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TypeBites #05 一起来玩段码字

微梨 3type 2019-12-09

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电子表和计算器上

那些由直线构成的数字,

大家再熟悉不过了。

随着技术的发展,

这类显示设备也终将成为古董;

但是其中蕴藏的奇妙可能性,

还值得我们发掘——




山姆在计算器上打出一串数字 7734206,递给了约翰。约翰看后恼羞成怒,对山姆大打出手。一场教室战争由此拉开序幕。



……为什么会这样呢?




只要把 7734206 这串数字倒转 180 度,就会发现山姆写的其实是“gO 2 hELL”(去死吧)。


引发前文血案的数字。


这是一句经典的“计算器暗号”(calculator spelling)——一种倒转计算器上的数字、用来代替字母的文字游戏。这种游戏有一个专名叫“beghilosz”,因为仅有这几个字母可以由这种计算器数字经倒转后,精确而没有疑义地获得。



“倒转计算器”只是个入门玩法,成熟的 beghilesz 不再需要颠倒整个数字串,而单纯地变成了一种对应关系:8→B,3→E,4→h……诸如此类。



不过,对于上世纪末的年轻人而言,光是 beghilosz 这几个字母还不够酷。他们为这个体系加入了一些其他的对应:比如不加旋转、直接找形似的 6→G、4→y;再比如一些近乎耍赖的强行对应,3→m(旋转 90 度),6→a(左右翻转)等等。



数字还可以拼到一起看,这样 17→n,177→m。最终,就创造出了一种独特的密码系统,仅通过传呼机(这种已经成为古董的通讯设备)上的数字,并用星号 *、井号 # 作为空格,就能传递一些信息。这就是所谓的“传呼机语”(pager-speak)。


一些较为常见的传呼机语。


在同样的时代,我们这片大陆上的年轻人也都能看懂并且使用诸如 886、7878、5201314 这类暗号。不过,中文里这种玩法几乎都是谐音,毕竟复杂的汉字不太可能直接用数字拟形表意。虽然 8 确实长得很像“日”,但这也并没有什么用。


暂且不提这些文字游戏,七段码显示器(7-segment display)着实是一个了不起的设计。它简洁而精确,几乎无法找到另一种形式能够像它一样好用。七段码的具体出现时间和发明人已无从可考,但可以肯定的是它能够追溯到二十世纪初;我们可以在一些专利文件中看到类似的数字显示设计。



1910 年的一份专利,通过点亮某些线段来显示数字。patents.google.com


后来常用的七段码通常会采用倾斜的造型,让显示数字的美观性得以提高。为了能够显示小数,很多七段码的显示单元中还会包含一个小数点。

实际上除 0-9 的数字外,七段码还能准确显示拉丁字母 ABCDEF(其中 B 和 D 使用小写),这样早期的科学计算器就能够进行十六进制的运算。另外,这些计算器还能非常优雅地显示出错误提示(Error)。

计算器上常见的七段码显示。




七段码能够准确表达的拉丁字母实在有限,而基于此的 beghilosz 也仅停留在文字游戏的程度,完全无法应用于实际。但是,在以像素为基础的显示屏还没有出现的年代,人们需要一种可以随意变换文字的显示方式,在某些场合提供必要的信息。

如果说要用来显示字母,七段码最大局限就是它的纵向只有一列——无法表示出 M、W 这样竖画较多的字母。于是,对于七段码一个比较常见(且可行)的改造就是在中间再加一条线。比如这种传呼机,在中间加上两段竖线之后,显示 M 和 W 是没有问题了。


一款使用九段码的传呼机。pagers.co.uk


(其实能否将字母显示出来是一方面,有没有字母能够显示又是另一回事了。受限于技术条件,不少传呼机甚至无法显示完整的 26 个字母——上图这台 GEO n8t 传呼机,就只能显示除 JKQWXYZ 之外的 20 个字母。

另外,这样的文字显示方式有很重要的一点必须要考虑:不能引起误读。上面的例子中,O 和 0、5 和 S、2 和 Z,以及小写 L 和数字 1 之间就很难体现出差别。


将中间的竖线变斜是一个有效的解决方案。在这里,M 仍然可以通过点亮中上的线段来表示;能够产生带斜线的 0,数字 1 也可以稍稍变好看一些。这个方案仅仅加了两画,就延展出了很多可能性。即便到了二十一世纪 10 年代,仍然有人在试图拓展这种斜线九段码的边界,比如这位网友,设计了一套完整的 ASCII 字符集的显示方案(虽然可读性并不理想):


