンダリングされ、細かい詳細がキャプチャされ、元のフォント デザインのニュアンスが保持されます。高品質の結果を得るにはピクセルごとに 1 つの距離サンプルのみが必要ですが、プログラムはLCD ディスプレイの画質を最適化するためにピクセルごとに最大 3 つのサンプルを使用できます。距離サンプルの計算には線形補間のみが必要であり、ピクセルごとに増分的に更新できるため、レンダリング プロセスがシンプルで効率的になります。距離ベースのアンチエイリアシングのより包括的な説明については、「A New Framework for Representing, Rendering, Editing, and Animating Type」(Ronald N. Perry および Sarah F. Frisken、MERL、2002 年) を参照してください。

Saffron は、グリフを表現するための ADF として、明示的な ADF と暗黙的な ADF の 2 種類をサポートしています。コンパイル時のフラグによって、システム全体で使用する ADF の種類の選択が制御されます。

明示的な ADF 生成では、トップダウンの空間細分化を使用して明示的な ADF セルの空間階層を生成します。各明示的な ADF セルには、サンプリングされた距離値のセットと再構築方法が含まれます。明示的な ADF レンダリングでは、再構築方法を使用して各明示的な ADF セル内の距離フィールドを再構築し、再構築された距離を密度値にマッピングします。

対照的に、暗黙的な ADF セルは最初に生成されるのではなく、レンダリング中にオンデマンドで生成されます。具体的には、暗黙的な ADF 生成では、ADFPath (グリフを表す) を前処理し、前処理された ADFPath から暗黙的な ADF セルを生成し、最初に暗黙的な ADF セル内の距離フィールドをその再構築方法を使用して再構築し、次に再構築された距離を密度値にマッピングすることで、各暗黙的な ADF セルをレンダリングします。

Saffron ライブラリは、同じ画質でレンダラーの浮動小数点実装と固定小数点実装の両方を提供します。固定小数点実装は、浮動小数点ハードウェアが不足していることが多い 組み込みシステムやモバイル デバイスに最適です。

このプログラムは、従来のアウトライン フォント、均一幅のストロークのフォント、および Stylized Stroke Fonts (SSF) をサポートしています。ストロークのフォントは、アウトライン フォントよりも占有するフットプリントがはるかに小さく、レンダリングも高速であるため、メモリが制限されたアプリケーション (組み込みシステムなど) に役立ちます。たとえば、GB2312 文字セットを含むアウトライン フォントは、多くの場合 3 MB をはるかに超えるストレージを必要としますが、ストロークのフォントでは同じ文字セットをわずか 250 KB でコンパクトに表現できます。ただし、各ストロークの幅が均一であるため、USF はアウトライン ベースのフォントのような表現力と文化的受容性に欠けています。Saffron は、従来のアウトライン フォントの表現力と USF の小さなメモリフットプリントを提供する Stylized Stroke Fonts (SSF) と呼ばれるストロークのフォントの改良された表現をサポートしています。詳細については、「ストロークベース フォントの表現の改善」、SIGGRAPH 2006 カンファレンス要旨およびアプリケーション、Elena J. Jakubiak、Ronald N. Perry、Sarah F. Frisken を参照してください。

Saffron には、グリフの強い垂直エッジと水平エッジをピクセル グリッドまたはサブピクセル グリッドに揃える自動グリッド フィッティング システムが備わっています。このグリッド フィッティング システムにより、コントラストが向上し、ストロークの太さが均一になり、特性距離が一定になります。標準アライメント ゾーン (SAZ) は現在、アラビア語、デーバナーガリー文字、ヘブライ語、ラテン語、タイ語など、いくつかのアルファベットをサポートしています。SAZ グリッド フィッティング システムは、既存の書体を変更する必要がなく、ヒントが利用できない場合やスペースを節約するためにヒントが削除されている場合に特に便利です。ヒントのないフォントは、通常、ヒントのあるフォントよりも占有するスペースが大幅に少なくなります。

