1. 概述

1. PostScript / Type 1

PostScript是一种页面描述语言，用于列印图像和文字。它既像程序代码一样具有可读性，又能表示出可任意放大和缩小的矢量图。

Adobe公司于1985推出PostScript，用于解决当时不同打印设备接口不兼容的问题。PostScript 独立于设备。也就是说，PostScript文件可以在任何PostScript设备中运作。同样的影像，可在一般的雷射印表机上得到300dpi的打印效果，也可以在图像艺术设备供应商Linotype的imagesetter中得到漂亮、清晰的2400dpi效果。用户不需要受限于特定的某个生产商，可自由选择适合自己要求的设备。

在PostScript的发展进程中，Apple公司有重要的推动作用。Steve Jobs向Adobe投资了250万，让Adobe为Apple LaserWriter编写PostScript控制器，使它输出「typesetter」的高品质。在桌上型电脑风行的背景下，它们的结合挽救了Apple，也让Adobe变成了有钱的公司，很快地PostScript就成了印前业的国际性混合语。

PostScript字体，是按 PostScript 页面描述语言 (PDL) 规则定义的字体。PostScript字体也被称为Type 1字体。

从用户的角度上看，没必要认为PostScript是老掉牙，不值得学习的东西。学这个东西，大概有几个用途：

• 修心养性，打发时间，PostScript是可以当作Logo语言来玩的
• 作为一种图形学学习的工具
• 作为一种排版后端，也就是说，你可以实现一个类似TeX的排版软件，用这个作为中间或者最终的呈现形式

但是，为什么有很多人对PostScript有老掉牙的概念呢？主要是PostScript解释器少，教程少。当然还有一个重要的原因是，PostScript这东西，虽然打印机里面用，印刷机里用，但是在我国其实没怎么取得特别大的商业上的成功。据信，Apple当年发售LaserWriter打印机的时候，Adobe是能从一台打印机中获取1000美元的（约现在的2400美元强）。除了Adobe的商业解释器外，还有一些解释器：

• GoScript，DOS/Windows用解释器，这个是商业版，由LaserGo Inc.开发，开发者是个越南裔Truc D. Nguyen。不过官网在2002年之后就打不开了
• Ralpage，Level 2解释器，发布在Xorg的R5里面，由Crispin Goswell开发，在现在的大部分机器上实际上是编译不过去的（其源码还有一定的教学意义）
• GhostScript，Level 3解释器，这个是我们最开始使用的解释器，也是开源时间最久的解释器，构成了开源软件的基础部件之一。本文以及之后的文章都会在这个解释器上操作
• xpost，一个用C实现的Level 3解释器。但是实现不完全，项目地址：https://github.com/luser-dr00g/xpost

中文资料里面，有说GhostScript是GoScript销量不好后卖掉后的修改版，这大概是谣传。如上文描述，GoScript的生存周期最后到了2002年。GhostScript的第一个版本是1988年8月发布的。而GoScript的商标是在1989年注册的，申请时间是1988年的11月。对一对这些时间点就知道不太可能。

这些背景知识讲完了，接下来该讲一些编程语言上的知识了。

PostScript语言受Forth语言影响，使用stack作为数据存放的结构，那么在语言上就呈现出了逆波兰式的形式，也就是说，2 + 3可以表示为：

2 3 add

我们在上面的gs解释器中可以输入：

2 3 add ==

结果即：

GS>2 3 add ==
5

我们稍微搞一个复杂的例子，求坐标(x, y)到坐标原点的距离，比如说这个点是(10, 20)，那么求值可以这样：

10 20 dup mul exch dup mul add sqrt

结果即：

GS>10 20 dup mul exch dup mul add sqrt ==
22.3606796

逆波兰式（Reverse Polish Notation），是波兰式（Polish Notation）的变体。这个表记是波兰逻辑学Jan Łukasiewicz在1924年发明出来的。这东西的定义很简单，也很实用。实用的地方，就是不用括号。比如(a+b)*c的表示：

* + a b c

用逆波兰式表示：

a b + c *

这东西枯燥难记不？倒也不是，如果学过一点日语，大概知道日语跟这玩意还是有一点相似的，比如，我们拿wikipeadia上的例子：

私が 箱を 開けます。

这句子大意是“我打开了箱子”，要是拿逆波兰式写（日语词换成英文词），就是这样：

I box open

话题再回到Forth上来。Forth这东西，也是可以直接用硬件解码的，也就是Forth CPU。如果我们搜过一些PostScript打印机的商品的话，大概会发现一些信用卡卡片大小的电路板，这类东西上，大概就有个类似Forth CPU的专门用于PostScript解码的解释器。

