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從鉛與火到光與電——漢字激光照排技術(shù)
2021-06-28 11:51今日中國(guó)
簡(jiǎn)介你看書(shū)看報(bào)嗎?你用計(jì)算機(jī)、手機(jī)獲取或傳輸中文信息嗎?如果你的回答是是,那你有沒(méi)有想過(guò)計(jì)算機(jī)里的漢字從何而來(lái)? 你看書(shū)看報(bào)嗎? 你用計(jì)算機(jī)、手機(jī)獲取或傳輸中文信息嗎? 如果你的回答是是,那你有沒(méi)有想過(guò)計(jì)算機(jī)里的漢字從何而來(lái)?也許你從未想過(guò),因?yàn)?..
你看書(shū)看報(bào)嗎?你用計(jì)算機(jī)、手機(jī)獲取或傳輸中文信息嗎?如果你的回答是是,那你有沒(méi)有想過(guò)計(jì)算機(jī)里的漢字從何而來(lái)?
你看書(shū)看報(bào)嗎?
你用計(jì)算機(jī)、手機(jī)獲取或傳輸中文信息嗎?
如果你的回答是是,那你有沒(méi)有想過(guò)計(jì)算機(jī)里的漢字從何而來(lái)?也許你從未想過(guò),因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的使用早已成為我們的日常,以至于我們用而不覺(jué)。
其實(shí),計(jì)算機(jī)可以輸入漢字的歷史并不長(zhǎng),它始于1979年印刷技術(shù)的革新——漢字激光照排技術(shù)。那么,這項(xiàng)技術(shù)是如何發(fā)明出來(lái)的?
鉛與火
中國(guó)是印刷術(shù)的故鄉(xiāng),從十一世紀(jì)中葉畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)開(kāi)始,中國(guó)印刷工人用手碼字塊的印刷歷史一直延續(xù)了900多年。
二十世紀(jì)四十年代西方國(guó)家開(kāi)始採(cǎi)用電子照排技術(shù),中國(guó)至二十世紀(jì)七十年代仍然是以火熔鉛,以鉛鑄字,以鉛字排版,以版印刷,導(dǎo)致一本普通圖書(shū)從發(fā)稿到出版需要花費(fèi)一年左右的時(shí)間,眾多的科技書(shū)刊、雜誌、學(xué)術(shù)論文常常因積壓而不能及時(shí)出版。
為甚么出版一本書(shū)需要那么久的時(shí)間呢?


這與繁瑣的鉛字印刷排版工序有很大關(guān)係。
當(dāng)時(shí)揀字工人是印刷廠的重要工種。他們必須來(lái)回走動(dòng),選擇需要使用的鉛字,據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)揀字工人工作一天相當(dāng)于走了14公里。


