[科普中国]-汉字激光照排系统

汉字激光照排系统是上世纪80年代开始推广应用的新技术。其特点是高倍率汉字信息压缩技术、高速度还原技术和不失真的文字变倍技术。

汉字激光照排系统是由王选主持的一项伟大发明，是我国自主创新的典型代表。它的产业化和应用，废除了我国沿用数百年的铅字印刷。激光照排系统的研制过程经历了种种困难，包括国内和国外、技术和社会多方面的因素。王选凭着非凡的毅力和对创新的执著，带领研发团队，克服重重困难，使中文印刷业告别了"铅与火"，大步跨进"光与电"的时代。12

汉字激光照排系统的产生与发展激光照排，就是把每一个汉字编成特定的编码，存储到计算机，输出时用激光束直接扫描成字。汉字激光照排系统，实际上是电子排版系统的大众化简称，它源起北京大学图印自动化的总体方案。1975年初，当时北京大学数力系计算专业的教研组长徐庆和牵头制定全校有关图书馆和印刷自动化(含激光照排)的总体方案，王选教授等主持“华光”激光照排系统的研制工作。通过对图印自动化在国内外发展的历史、现状、及发展方向的考察和研究，了解和掌握了大量的关于图印自动化国内外前沿进展情况，包括国外激光在图印自动化中的科研和应用。总体方案的制定工作由此正式启动。目标是填补国内三个空白:即汉字高质量的输入和输出，汉字全自动排版以及汉字情报检索和图书馆自动化。

汉字字形是由以数字信息构成的点阵形式表示的，一个一号字要由八万多个点组成，因此全部汉字字模的数字化存贮量非常大。怎样利用电子排版系统排出或印出精美的书刊、报纸呢?王选教授带领研制人员攻坚破难，在条件艰苦，经费紧张的环境下，研制出了一种字形信息压缩和快速复原技术，即“轮廓加参数描述汉字字形的信息压缩技术”，就是将横、竖、折等规则笔划用一系列参数精确表示，曲线形式的不规则笔划用轮廓表示，并实现了失真程度最小的字形变倍和变形。使存贮量减少到五百万分之一，速度大大加快。这一构思新颖的高分辨率字形、图形发生器和高倍率汉字信息压缩技术、高速度还原技术和不失真的文字变倍技术，正是汉字激光照排技术的核心，这项突破，打开了计算机处理汉字信息的大门。与此同时，在世界上首次提出并实现用附加信息控制字形变大变小时敏感部分的质量。解决了汉字激光照排的关键难题。西方国家用了40年时间才从第一代照排机发展到第四代激光照排系统，而王选发明的汉字激光照排系统，却使我国印刷业从落后的铅字排版一步跨进了世界最先进的技术领域，发展历程缩短了近半个世纪，使印刷行业的效率提高了几十倍，使图书、报刊的排版印刷告别了“铅”与“火”，进入了“光”与“电”的时代。2

研制启动汉字字形是由以数字信息构成的点阵形式表示的，汉字字体、字数比西方字母多，如一个一号字要由八万多个点组成。因此全部汉字字模的数字化存贮量高得惊人。研制人员发明了一种字形信息压缩和快速复原技术，使存贮量减少到五百万分之一，速度大大加快。这一构思新颖的高分辨率字形、图形发生器和高速字形复原方法，解决了汉字激光照排的关键难题。

“华光”激光照排系统的研制工作始于1974年8月。1975年5月北京大学汉字信息处理研究室，由王选教授等主持工作，综合运用精深的数学、计算机等多学科知识，历经15个寒暑，研制开发成功“华光激光照排系统”，为世界上最浩繁的文字──汉字告别铅字印刷开辟了通畅大道。对实现中国新闻出版印刷领域的现代化具有重大意义。它引起当代世界印刷界的惊叹，被誉为中国印刷技术的再次革命。3

特点功用汉字激光照排系统由输入设备、电子计算机信息处理和激光扫描记录三个部分组成。输入部分可以用纸带或软磁盘等，也可接受由通信系统的输入。信息处理部分由操作控制台、电子计算机和硬磁盘驱动器组成，按照输入代码和操作控制指令，完成控制、编排、拼排和曝光四个主要程序，并对整机起着控制、指挥、调度和监视的作用。激光扫描记录部分由激光平面线扫描主机记录经计算机处理后输出的点阵字形信息。其优点是激光束直线性好，解像力可达每厘米400线以上，字符清晰度高；排出的字符不是单个而是整版。汉字激光照排以效率高、周期短、版面灵活、字库齐全等优势逐渐取代了陈旧落后的铅排技术，成为出版印刷行业技术中的主力军。自1987年开始，华光激光排版系统走向市场，并迅速推广应用。到1993年，欧美和日本来华研制和销售照排系统的著名厂商全部退出中国市场，国内99%的报社和90%以上的黑白书刊采用了以王选技术为核心的国产激光照排系统。

汉字激光照排系统的推广应用，不但消除了铅毒污染，降低了能耗，而且出版周期由300天至500天缩短到100天左右，出版品种大大增加。不仅图书、报刊的信息量加大，新闻时效性增强，而且印刷质量也大大提高。这种数字化的转变，脱胎换骨的印刷革命，让汉字文明、印刷技术跟上了世界信息化、网络化的步伐。2

日臻完善1979年7月27日，在北大汉宇信息处理技术研究室的计算机房里，科研人员用自己研制的照排系统，在短短几分钟内，一次成版地输出了一张由各种大小字体组成、版面布局复杂的八开报纸样纸，报头是“汉字信息处理”六个大字。这就是首次用激光照排机输出的中文报纸版面。

