用METAFONT做字体的一些感受（2022/06/14）

最近在做的一个字体项目里面用了METAPOST画图。这东西的核心算法和METAFONT是一样的，区别只在于METAPOST出的是矢量图，且去掉了一些输出字体相关的代码。

使用METAPOST的感觉就是，这东西上来直接学会非常难受。但是如果用过字体编辑软件，就会发现METAPOST非常好用。这个好用，虽然大部分是逻辑上的，但是在琢磨透了之后，会发现逻辑想象和最后等视觉呈现，差异不大。这在LaTeX中都很难做到。

字体的数字化呈现，最早是点阵（bitmap）。后来随着PostScript和TrueType的出现，变成了矢量描述形式的。

但是，套用一下编译原理的术语体系，设计层面的东西，属于前端，PostScript/TrueType属于中端，bitmap属于后端。

而METAFONT体系的东西，属于前端和中端的复合体。

前几年，OpenType更新specification，把AAT中的Variable Font加进去了。当时有几篇英语的文章就提了METAFONT几次。中文的文章，也亦步亦趋地翻译过来。

但是呢，在互联网上写博客的，说这俩都没说明白。

当然，我在这也说不明白，因为这俩东西的细节，需要写50张以上的A4纸。我能说的只是感觉和一些体会。

感觉的第一个，就是Variable Font不是什么复杂的技术，就是图形学中常见的插值算法。这些个算法可以通过METAFONT定义宏来模拟出来。

更重要的区别，也是本质的区别，就是METAFONT可以定义pen结构，这是一种凸多边形的描述结构。这个pen可以沿着贝塞尔曲线移动，进而填充出包络（envelop）。这个包络相当于现在的字体中填充了的contour的概念。

第三点，就是METAFONT中的向量和标量运算功能十分丰富。虽然，我依然不太满意，写了一些新函数（中间使用了maxima运算）。这一点就导致了，在设计字形的时候，向量运算非常重要。这些运算功能，也不完全是声明式的，能用等式推导出来。这个特性在设计字形的时候，可以聚焦于局部的特征。

第四点，就是METAPOST中存在贝塞尔曲线的自动推导。这个算法，形象一点，就像吹气球一样，把轮廓填充得很圆滑。不过，这个算法是半自动的，比如说可以通过角度控制（毕竟对于设计师来说，具体的参数点对他们来说属于无意义的）。当然，直接丢控制点进去也可以出曲线。这个算法的推导，需要做一些练习才能理解。

虽然在TeX社区里面，METAFONT的用户并不多，甚至METAPOST是定义为画图的，但是这个东西确实很重要。学习起来难度是不小，但是还是可以学，学起来大有好处。学不起来，那就很可能是方法和场景不匹配。