揀字工人把揀好的字裝到木盒里,交給排版工重新按作者的原稿去組裝版面。如果遇到有圖案還得提前制好鋅板,再和鉛字版合在一起。最后由校對(duì)員進(jìn)行校對(duì),一旦要?jiǎng)h除幾個(gè)字,那么后面所有的鉛字都要往前移動(dòng)位置,就像是碰倒了多米諾骨牌中的一塊。這也是鉛字印刷周期長(zhǎng)的重要原因。
鉛字印刷還存在危害工人身體健康、耗費(fèi)材料等問(wèn)題。 特別是文革結(jié)束后,人們對(duì)書(shū)報(bào)刊的需求大增,曾經(jīng)解放了抄書(shū)者和雕版印刷繁重勞動(dòng)的鉛字印刷,反而成為中國(guó)文化傳播和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的掣肘。
漢字的生存危機(jī)
為了改變印刷業(yè)的落后面貌,1974年8月,漢字信息處理系統(tǒng)工程(簡(jiǎn)稱748工程)啟動(dòng)。這項(xiàng)工程有三個(gè)子項(xiàng)目:漢字精密照排系統(tǒng)、漢字情報(bào)檢索系統(tǒng)、漢字遠(yuǎn)傳通信系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)正在家中養(yǎng)病的北京大學(xué)助教王選得知這個(gè)信息后,憑藉多年科研的前瞻性眼光,決定自發(fā)研究漢字精密照排技術(shù)。
漢字精密照排是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)和相關(guān)的光學(xué)、機(jī)械技術(shù),對(duì)中文信息進(jìn)行輸入、編輯、排版、輸出及印刷。
首先要處理的就是將漢字輸入計(jì)算機(jī),即漢字?jǐn)?shù)字化存儲(chǔ)。今天我們可以隨意在計(jì)算機(jī)上輸入漢字,而在當(dāng)時(shí),這是世界公認(rèn)的難題。
困難主要集中在存儲(chǔ)量上,英文只有26個(gè)字母,通過(guò)不同的組合構(gòu)成了所有的字句,存儲(chǔ)量的問(wèn)題并不尖銳。而漢字常用字就有6700多個(gè),印刷時(shí)漢字又有宋體、黑體等10多種字體,每種字體還有約20種大小不同字號(hào)的變化。若使用處理英文的點(diǎn)陣方式處理漢字,那么五號(hào)字需要100×100以上的點(diǎn)陣,排標(biāo)題用的大號(hào)字需要1000×1000以上的點(diǎn)陣,用點(diǎn)陣表示漢字存儲(chǔ)量需要數(shù)千兆,可是當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)內(nèi)外存加起來(lái)也不足七兆。
二十世紀(jì)中葉開(kāi)始,計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界範(fàn)圍內(nèi)迅速發(fā)展,人類進(jìn)入信息化時(shí)代。在這樣的潮流中,如果我們無(wú)法用計(jì)算機(jī)處理漢字會(huì)怎樣?1984年的《參考消息》有著這樣的記載:法新社洛杉磯8月5日電 新華社派了22名記者,4名攝影記者和4名技術(shù)人員在奧運(yùn)會(huì)採(cǎi)訪和工作。在全世界報(bào)道奧運(yùn)會(huì)的7000名記者中,只有中國(guó)人用手寫(xiě)他們的報(bào)道······
面對(duì)落后的局面,當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了廢除漢字、走拼音化道路的聲音。北京語(yǔ)言大學(xué)教授陳明遠(yuǎn)曾說(shuō)道:歷史將證明:電子計(jì)算機(jī)是方塊漢字的掘墓人,也是漢語(yǔ)拼音文字的助產(chǎn)士。
似乎只剩下兩種選擇:要么不用計(jì)算機(jī),要么廢除漢字。那么,王選發(fā)明的激光照排技術(shù),是如何解決這一問(wèn)題的呢?
光與電
王選通過(guò)琢磨每個(gè)漢字的筆畫(huà),發(fā)現(xiàn)了規(guī)律:漢字雖然繁多,但每個(gè)漢字都可以細(xì)分成橫、豎、折等規(guī)則筆畫(huà)和撇、捺、點(diǎn)、勾等不規(guī)則筆畫(huà)。用輪廓加參數(shù)的方法描述漢字字形,對(duì)規(guī)則筆段,用描述筆畫(huà)輪廓的特徵參數(shù)(如橫的起點(diǎn)、長(zhǎng)度、寬度和肩等)來(lái)表示;對(duì)不規(guī)則筆段,用折線輪廓表示,后來(lái)又改為曲線描述。這一方法不但使信息量大大減少,同時(shí)還能保證漢字增大或縮小都不會(huì)走形,使一套字模能產(chǎn)生各種大小的字號(hào)。漢字存儲(chǔ)量被壓縮至原先的1/500。


解決了這一難題后,王選馬上又面臨第二道難關(guān)——怎樣將壓縮后的漢字信息高速、高質(zhì)量地還原和輸出。
王選注意到激光高分辨率、超寬幅面和極高的輸出品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),他決定跳過(guò)當(dāng)時(shí)國(guó)際上正在流行第二代和第三代照排機(jī),採(cǎi)用激光輸出方案。
將方案付諸實(shí)踐同樣困難重重。激光照排項(xiàng)目從事的是繁重的軟、硬件任務(wù),開(kāi)發(fā)條件差,科研人員流失嚴(yán)重。雪上加霜的是,1978年年底世界上最早研製成功英文激光照排系統(tǒng)的蒙納公司(Monotype)早中國(guó)一步推出漢字激光照排系統(tǒng),并計(jì)劃1979年10月來(lái)華展覽。王選冷靜分析雙方的優(yōu)劣形勢(shì)后,發(fā)現(xiàn)蒙納的產(chǎn)品雖然硬件先進(jìn)可靠,但設(shè)計(jì)思想沒(méi)有自己的方案先進(jìn)。于是,他加緊了研發(fā)進(jìn)程,終于在1979年7月,漢字激光照排系統(tǒng)主體工程研製成功,并輸出了第一張報(bào)紙樣張《漢字信息處理》。