其中，逆波兰表达式，英文为 Reverse Polish notation，跟波兰表达式（Polish notation）相对应。之所以叫波兰表达式和逆波兰表达式，是为了纪念波兰的数理科学家 Jan Łukasiewicz。其在著作中提到：

我在1924年突然有了一个无需括号的表达方法，我在文章第一次使用了这种表示法。

• 平时我们习惯将表达式写成 (1 + 2) * (3 + 4)，加减乘除等运算符写在中间，因此称呼为中缀表达式。
• 而波兰表达式的写法为 (* (+ 1 2) (+ 3 4))，将运算符写在前面，因而也称为前缀表达式。
• 逆波兰表达式的写法为 ((1 2 +) (3 4 +) *)，将运算符写在后面，因而也称为后缀表达式。

波兰表达式和逆波兰表达式有个好处，就算将圆括号去掉也没有歧义。上述的波兰表达式去掉圆括号，变为 * + 1 2 + 3 4。逆波兰表达式去掉圆括号，变成 1 2 + 3 4 + * 也是无歧义并可以计算的。事实上我们通常说的波兰表达式和逆波兰表达式就是去掉圆括号的。而中缀表达式，假如去掉圆括号，将 (1 + 2) * (3 + 4) 写成 1 + 2 * 3 + 4，就改变原来意思了。

现实中，波兰表达式和逆波兰表达式，具体用于什么地方呢？

波兰表达式（前缀表达式），实际是抽象语法树的表示方式，比如中缀 (1 + 2) * (3 + 4) 编译时转成的抽象语法树为

     *
  /    \
 +      + 
/ \    / \
1  2  3   4 

这个操作符就是根节点，操作数为左右子节点。我们将这棵树用符号表达出来，可以写成 (* (+ 1 2) (+ 3 4))。这实际就是 Lisp 的 S-表达式。S-表达式可看成将整棵抽象语法树都写出来，每层节点都加上圆括号。

至于逆波兰表示式，可用栈进行计算，天生适合于基于栈的语言。遇到数字就将数字压栈，遇到操作符，就将栈顶的两个元素取出计算，将计算结果再压入栈。比较典型的基于栈的语言为 Forth 和 PostScript。

2. TrueType

Apple LaserWriter基于PostScript，但PostScript字体是加密过的，Adobe通过发售认证得到可观的收入，所以他们不想向苹果免费转让这个软件。

之后微软加入，把TrueType加入Windows3.1。微软与Monotype公司合作，花大力气制作了一批高品质TrueType字体，并使其可以与当时PostScript设备捆绑的核心字体兼容，比如Times New Roman体（与Times Roman兼容）、Arial体（与Helvetica体兼容）和Courier New体（与Courier体兼容）。

Windows系统的字体格式基本统一成TrueType。Apple的Mac OS上，PostScript和TrueType鼎力对抗。后来Linux上，TrueType也成为标准字体。

TrueType字体中的字符（或字形）轮廓由直线和二次贝塞尔曲线（bézier）片段构成。在数学上，比PostScript使用的三次贝塞尔曲线更容易处理。对于多数形状，三次要比二次贝塞尔曲线需要更多的点来描述。同时这个差异意味着，不能将Type 1无损地转换为TrueType格式，但是可以无损地将TrueType转换为Type 1。

TrueType Reference Manual
https://developer.apple.com/fonts/TrueType-Reference-Manual/

3. OpenType / Type 2

1995年，微软联合Adobe开发了OpenType，可以把PostScript字体嵌入到TrueType的软件中，支持Mac OS、Windows、Linux等多个平台。OpenType是Type 1和TrueType的超集，于是OpenType也叫Type 2字体。

OpenType已经成为业内标准。包括Adobe、微软、Apple在内，越来越多的软件厂商支持OpenType字体格式，越来越多的字体厂商将自己的字库升级到OpenType。

OpenType定义了OpenType文件名称的后缀名。

• 包含TrueType字体的OpenType文件，后缀名为.ttf，
• 包含PostScript字体的文件，后缀名为.OTF，
• 如果是包含一系列TrueType字体的字体包文件，那么后缀名为.TTC。

在软件中选择字体时，字体名前的图标指出，这个字体是OpenType格式还是TrueType格式。

OpenType? specification
https://docs.microsoft.com/zh-cn/typography/opentype/spec/

4. 中文TrueType字体

旅美学者房骞骞（FangQ）于2004年10月创建文泉驿项目，致力于开源汉字字体的开发。它提供了很好的TrueType中文支持，发布了第一个覆盖GBK字符集的开源矢量字库，已经逐渐成为主流Linux发行版的首选中文字体。