Saffron には、中国語、日本語、韓国語などのアジア文字セットに特化して最適化された自動マルチアライメントゾーン (MAZ) グリッドフィッティングシステムも搭載されています。MAZ グリッドフィッティングにより、レンダリング品質が大幅に向上します。MAZ グリッドフィッティングシステムは、強い水平および垂直エッジを検出し、ピクセルグリッドに揃えます。MAZ アルゴリズムは、アウトラインベースのフォントとストロークベースのフォントの両方で機能し、レンダリング中に動的に実行され、ユーザーパラメータを必要とせずに完全に自動的に動作します。このプログラムはアプリケーションヒント付きグリフを完全にサポートしており、アプリケーションは独自のヒント (TrueType ヒントなど) を使用してグリッドフィッティングを実行することで、Saffron の自動グリッドフィッティングアルゴリズムをオーバーライドできます。

中国語、日本語、韓国語の文字には、小さいサイズでははっきりと表示しにくい多くのストロークが含まれることがよくあります。水平および垂直のストロークをピクセル グリッドに合わせるだけでは (たとえば、各ストロークを最も近いグリッド ポイントに丸めるなど)、鮮明な画像を生成するのに十分ではありません。Saffron の MAZ グリッド フィッティング システムは、文字の簡略化 (必要に応じて) を実行し、小さいサイズでも各文字が明瞭で読みやすいようにします。

このプログラムはサブピクセル レンダリングをサポートし、LCD ディスプレイの画質を最適化します。RGB 垂直ストライプ配列は一般的ですが、Saffron はデジタル カメラの LCD でよく使用される RGB デルタ配列などの代替ピクセル パターンにレンダリングすることもできます。さらに、Saffron のプロトタイプ実装は Clairvoyante のPenTileパターンに最適化されています。サブピクセル レンダリング中、プログラムは小さいサイズでは目立たない色の縁取りアーティファクトを削減します。

Saffron は、距離フィールドの固有の特性を利用して、ストロークの太さとエッジのシャープネスの両方を連続的に調整する連続ストローク調整 (CSM) を提供します。これにより、ユーザーはテキストの外観を個人の好みに合わせて調整できます。たとえば、同じ書体のよりシャープなバージョン、よりソフトなバージョン、より細いバージョン、より太いバージョンを、異なる CSM パラメータを使用してレンダリングできます。

• 適応的にサンプリングされた距離フィールド: コンピュータ グラフィックスの形状の一般的な表現、SIGGRAPH 2000 会議議事録、Sarah F. Frisken、Ronald N. Perry、Alyn P. Rockwood、および Thouis R. Jones。
• 文字の表現、レンダリング、編集、アニメーション化のための新しいフレームワーク、ロナルド・N・ペリーとサラ・F・フリスケン、MERL、2002
• ストロークベース フォントの改良された表現、SIGGRAPH 2006 カンファレンス要旨およびアプリケーション、Elena J. Jakubiak、Ronald N. Perry、および Sarah F. Frisken。
• 米国特許: 詳細指向階層的距離フィールド、Sarah Frisken、Ronald Perry、Thouis Jones
• 米国特許: 画像順序で 2 次元距離フィールドとして表現されたオブジェクトのアンチエイリアシング方法、ロナルド ペリーとサラ フリスケン
• 米国特許: オブジェクト順序で 2 次元距離フィールドとして表現されたオブジェクトのアンチエイリアシング方法、Sarah Frisken および Ronald Perry
• 米国特許: 画像順序で 2 次元距離フィールドのセットとして表現されるオブジェクトのセットをアンチエイリアシングする方法と装置、ロナルド ペリーとサラ フリスケン
• 米国特許: オブジェクト順序で 2 次元距離フィールドのセットとして表現されるオブジェクト セットをアンチエイリアシングする方法と装置、Sarah Frisken と Ronald Perry
• 米国特許: 特殊セルを使用してオブジェクトの適応的にサンプリングされた距離フィールドを生成する方法、Sarah Frisken および Ronald Perry
• 米国特許: テクスチャ マッピングを使用してセルベースの距離フィールドをレンダリングする方法と装置、ロナルド ペリーとサラ フリスケン

• サフランのウェブサイト
• 適応的にサンプリングされた距離フィールド (ADF) 論文
• 三菱電機研究所（MERL）ウェブサイト
• 三菱企業ポータルサイト