從此,昏暗的鉛字長(zhǎng)廊、燻人的熔鉛爐和烏黑的工作服一去不復(fù)返,正如造紙術(shù)和印刷術(shù)的產(chǎn)生分別把中國(guó)出版業(yè)帶入了紙寫(xiě)本和印本時(shí)代一樣,漢字激光照排技術(shù)促使中國(guó)出版業(yè)走出鉛與火走向光與電,被公認(rèn)為畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)后中國(guó)印刷技術(shù)的第二次革命。
市場(chǎng)的考驗(yàn)
發(fā)明漢字激光照排系統(tǒng)的原意是要改造印刷業(yè)和出版業(yè),那么停留在樣報(bào)、樣書(shū)的試驗(yàn)階段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還需要接受市場(chǎng)的考驗(yàn)。
1984年初,華光II型在試驗(yàn)過(guò)程中,因硬件、軟件頻頻出現(xiàn)故障,莫名其妙錯(cuò)字、變字,而備受質(zhì)疑。與此同時(shí),美英日等國(guó)的照排機(jī)廠商打算進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng),紛紛來(lái)華參加第一屆北京國(guó)際印刷技術(shù)展覽會(huì)!度嗣袢?qǐng)?bào)》針對(duì)究竟是引進(jìn)還是使用國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)召開(kāi)論證會(huì),王選在會(huì)上據(jù)理力爭(zhēng),最終《人民日?qǐng)?bào)》還是決定購(gòu)買美國(guó)HTS公司的照排設(shè)備。
1985年,華光II型成功試排新華社內(nèi)部小報(bào)《前進(jìn)報(bào)》和日刊《新華社新聞稿》。然而要使系統(tǒng)能爭(zhēng)取到市場(chǎng)空間,有實(shí)力和國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng),必須順利排印大報(bào),于是王選推出了華光III型?墒菦](méi)有哪家大報(bào)敢輕易嘗試這個(gè)新興產(chǎn)品,1987年,位于寸土寸金的王府井的《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》成了第一個(gè)吃螃蟹的報(bào)社?墒,華光III型一上日?qǐng)?bào),軟件硬件的潛在問(wèn)題都暴露出來(lái),有幾天甚至延誤出報(bào)兩三個(gè)小時(shí),不明原因的讀者紛紛來(lái)信指責(zé),迫于巨大的輿論壓力,報(bào)社領(lǐng)導(dǎo)發(fā)出最后通牒,必須在十天內(nèi)排除故障,否則,退回到鉛排作業(yè)。在王選及其團(tuán)隊(duì)日夜不休的努力下, 1987年5月22日,《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》出版了世界上第一張完全採(cǎi)用計(jì)算機(jī)屏幕組版、整版激光輸出的中文報(bào)紙,率先甩開(kāi)了鉛字作業(yè)。
《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》的巨大成功,徹底消除了一些用戶對(duì)國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)的擔(dān)憂!度嗣袢?qǐng)?bào)》找到王選,想要購(gòu)買他研發(fā)的系統(tǒng)。原來(lái),當(dāng)年引進(jìn)的系統(tǒng)遲遲無(wú)法解決漢字壓縮、還原等技術(shù)問(wèn)題,一直未能投入使用。不只是《人民日?qǐng)?bào)》,到1993年,國(guó)內(nèi)99%的報(bào)社和90%以上的黑白書(shū)刊出版社和印刷廠採(cǎi)用了國(guó)產(chǎn)漢字激光照排系統(tǒng)。此系統(tǒng)以其強(qiáng)大的性能,近五分之一的價(jià)格,打敗了國(guó)外產(chǎn)品,大大減少了中國(guó)為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化印刷而付出的資金。


1992年開(kāi)始,漢字激光照排系統(tǒng)相繼出口至馬來(lái)西亞、美國(guó)、加拿大等國(guó)家。這項(xiàng)技術(shù)從國(guó)內(nèi)推廣到海外,在全世界幾乎凡有中文出版物的地方,都佔(zhàn)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
如今,在印刷作業(yè)過(guò)程中,漢字激光照排已被更先進(jìn)的計(jì)算機(jī)直接製版技術(shù)(CTP)和數(shù)字印刷所取代,可它的影響已經(jīng)超越了印刷業(yè)和出版業(yè),它為信息時(shí)代漢字和中華民族文化的傳播與發(fā)展創(chuàng)造了條件。正如兩院院士、理論物理學(xué)家何祚庥所說(shuō),激光照排不只是一個(gè)技術(shù),其實(shí)是一個(gè)原理,這個(gè)原理到處都在,包括今天現(xiàn)代人最熟悉的中文短信和中文電子郵件。
參考資料:
方正集團(tuán) 王選專欄
《大家》 計(jì)算機(jī)科學(xué)家 王選 第一集 破繭而出 CCTV科教 2019/1/10
《大家》 計(jì)算機(jī)科學(xué)家 王選 第二集 方正之士 CCTV科教 2019/1/11
觸摸古今 傳承文明 · 中國(guó)印刷博物館館長(zhǎng)孫寶林:印刷與我們的生活密切相關(guān) CCTV《開(kāi)講啦》官方頻道 2018/7/7
漢字激光照排改變中文出版歷史 科普中國(guó) 2018/2/28
《中國(guó)出版史》肖東發(fā) 楊虎主編 北京大學(xué)出版社 2017年
《激光照排及製版工藝過(guò)程簡(jiǎn)介》燕文 陳立剛 影像技術(shù) 2001年第3期
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