英文非襯線屏顯字體的構(gòu)型屬性及特點(diǎn)研究

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，手機(jī)、電腦、平板及其他智能設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，人們借助電子屏幕來完成辦公、學(xué)習(xí)和娛樂等日?；顒?dòng)，電子屏幕成為不可或缺的一種媒介工具。以電子屏幕為依托的設(shè)計(jì)內(nèi)容與以紙質(zhì)印刷品為載體的設(shè)計(jì)內(nèi)容在表現(xiàn)形式、技術(shù)應(yīng)用等方面均有差異，其中字體的設(shè)計(jì)及應(yīng)用也存在不同特點(diǎn)。本研究以英文非襯線屏顯字體作為主要研究對(duì)象，對(duì)其字體構(gòu)型屬性和特點(diǎn)進(jìn)行研究，歸納英文非襯線屏顯字體的特點(diǎn)，希望對(duì)英文屏顯字體及中文屏顯字體的設(shè)計(jì)有所幫助。

在國內(nèi)字體設(shè)計(jì)的研究之中，岳翃（2020）以時(shí)間為序，對(duì)具有代表性的不同四個(gè)時(shí)期的中文黑體字進(jìn)行研究，主要總結(jié)印刷設(shè)計(jì)中的黑體字構(gòu)型特點(diǎn)和構(gòu)型法則。劉學(xué)友、周述璋（2018）和顧欣、趙?。?017）對(duì)過去、現(xiàn)在的屏顯字體設(shè)計(jì)和屏幕技術(shù)發(fā)展的關(guān)系進(jìn)行分析、整理，提出對(duì)未來屏顯字體設(shè)計(jì)方向的新思考，但是都沒有對(duì)具體的字的構(gòu)型屬性和特點(diǎn)進(jìn)行分析。王亞娟（2019）和張睿琪（2020）對(duì)英文字體的應(yīng)用研究，但是也是以字體在印刷媒介中的應(yīng)用為主。在國外的字體設(shè)計(jì)研究之中，以日本設(shè)計(jì)理論家佐藤敬之輔1974年所著《漢字》為最。《漢字》詳細(xì)歸納論述了漢字字體的構(gòu)型特點(diǎn)和設(shè)計(jì)規(guī)律，但是由于年代的局限性，也是針對(duì)印刷漢字為主要研究對(duì)象。美國設(shè)計(jì)理論和教育家Ellen Lupton所著《Thinking with Type》是英文字體設(shè)計(jì)研究教學(xué)的主要論著，它對(duì)英文字體的分類，字體的構(gòu)型屬性和不同時(shí)期的字體發(fā)展以及英文字體的應(yīng)用進(jìn)行研究，但是也是以對(duì)印刷英文字體為主要研究對(duì)象。佛羅?達(dá)大學(xué)的Ben D.Sawyer教授（2020）討論了掃視視角與文本閱讀的影響。實(shí)驗(yàn)?較了八種流行的英文非襯線字體的易讀性，但是八種字體中忽略了印刷字體和屏顯字體在構(gòu)型上的不同。綜上所述，當(dāng)代的字體設(shè)計(jì)研究存在一定的空白期，大多還是以印刷字體作為研究對(duì)象，即使有討論屏幕和字體設(shè)計(jì)關(guān)系的文章，也以綜述為主，沒有對(duì)字的構(gòu)型屬性和特點(diǎn)具體分析研究。

非襯線字體是屏幕顯示中應(yīng)用最廣泛的字體。研究通過數(shù)據(jù)測算研究，對(duì)比現(xiàn)有英文非襯線屏顯字體的構(gòu)型屬性及特點(diǎn)，探索英文非襯線屏顯字體的設(shè)計(jì)因素，促進(jìn)英文屏顯字體設(shè)計(jì)方法的不斷改進(jìn)，對(duì)中文屏顯字體的設(shè)計(jì)與研究也有一定意義。

研究選取了15種針對(duì)屏幕顯示設(shè)備設(shè)計(jì)的英文非襯線字體作為研究對(duì)象：Arial、Geneva、Myriad、Tahoma、Verdana、Lucida Grand，Slate Pro、Calibri、Open Sans、Ubuntu、Roboto、Montserrat、Source Sans Pro、SF Pro、Lato。按其字體設(shè)計(jì)發(fā)布時(shí)間順序排列。如表1所示，表中的每個(gè)字體都由google字庫分析平臺(tái)篩選并得到字體設(shè)計(jì)專家的認(rèn)可，具備通用性和專業(yè)性。

