Norasi Small Caps and Old Style Figures

ฟอนต์ Norasi เพิ่มการรองรับการใช้ small caps และ old style figures (ตัวเลขอารบิกแบบหนังสือยุคเก่า) แล้ว ทั้งใน OpenType และ LaTeX

PUA Glyphs

ฟอนต์ Norasi (ฟช ๓ จากโครงการฟอนต์แห่งชาติของเนคเทค) มี PUA glyph สำหรับตัว small caps และตัวเลขอารบิกในหนังสือยุคเก่า (old style figures) มานานแล้ว ผมไม่แน่ใจว่ามีมาตังแต่แรกเริ่มที่นำฟอนต์มาจากโครงการ Omega เลย หรือว่ามาเพิ่มเอาทีหลังใน TLWG เนื่องจากผู้ที่ทำงานกับ Norasi ในช่วงต้นจะเป็นคุณทิม (ชนพ ศิลปอนันต์) เป็นหลัก แต่มันก็อยู่ในรูป glyph ที่มีรหัสยูนิโค้ดในช่วง Private Use Area (PUA) พร้อมกับชื่อ glyph แบบ Postscript ตามอย่าง Adobe Glyph List เช่น เลขศูนย์แบบเก่ามีรหัสยูนิโค้ด U+F730 และมีชื่อ glyph เป็น zerooldstyle และตัว A small caps มีรหัสยูนิโค้ด U+F761 และมีชื่อ glyph เป็น Asmall เป็นต้น

PUA glyph เหล่านี้ โดยปกติจะไม่ใช้ในข้อความ แต่จะใช้เป็นการภายในของตัววาดข้อความ ในทำนองเดียวกับวรรณยุกต์ตัวต่ำ สระบนหลบหาง ป ฝ ฟ และสระอุ อู หลบหาง ฎ ฏ ในอักษรไทยนั่นเอง เท่ากับว่า PUA glyph เหล่านี้มีอยู่ แต่ยังไม่พร้อมใช้ ยกเว้นในระบบที่พยายามจะใช้ PUA เหล่านี้จริงๆ

OpenType

ขณะเดียวกัน เราจะเห็นแอปพลิเคชันสมัยใหม่พยายามรองรับ OpenType feature ต่างๆ ใน UI มากขึ้น จากเดิมที่มีแต่ใน desktop publishing หรูๆ ตอนนี้แม้แต่ word processor อย่าง LibreOffice Writer และ MS Word ก็เริ่มมี UI สำหรับเลือกเปิด/ปิด discretionary feature (ฟีเจอร์ที่กำหนดใน mark up ของเอกสาร และอาจจะผ่าน UI ให้ผู้ใช้เลือก) ของ OpenType แล้ว ซึ่ง small caps (smcp) และ old style figures (onum) ก็เป็นฟีเจอร์ชนิดนี้

หลังจากเพิ่มฟีเจอร์ดังกล่าวในฟอนต์ Norasi แล้วทดลองใช้กับ LibreOffice Writer ก็ได้ผลดังนี้:

• บรรทัดแรก เป็นตัวเลขแบบเรียงบนบรรทัด (lining figures)
• บรรทัดที่ 2 เป็นตัวเลขแบบหนังสือยุคเก่า (old style figures)
• บรรทัดที่ 3 เพิ่มการใช้ small caps จาก glyph ในฟอนต์เอง ผ่าน scmp โดยเลือกฟีเจอร์ Lower case to small capitals ใน character format
• บรรทัดที่ 4 ใช้ Small capitals จาก text format ของ LibreOffice เอง ซึ่งน่าจะเป็นการสังเคราะห์ small caps ด้วยการย่อส่วนจากตัว capital ปกติ ซึ่งทำให้ได้เส้นที่บางลง และ LibreOffice ก็ได้พยายามลดผลกระทบนี้ด้วยการย่อส่วนแต่เพียงเล็กน้อย ทำให้ได้ตัว small caps ที่ยังสูงกว่าตัว lower case อยู่