九段码 ASCII 设计方案。www.tapatalk.com


俄罗斯人也会使用类似的段码字。俄罗斯的邮政编码使用带有两个对角线的九段码来表示数字,这样就能够为数字 3 和西里尔字母大写 З(Ze) 赋予不同的造型,还能较准确地表示出大写 И 和 Я。


俄罗斯邮政编码数字。Wikipedia


除了这样简单直接的一根斜线外,还出现了一些更巧妙的改造,比如这款控制设备上,采用了上短竖、下斜线的设计。在它的说明书中,出现了各种字母的造型。


使用改良九段码显示屏的控制器。newportus.com


该款控制器说明书节选。newportus.com


顺便说,使用竖线的方案还能够显示阿拉伯文中的数字——其主要难度在于٣(3)。


几种段码字的阿拉伯文数字显示方案。图中八段码仅增加一段短竖线,九段码在此基础上增加一体化的两段斜线,十段码上下的两条折线也各为一段。semanticscholar.org





当然,只要硬件设备的处理能力允许,想加到多少段都可以。


和七段码相比,十四段码中间是一个米字形,而十六段码则将最上和最下的两个横画中间打断不过它们并不能算作七段码或九段码的升级版本,因为这样的设计方案同样可以追溯到二十世纪初,和七段码的年代差不多(甚至略早)。


一份 1903 年的专利,包含了接近今天十四段码的显示方案。patents.google.com


但是无论怎样在这样的方格里面做文章,还是无法解决一个根本问题——拉丁字母的小写是有下降部的。对于 g、j、q、y 等字母,没有办法只能把高度向上提,这无论如何都不美观。


上浮的小写字母。


人们不满足于只有大写字母能漂亮显示的设备,于是设计出了相当“奢华”的二十二段显示方案。通过下面伸出的三段笔画解决了下降部的问题,内部添加两个点来实现小写字母 i、j,以及标点符号;甚至还在左侧添加了一个反向的短斜线,用来构成小写的 s、x 等。


一款二十二段码显示设备及字符设计。archive.org


其实,段码字复杂到这种程度,意义已经不是很大了。随着点阵屏成本的不断降低,这种显示方式也就渐渐退出了历史舞台。


高度为 5 的点阵屏就能完美显示几乎所有大写字母和数字了,若再加两行,小写字母也将不是问题。


不过,作为一种独特的风格,段码字还会以各种形式存在下去。比如在今天的电梯中,可以看到以不同形态出现的原始七段码的变形——


当代上海一座办公楼电梯中的楼层显示,将中间一画拆成了五个点。


在笔者看来,米字格形态的十六段码已经是能够提供相当广阔的可能性了——在这份 2012 年的论文中,作者为印度诸文中的数字设计了十六段码显示方案。


印度各种数字的十六(十七)段码显示方案(部分,图示阿萨姆和孟加拉文、多格拉文、古吉拉特文数字)。semanticscholar.org


毫无疑问,汉字的数字(一二三四五六七八九十)也可以做这样的尝试。既然数字有可能,那么其他的汉字或许也可以试试。于是,笔者开始了小木棍拼字游戏一样的实验。



和阿拉伯数字以及拉丁字母的七段码显示方式一样,设计十六段码汉字的基本原理也是“从给定的线段中选择性点亮,组成能够被读出的字符形态”。


用于本节实验的虚拟显示设备。


笔者先从汉字的数字出发,完成了十个数字的设计。在这里已经遇到了一些可能贯穿始终的问题:“四”中出现了笔画的兼并;“五”出现了笔画长短的调整;“六”和“八”对文字的结构进行了一些变形;“九”看上去有些像“力”,但局限在数字中,也并不会引起误解。



不过对于汉字数字而言,仅有这几个数字还不够,必须拓展到各种数量级。另外,也要补充上“零”,这里使用“〇”代替。



百千万亿这样的字都完成了,那么结构更简单的汉字其实也没有问题。实际上,直接摘取十六段码中的一些线段,就足以组成不少字了;稍加灵活变通,还能得到一些更复杂的笔画组合。



我们可以用这样的字做一些指示性、功能性的内容,在相应的场合发挥实际作用。


或者再扩宽一点能够表达的内容范围……

(虽然含义上有点奇怪)


“还能再给力点吗?”


看看上面那个“百”字,其实笔画和结构稍微变通一下也并不影响理解(?)如果给常用字省略一些笔画,或者略加变形,放在语境中是不是也能读出来呢?



“还能再给力点吗?”


借用汉字图形化的思路,再多加一些笔画变形。“口”不一定是方形,点和撇也可以变成短横:



“还能再给力点吗?”