研究發(fā)現(xiàn)移動(dòng)閱讀設(shè)備使用量增長迅速，移動(dòng)端屏顯字體的顯示環(huán)境嚴(yán)苛，且IOS12系統(tǒng)為主的機(jī)型是在英文移動(dòng)端屏顯設(shè)備中占有率最多的機(jī)型，而小寫字母的使用頻率又高于大寫字母，綜合考量，最終采用IOS12系統(tǒng)17號(hào)小寫英文字母為測量樣本標(biāo)準(zhǔn)。本研究的測算軟件為adobe Illustrator 及Getshapearea，測試工具為Macbook Pro， 原生分辨率為3072 x 1920 （226 ppi），測試顯示環(huán)境為Macbook Pro模擬IPHONE IOS12系統(tǒng)。在研究過程中，為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，測量了每個(gè)不同字體的26個(gè)小寫字母，得到平均值。實(shí)驗(yàn)中對(duì)影響屏顯字體設(shè)計(jì)屬性的每一個(gè)小寫英文字母的長度，寬度，字面積，字號(hào)框邊長，字框面積等進(jìn)行測算統(tǒng)計(jì)。字體灰度比測算，通過灰度直方圖公式測算出的灰度平均值（g）與字體灰度比（G）。運(yùn)用圖形灰度直方圖算法對(duì)字體灰度進(jìn)行測算。測算17pt字體在17*17像素，像素密度為72ppi下的灰度平均值。（經(jīng)公式pt=px*像素密度/72ppi得出字體顯示環(huán)境）。其中字號(hào)框的邊長為恒定值17point x 0.03528cm=0.59976cm 。在得出所有樣本字體不同設(shè)計(jì)屬性的數(shù)據(jù)后，通過公式對(duì)字體的字面率，灰度比，大小寫比值，字的縱橫比等方面測算分析英文非襯線屏顯字體的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及因素。

字體造型比較 對(duì)15個(gè)樣本字體的造型進(jìn)行比較，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)字體在造型上的區(qū)別主要取決于以下字母：a、g、o、t、y。字母a在不同字體中的造型設(shè)計(jì)區(qū)別較大 ，其中Ubuntu的a沒有尾巴。g的不同寫法產(chǎn)生了造型上的區(qū)分，雙層g（double story g）是拉丁文的傳統(tǒng)正式書面寫法，單層g（single story g）則通常用于手抄本之中。在所測量的15種字體中，Calibri， Open Sans， Source Sans Pro和Lato采用雙層g的寫法。字體Montserrat字體的o字母為正圓形，而其余字體的字母o則為扁圓。Ubuntu的字母t橫不出頭，Arial，Myriad，Open Sans的字母t頂端有斜度。字體Tahoma， Calibri， Lato的字母y有彎尾。除了造型上的差異，數(shù)據(jù)測算時(shí)統(tǒng)計(jì)樣本雖然同為17號(hào)字體，字號(hào)框相同，但是每個(gè)字體在字寬、字高、字面積等屬性上差異較大，導(dǎo)致字體在實(shí)際屏幕顯示中讓用戶產(chǎn)生了不同的閱讀體驗(yàn)感。