สำหรับการใช้ในเว็บ ผมได้ลองทำ หน้าทดสอบ โดยใช้ font-variant: small-caps และ font-variant-numeric: oldstyle-nums ใน CSS

LaTeX

สำหรับผู้ใช้ XeLaTeX และ LuaLaTeX ก็สามารถใช้ OpenType feature ได้โดยตรง แต่สำหรับ pdfLaTeX ซึ่งยังใช้เทคโนโลยี PostScript ธรรมดา ก็จำเป็นต้องมีการรองรับเพิ่มเติมในแพกเกจฟอนต์

Small Caps

LaTeX2e รองรับ small caps ผ่านคำสั่ง \scshape และ \textsc{...} โดยตัว TeX engine จะไปหาการประกาศ sc shape ใน font description (lthnorasi.fd สำหรับฟอนต์ Norasi) เพื่อเชื่อมโยงไปหาไฟล์ TFM (TeX Font Metrics) ของ shape ดังกล่าว

และตรง TFM นี่แหละ ที่เราสามารถ remap อักขระ lower case ไปหา glyph ที่เป็น small caps ได้ ทำให้ TeX เรียงพิมพ์ตัว lower case ด้วยตัว small caps แทน

เท่ากับว่า จากฟอนต์ Norasi ที่เรามีอยู่แล้ว 6 type face (regular, slanted, italic, bold, bold slated, bold italic) เราจะต้องสร้าง face ใหม่อีกหนึ่งชุดที่ remap สำหรับ small caps กลายเป็น 12 type face

แต่เรายังมีรายละเอียดที่ต้องพิจารณาเพิ่มจากการ remap คือ:

• ต้องตัดกฎ ligature สำหรับ ff, fi, fl, ffi, ffl ออกด้วย เนื่องจากรูป small caps ไม่มี ligature ดังกล่าว
• ฟอนต์ไทยใช้กฎ ligature ในการจัดเรียงสระ-วรรณยุกต์ที่ไม่ลอยและหลบหางพยัญชนะ (shaping) ซึ่งยังจำเป็นต้องสร้างกฎเหล่านี้สำหรับ small caps อยู่

นั่นจึงนำไปสู่การสร้างไฟล์ .enc ต่างหากที่ remap small caps, ตัดกฎ Latin ligature, คงกฎ ligature สำหรับอักษรไทย พร้อมทั้งเขียน make rules สำหรับสร้าง TFM (สำหรับ TeX) และ VF (virtual font ซึ่งใช้ในขั้น dvi) สำหรับ small caps เพิ่มอีกชุดหนึ่งด้วย

สรุปรวมอยู่ใน GitHub commit นั่นแล

และเมื่อใช้งานผ่านคำสั่ง \textsc{...} ก็ได้ผลดังภาพ:

Old Style Figures

ด้วยเทคโนโลยี PostScript ธรรมดา การรองรับตัวเลขแบบหนังสือยุคเก่า (old style figures) ก็ยังคงต้องใช้วิธี remap อักขระตัวเลขไปเป็น PUA glyph ที่เป็น old style ไม่ต่างกับ small caps เพียงแต่ old style figures จะมีประเด็นการใช้งานในทางปฏิบัติที่ต้องพิจารณาเพิ่มเติมด้วย

LaTeX2e มีคำสั่ง \oldstylenums{ตัวเลข) เพื่อแสดง ตัวเลข เป็นแบบ old style ได้ โดยจะใช้ glyph จากฟอนต์ของ Knuth เสมอ แต่ในกรณีที่ต้องการให้ผู้ใช้สามารถใช้ตัวเลข old style จากฟอนต์ของเราได้ ก็จะต้องใช้ช่องทางอื่น

use case ที่น่าจะพบบ่อยในชีวิตจริง คือการใช้ตัวเลข old style ทั้งเอกสาร ทั้งเลขบท เลขหัวข้อ เลขหน้า เลขในข้อความ ฯลฯ ซึ่งตรงนี้จะต่างจาก small caps และแพกเกจฟอนต์มักจะรองรับในรูปของ option ของแพกเกจ