就是这六个大字后来彻底改变了中文排版印刷系统，有人将其称之为“中国印刷界的革命”。1981年7月，我国第一台计算机激光汉字照排系统原理性样机华光I型通过国家计算机工业总局和教育部联合举行的部级鉴定，鉴定结论是“与国外照排机相比，在汉字信息压缩技术方面领先，激光输出精度和软件某些功能达到国际先进水平”

随着研究工作的不断深入，“华光”激光照排系统日臻完善， 1988年推出的华光系统，既有整批处理排版规范美观的优点，又有方便易学的长处，是国内唯一的具有国产化软、硬件的印刷设备，也是当今世界汉字印刷激光照排的领衔设备，在国内和世界上汉字印刷领域有着不可替代的地位。

这之后，华光Ⅲ型机、Ⅳ型机、方正91型机相继推出。1987年，《经济日报》成为我国第一家试用华光Ⅲ型机的报纸，1988年，经济日报社印刷厂卖掉了全部铅字，成为世界上第一家彻底废除了中文铅字的印刷厂。1990年全国省级以上的报纸和部分书刊已基本采用这一照排系统。

到1993年，这套国产照排系统迅速占领了国内报业99%和书刊，黑白出版业90%的市场，以及80%的海外华文报业市场，并打入日本和韩国。20世纪末，全国的报纸和出版社全部实现激光照排，中国的铅字印刷将成为历史文物。32

引领潮流应用激光照排系统后，报社的出版效益和报纸印刷质量大大提高，但仍然不能异地同步出版。1989年全国只有三、四家中央级大报在外地设有代印点印刷，传版手段主要是靠航空和传真。可航空传版效率低下，传真传版信息失真严重。怎样使外地读者看上当天的报纸呢？王选想到了北大自行研究制定的页面描述语言，他决策跨过报纸传真机，开发用页面描述语言传送报纸版面的创新技术。经过几番努力，在1991年8月29日，北京大学与人民日报社合作，在北京和湖北日报社之间首次成功地进行了报纸卫星实地远传试验。到1992年底，人民日报社已通过卫星向全国22个城市传送版面。从此，全国大多数地区都在同一天看上了《人民日报》。当时，规模如此大的、基于页面描述语言的远程传版在中国报业中属第一家，在西文报业中也很少见。这一新技术物美价廉，很快在国内推广开来。到1994年，有大约100家报纸实现了远程传版。当前，我国绝大多数报纸都采用这种方式将报纸版面远传到外地，极大地提高了质量和效率，取得了重大经济效益。
进入80年代，王选认为，随着激光输出设备和彩色扫描输入设备精度的提高，电子分色机迟早会被开放式的桌面彩色出版系统所取代。同时，多年来形成的超前意识使王选相信自己的判断，他又要把握住历史的机遇。于是，在老师的充分信任下，肖建国等学生的创造欲望再次被激活，很快开始了挂网、校色等关键技术的开发工作。

1991年8月，彩色出版系统有了一定的新成果和应用前景。经过调研，大家决定选择《澳门日报》为样板用户。1992年1月21日，这一天是值得方正纪念的日子，北大方正彩色出版系统在《澳门日报》投入生产性使用。同年5月，《大公报》成为香港第一家购买这一系统的报纸，紧接着，《明报》等报纸也纷纷采用。《科技日报》也于1992年6月1日成为大陆首家采用方正彩色出版系统的报社。1994年北大计算机所又研制成高档彩色桌面出版系统，质量可与电子分色机媲美，从而进入了画刊、彩色杂志领域。不久，一场告别电子分色机的技术革新在全国掀起，中国印刷业又一次实现了彩色出版的技术跨越。

20世纪90年代，世界计算机技术开始了突飞猛进的发展，神奇的触角延伸到世界每个角落。因此，激光照排系统的关键技术，也必须顺应这一潮流。1992年，北大计算机所适时推出维思1.0，成为世界上最早的基于Windows的中文专业排版软件，也是国内Windows上的第一个大型应用软件。几年后，北大计算机所陆续推出了维思2.0和3.0版，功能大大增强，成为进军海外的一只拳头。此外，1990年，王选还做了一个更重要的决定，给了年轻人超越自己的机会——改写王选的前五代RIP方案，开发支持国际上流行的PostScript页面描述语言、采取软件RIP加高度并行的协处理芯片的崭新技术。
1993年秋天，基于调频挂网技术的高档彩色出版系统问世。当时正值香港最大的报业集团《明报》采用招标方式采购先进出版系统的时机，方正电子出版系统经过艰苦拼搏，终于技压群芳，赢得了《明报》的大单。从此，海外市场的大门应声敞开了，作为当时唯一具备“支持PostScript2、基于Windows排版、后端挂网”技术的中文电子出版系统，方正出版系统征战南北，所向披靡，最终拿下港澳、东南亚和北美地区80%的华文报业市场。
通过科研人员的大量开发工作，1999年方正直接制版系统研制成功，在《羊城晚报》正式投入生产性使用。这不仅提高了印刷质量，而且可以大大提高生产率，降低成本，随着直接制版所用版材价格的逐渐下降，直接制版机代替激光照排机的潮流必将在中国迅速推广，方正再一次引领了这一潮流。
汉字激光照排技术奠定了方正集团的发展基础，也让“创新”这一基因深深植入了方正文化之中。
1992年1月21日，北大方正彩色出版系统在《澳门日报》投入生产性使用。
2002年2月1日，王选教授荣获2001年度国家最高科学技术奖。1

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学