字體字面率測算 字面率是字體在顯示中的重要屬性之一，通常用百分比表示。對(duì)15種英文非襯線屏顯字體a至z字母的長寬和字號(hào)邊長進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行字面率計(jì)算，如圖2所示，字母a，c，e，f，n，o，s，t，u，v，x，z的字面率相近，區(qū)間為38.7989%至57.0478%，其中字體Calibri的字母a，c，e，n，o，s，t，u，v，x，z字面率最小，字體Slate Pro的字母f字面率最小，值為47.9442%。字體Geneva的字母c，e，o，s，t，v字面率最大，字體Verdana Regular的字母a，u，x，z字面率最大，字體Lucida Grande字母f 的字面率最大。15種字體中字母i，l，r的字面率相近，區(qū)間為36.6730%至47.8525%，其中字體Calibri的字母i，r字面率最小，字體Slate Pro的字母l字面率最小，字體Lato的字母i字面率最大，字體Ubuntu的字母l字面率最大，字體Verdana Regular的字母r字面率最大。字母b，d，g，h，j，k，m，p，q，w，y的字面率相近，區(qū)間為51.0538%至69.8863%，其中字體Calibri的字母b，d，g，j，k，m，p，q，w，y字面率最小，字體Slate Pro字母h的字面率最小。字體Geneva的字母b，h，p，q，y 字面率最大，字體Verdana regular的字母d，j，k 字面率最大字體Lucida Grande的字母g字面率最大，字體Monserrat的字母m，w字面率最大。本研究發(fā)現(xiàn)在26個(gè)小寫字母中，Calibri字體有23個(gè)字母的字面率為最小， Geneva有11個(gè)字母的字面率為最大，Verdana regular有8個(gè)字母的字面率為最大。取字體字面率平均值比較，如圖3所示，字體字面率平均值最小的Calibri為46.9951%， 字面率平均值最大的Geneva為55.9964%。

字體灰度比測算 英文非襯線屏顯字體通過筆畫的粗細(xì)和筆畫數(shù)量的孤寡影響字體灰度比，字體灰度比影響字體在屏幕媒介顯示的深淺度。通過上文公式，在相同版式、相同大小的字框中對(duì)15個(gè)樣本字體的26個(gè)字母灰度比進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如圖4、5所示，15個(gè)樣本字體在屏幕顯示上的灰度比整體較為接近，其平均值為86.47%，其中字體灰度比最高的是Calibri，值為89.00%，字體灰度比最低的是Montserrat，值為82.32%。Geneva，Slate Pro，Source Sans Pro，Lato，SF Pro的灰度比相近，區(qū)間值為87.18%至88%，Arial，Open Sans，Ubuntu，Roboto的灰度比相近接近平均值，區(qū)間值為86.05%至86.42%。Tahoma與Lucida Grande相近，值為85.60%。Arial與Open Sans相近，值為86.42%和68.41%。如圖6所示，用灰度比由高到低的4個(gè)字體Calibri、SF Pro、Tahoma、Montserrat測試，應(yīng)用于Iphone 12像素的原型設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)在同一字號(hào)下，Calibri字形最小，灰度比最高，視覺重量最輕；Roboto和Sf Pro的字形大小較為接近，灰度比中等，視覺重量適中；Montserrat的字形最大，灰度比最小，視覺重量則最重。

字體大小寫比值測算 Cap-height是指英文大寫字母的高度，而X-height是指英文小寫字母”x”的高度，英文字體的大小寫比值影響字體顯示的識(shí)別度。[14]本測試對(duì)相同版式的15個(gè)樣本字體的大小寫比值進(jìn)行測試。如表2所示，字體X-height值最大的是Tahoma和Geneva，值為0.3271厘米；字體X-height值最小的是Slate pro，值為0.2771厘米。字體Cap height值最大的是Geneva， 值為0.4545厘米；字體Cap height值最小的是Slate pro，值為0.3808厘米。字體大小寫比值最大的是Source Sans Pro， 值為77.4021%，最小的是Lato， 值為70.7004%。

字體縱橫比測算 黃金比例是自然界中常見的數(shù)學(xué)比例。它在設(shè)計(jì)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。在字體設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，字體的縱橫比（Aspect Ratio）就是指字體長寬的黃金比例。字體的縱橫比是英文字體的主要屬性之一。如圖7所示，在15款字體中，縱橫比值的范圍為0.632102～0.73559，除卻Montserrat字體外，其余字體基本的縱橫比值相差不大，靠近平均值0.6521；較其他字體，Monserrat的縱橫比最大，值為0.73559，而Calibri字體的縱橫比最小為0.632102。

通過上述數(shù)據(jù)測算和比較發(fā)現(xiàn)英文非襯線屏顯字體具有以下特點(diǎn)：

（1）設(shè)計(jì)師在為屏顯字體設(shè)計(jì)時(shí)，在造型設(shè)計(jì)中主要體現(xiàn)在a、g、o、t、y的不同寫法之上。不同的寫法造成了造型風(fēng)格的不同。研究發(fā)現(xiàn)英文非襯線屏顯字體主要以新怪誕字體Neo-grotesque和人本主義字體Humanist為主。字體的筆畫較為筆直，粗細(xì)變化不明顯，對(duì)比度較低。[13]在造型設(shè)計(jì)中削弱字體的個(gè)性與藝術(shù)性，增加字體在屏幕中快速閱讀的辨識(shí)度。