อีก use case หนึ่งคือการใช้ตัวเลข old style เฉพาะที่ ซึ่งมีแพกเกจอย่างน้อยสองตัวที่เตรียมคำสั่งไว้ให้ คือ nfssext-cfr และ fontaxes ซึ่งทั้งสองแพกเกจจัดเตรียมคำสั่งไว้คนละชุด ซึ่งก็ถือเป็นเรื่องปกติ แต่ที่ไม่ปกติคือทั้งสองแพกเกจเรียกใช้ฟอนต์ต่างกันด้วย!

old style figures ไม่ได้ถูกจัดให้เป็น shape หนึ่งของฟอนต์เหมือน small caps เพราะมันมีผลแค่กับตัวเลข ไม่ใช่ทั้งฟอนต์ วิธี implement จึงไม่ใช่การประกาศ shape ใน font description แต่เป็นการสร้าง font family ใหม่ไปเลย! โดยจะมีข้อตกลงบางอย่างในการตั้งชื่อ family ใหม่ที่ว่านั้น และเมื่อผนวกกับคุณสมบัติ proportional/tabular ของตัวเลขเข้าไปด้วยก็กลายเป็นข้อตกลงที่มีรายละเอียดอีกหน่อย

ปัญหาคือ แพกเกจ nfssext-cfr และ fontaxes ใช้ข้อตกลงคนละชุดกัน!

• nfssext-cfr ใช้ font naming ของ Karl Berry ซึ่งออกแบบมาเพื่อแทนชื่อฟอนต์ให้ได้ใน 8 ตัวอักษร case-insensitive ซึ่งหมายถึงระบบแฟ้มของ DOS นั่นเอง โดยใน 8 ตัวอักษรจะแทนทั้งผู้ผลิต (foundry), ชื่อฟอนต์, ความหนา, variant (เช่น italic, oblique, sans serif, monospace, small caps, old style figures ฯลฯ), encoding, ความกว้าง, ขนาด ซึ่งน่าอัศจรรย์มากกับความพยายามบีบอัดขนาดนั้น แต่ดูไม่ practical เท่าไรกับโลกที่มีฟอนต์มากมายมหาศาล อีกทั้งระบบแฟ้มส่วนใหญ่ในปัจจุบันก็รองรับความยาวเกิน 8 ตัวอักษรกันแทบทั้งสิ้นแล้ว และจะว่าไป ชื่อฟอนต์บางชื่อที่ลงรหัสแบบนี้ก็ยาวเกิน 8 ตัวอักษรไปแล้วด้วย แต่อย่างไรก็ดี มันก็ยังถือเป็นข้อตกลงที่ใช้กันเป็นมาตรฐานของ LaTeX อยู่ และฟอนต์ Norasi ที่ใช้ old style figures ก็จะลงรหัสชื่อ font family (แบบไม่ได้ตรงหลักการเป๊ะ) ได้เป็น norj และ font family แบบปกติก็จะถูกย่อลงเป็น norx (ว่าตามนัยประวัติ ฟอนต์ Norasi ใน ThaiLaTeX ยุคเริ่มแรกก็เคยใช้ชื่อว่า nf3x ก่อนที่จะเปลี่ยนเป็น norasi ในภายหลัง)
• fontaxes ใช้ข้อตกลงชื่อฟอนต์ของตัวเอง โดยปล่อยชื่อฟอนต์ให้ยาวตามปกติ แล้วเติมท้ายด้วยรหัส variant เช่น Norasi-OsF โดย variant ที่เกี่ยวกับตัวเลขได้แก่
  • OsF = old style figures
  • LF = lining figures
  • TOsF = tabular old style figures
  • TLF = tabular lining figures
  โดยที่ก็ยังรองรับ font naming ของ Karl Berry ด้วย เพียงแต่ไม่ได้บีบความยาวลงเท่านั้น ดังนั้น ตามข้อตกลงนี้ ฟอนต์ Norasi ที่ใช้ old style figures ก็จะใช้ชื่อ font family เป็น norasi-TOsF, norasi-OsF หรือ norasij ก็ได้ เพราะอันที่จริง ตัวเลขในฟอนต์ Norasi เป็น tabular อยู่แล้ว คือกว้างเท่ากันหมด เรียงตรงกันในตารางได้ แต่การใช้ norasi-TOsF จะใช้ได้กับการ mark up ตัวเลขเป็น tabular figures เท่านั้น ใช้ในข้อความธรรมดาไม่ได้ ส่วน norasi-OsF จะใช้ได้ในข้อความธรรมดาและการ mark up เป็น proportional figures เท่านั้น ใช้แบบ tabular ไม่ได้ แต่ norasij จะใช้ได้หมดทุกกรณี ดังนั้น ในกรณีของ Norasi จึงเลือกใช้ชื่อ norasij