对于笔画再多的字,我们还有一条路可以试试看——借用连笔字的写法,保留可读性的情况下,大幅度地简化字形。




这样一来,工厂大门口的十六段码显示屏就有可能打出这样的标语:





以上实验并非单纯的玩乐,在某种程度上,它已经触及到了一个本质性的问题:汉字的可识别极限在哪里?换句话说,当我们对汉字进行高度几何化的概括,变形到何种程度,这个字才失去它本身的含义?


这个问题并不容易回答。在人类历史上,文字造型发生改变的例子时有发生:西方有人文主义小写体的双层 a 变成意大利体的单层 a,东方有新中国成立后对印刷字体笔画的变形统一——关于汉字的例子,我们也可以在中日韩对于同一个字的不同规范中窥见一斑;更不必说各类字标设计和美术字中对笔画的几何化变形了。


同一个字的不同形态。


我们把视野聚焦在字体设计领域。这方面最极端的例子,非维姆·克劳威尔(Wim Crouwel)在 1967 年发表的实验性字体“New Alphabet”莫属。



可以看到,在这款字体中,数字和字母的造型已经和常规字形大相径庭;甚至像 8、a、x 等字符,看上去完全是另一个字母的样子了。


在这款字体诞生的那个年代,其设计思路就是适应当时最新的电子和排版技术。那时,CRT 显示器和照相制版等技术刚刚出现,是彻头彻尾的“高科技”。但是由于精度不够,无法清晰地显示倾斜线条,克劳威尔便设计了这种能够适应这些技术的、仅由水平和垂直线条构成的字体。


网友家保存的 60 年代 CRT 显示器。《超级马里奥兄弟》的标题使用了直线化几何变形的 Bauhaus 93 字体。reddit.com


可是,既然 3 和 e 中可以保留如此密度的笔画,对于 m、w 这样“底端加一条线”的设计就让人非常难以理解了。或许这套字体本身就是无法理解的。克劳威尔自己也承认,这款字体“太过于出格,从来没想过要实际使用。它是无法阅读的。”


话虽如此,这款(哪怕放到现在也)极具未来感的酷炫字体还是得到了用武之地,比如在英国摇滚乐队“快乐分裂”(Joy Division)1988 年的专辑 Substance 封面上。不过设计师出于美观的考虑对这套字体中字母加以修改,专辑封面上的实际拼写已然变成了“Subst1mce”。当然了,New Alphabet 本身的造型就已和大家熟知的字母相去甚远,并且这种新造型也没有得到普遍的认同——那么不论是再进行旋转还是加笔,似乎也没有什么问题了。


Substance 专辑封面。


无论如何,这一激进的实验字体已成为了经典,并被现代艺术博物馆(MoMA)收藏;今天,我们也可以买到这款字体的数字版复刻。而且,假如我们都知晓了这套字体的独特字形,那么它也就并非不可读了。


从这个角度看,本节开头提出的那个问题——文字变形的边界究竟在哪里?——甚至都没有了讨论的意义。


克劳威尔的疯狂实验在当下这个时代已经显得非常轻巧,毕竟现在凭一人电脑就能够完成个排版流程了。或许我们也可以用这些新工具实现一些大胆的想法?


……或者玩玩上世纪末的小玩意儿,让它显示个汉字什么的?




关注公众号后,在后台回复 “段码字” 即可获得笔者的十六段码汉字实验字体(内含文中出现的汉字以及拉丁字母和数字)。



参考链接:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Calculator_spelling
https://www.latimes.com/archives/la-xpm-1997-nov-26-mn-57816-story.html
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Seven-segment_display
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Nine-segment_display
https://www.tapatalk.com/groups/dozensonline/eight-segment-display-t1186.html
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Fourteen-segment_display
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Sixteen-segment_display
https://en.m.wikipedia.org/wiki/New_Alphabet
https://www.reddit.com/r/crtgaming/comments/85s6wg/rescued_1960s_ge_crt_from_my_grannys_house/
https://3type.cn/3typezine/typeslips/05.html
相关专利和说明书:
https://patents.google.com/patent/US974943
https://patents.google.com/patent/US744923A
https://manualzz.com/doc/10873360/geo-n8t-top-display-numeric-pager-features
http://www.newportus.com/manuals/iseries.html
https://archive.org/stream/bitsavers_litronixdaOptoelectronicsCatalog_31011858/1982_Litronix_Optoelectronics_Catalog#page/n209/mode/2up
相关论文:
Bedair S S. On the design of segmented Arabic Numeric Display[J]. IEEE transactions on Consumer Electronics, 1986 (1): 53-55.
Ray P P. Universal Numeric Segment Display for Indian Scheduled Languages: an Architectural View[J]. arXiv preprint arXiv:1208.0755, 2012













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