（2）通過研究發(fā)現(xiàn)，字體字面率的差異和屏幕技術(shù)的革新是關(guān)聯(lián)的。隨著屏顯技術(shù)的提高，字面率在發(fā)展過程中呈逐漸減少的趨勢(shì)。蘋果公司在1984年為Apple Newton新型電子設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)了Geneva字體，Apple Newton屏幕的分辨率為320x480像素，當(dāng)時(shí)的顯像技術(shù)通過像素塊的方式讓字體顯示在屏幕中，增加字體字面率的大小能夠有效增加字體在屏幕顯示中的清晰度。在1984年的屏幕分辨率下，Calibri字體在同樣像素的顯示下，相較于Geneva字體，識(shí)別度更低。隨著屏幕顯像技術(shù)的提高，高分辨率的移動(dòng)終端顯示設(shè)備越來越普及，到2007年蘋果智能手機(jī)Iphone的出現(xiàn)，讓屏幕閱讀真正開始取代紙面媒介閱讀。但是隨著用戶移動(dòng)端設(shè)備使用的普及和使用時(shí)間的增加，使用戶使用屏幕的時(shí)間延長，用戶的用眼健康問題開始進(jìn)入設(shè)計(jì)師的思考范疇，字體設(shè)計(jì)的目的從單一讓用戶在屏顯設(shè)備中看清字體轉(zhuǎn)變?yōu)闇p少用戶長時(shí)間屏幕閱讀的用眼疲勞。設(shè)計(jì)師開始關(guān)注字體在移動(dòng)端屏幕上的改良應(yīng)用。從上述測試中發(fā)現(xiàn)2007年設(shè)計(jì)的字體Slate Pro和Calibri相較于其他年份設(shè)計(jì)的字體，字面率較小，而2007年后字體的字面率又逐步開始有所增加。

（3）研究發(fā)現(xiàn)英文非襯線屏顯字體灰度比變化幅度小，字體灰度比隨時(shí)間的變化逐漸增加，造成了字體在屏幕媒介顯示的深淺度逐漸變淺。[15]這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)師考慮到用戶的用眼健康問題，增加英文非襯線屏顯字體在顯示設(shè)備中的灰度比，減少戶長時(shí)間觀看屏幕造成的疲勞感。其中Montserrat字體的灰度比雖然最低。但是在Google Font Analytics的字體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，Montserrat字體累計(jì)使用次數(shù)達(dá)到1，310，126，474，353輪次，此統(tǒng)計(jì)有一定局限性，只是收錄了特定谷歌和微軟系統(tǒng)的瀏覽器及應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)。

（4）研究發(fā)現(xiàn)Montserrat，Tahoma，Verdana，Ubuntu和Source Sans Pro5種字體的大小寫比值達(dá)到或是超過了自身比值的3/4，而比值大于自身2/3低于3/4的字體一共有10款。所以在大小寫比值中，英文非襯線屏顯字體的大小寫比值范圍適宜大于2/3而小于3/4。這樣大寫字母和小寫字母高度之間的差距較小，大寫字母和小寫字母在高度上趨向一致，減少了字體的多樣性、趣味性和藝術(shù)性，傳達(dá)了穩(wěn)定感和秩序感，提高了用戶在屏幕閱讀時(shí)的整體性。

（5）在字體的縱橫比測算中，Montserrat的字體框架偏向正方形，字體形態(tài)上呈現(xiàn)扁胖形，而Calibri字體是最為接近黃金比例的字體，字體框架偏向長方形，字體形態(tài)上呈現(xiàn)纖細(xì)形。研究發(fā)現(xiàn)15種英文非襯線屏顯字體的縱橫比接近黃金比例的較多，主要為纖細(xì)形的字體。纖細(xì)形的字體比扁胖形的字體在排版中節(jié)約空間，提高文字使用效率。

（作者單位：常州大學(xué)）