จากหลักการทำงานและจากการทดลอง fontaxes ดูจะใช้ได้ในทางปฏิบัติมากกว่า จึงเลือกรองรับ fontaxes เป็นหลัก แต่ก็พยายามรองรับ nfssext-cfr ด้วยตามสมควร

จาก 12 type face ที่ได้จากการทำ small caps มาแล้ว เราก็จะสร้าง font family ใหม่ที่ประกอบด้วย 12 type face นี้ แต่ remap glyph ของตัวเลขไปเป็นแบบ old style เท่ากับว่าเราจะมีทั้งหมด 24 type face แบ่งเป็น 2 family, family ละ 12 type face

เมื่อเขียน make rules เพื่อสร้าง TFM/VF ของ 12 type face ฉบับ old style figures แล้ว เราก็สร้าง LTHnorasij.fd เพื่อประกาศ font family norasij

เพื่อการรองรับ nfssext-cfr เราก็สร้าง LTHnorj.fd ในทำนองเดียวกัน และสร้าง LTHnorx.fd ที่มีเนื้อหาหลักเหมือน LTHnorasi.fd ทุกประการด้วย

ทั้งหมดนี้ก็จะสามารถรองรับใช้ตัวเลขแบบ old style ผ่าน fontaxes และ nfssext-cfr (บางส่วน) ได้แล้ว

สำหรับ use case การใช้ตัวเลข old style ทั้งเอกสาร นั้น เราก็เพิ่ม option norasi-osf และ rmnorasi-osf ใน fonts-tlwg.sty โดยหากเลือกตัวเลือกนี้ก็จะกำหนดฟอนต์ปริยายเป็น norasij แทน norasi เท่านั้นเอง

ทั้งหมดนี้อยู่ใน Git แล้ว มีตัวอย่างเอกสารในไดเรกทอรี latex/examples/ คือ:

• oldnum.tex ใช้ตัวเลขแบบ old style ทั้งเอกสาร และใช้ small caps ในชื่อ section
• digits-axes.tex ใช้ตัวเลขแบบ old style ผสมกับแบบ lining ผ่าน fontaxes พร้อมทั้งสาธิตการใช้ตัวเลขแบบ tabular/proportional ในตาราง
• digits-cfr.tex ใช้ตัวเลขแบบ old style ผสมกับแบบ lining ผ่าน nfssext-cfr ซึ่งการใช้ตัวเลขแบบ tabular old style จะยังไม่ทำงาน

หลังจาก make install แล้ว สามารถใช้คำสั่ง make กับไฟล์ PDF ปลายทางได้เลย เช่น make oldnum.pdf

งานนี้สำเร็จลุล่วงได้ ขอให้เครดิตแก่พี่เลี้ยงที่มาช่วยดูแลพ่อ ทำให้ผมสามารถปลีกเวลามานั่งทำงานได้บ้าง