改革開放30年「科技改變中國」系列報告之十六

2020-12-15 中華人民共和國科學技術部

出版印刷:漢字在資訊時代浴火重生

  湯幟的手機每天都能收到幾十份手機報,與別人不同的是,他看的不是常見的彩信報,而是通過GPRS接收的帶版式的手機報。而這每一份報紙都是利用「方正數字手機報」技術製作的。

  作為方正Apabi公司的首席技術官,湯幟閱讀手機報更多的是為了檢驗自己開發的技術是否還有什麼缺陷。

  「我是1987年從北大無線電系畢業的,那時還不知道雷射照排是什麼,也沒有想到今後會幹這行。那時的計算機裡基本上都是西文,漢化的作業系統還在起步階段,更不要說輸出列印了。我們畢業時的論文都是手寫的。」湯幟告訴記者。

  的確,我們今天能夠在計算機屏幕上、電視上、手機上讀漢字、寫漢字、印刷漢字,全拜漢字信息處理技術的發展,以及以王選為代表的中國研發人員的自主創新。當全球的印刷出版業在信息化時代正經歷著脫胎換骨的革命之時,漢字的信息化處理和印刷技術革命早在30年前就已經開始了。

  「被打字機拋棄的文明」

  20世紀80年代,外國科學家斷言,如果中國不放棄方塊文字,將無法進入資訊時代。

  1984年的《參考消息》有這樣的記載:「法新社洛杉磯8月5日電新華社派了22名記者,4名攝影記者和4名技術人員在奧運會採訪和工作。在全世界報導奧運會的7000名記者中,只有中國人用手寫他們的報導……」

  在20世紀上半葉,英文打字機的普及極大地提高了文字資料的錄入速度。但由於漢字的複雜性,中文打字機遲遲未能設計出來。之後,雖然設計出中文打字機,但要配備數千個鉛字組成的大字盤,昂貴的機器成本和複雜的使用技術令其難以普及。對此,國家領導人也深感無奈,甚至發出中文「要走世界共同的拼音文字道路」的慨嘆。這些限於歷史條件的言論,在中文信息處理技術發展中常常被提及。

  中科院計算技術研究所軟體實驗室的張華平研究員指出,漢語主要特點為完全使用由象形文字演化而來的方塊漢字,且字數多、字體多、相似字多、筆劃多,而且結構複雜,用計算機進行處理困難很大。漢字成了「被打字機拋棄的文明」。

  於是,「漢字拉丁化」的呼聲甚囂塵上。難道我們五千年的文明傳承,就這樣斷送在資訊時代?難道流傳千年的漢字,真的會被電腦拒之門外?誰能讓電腦屏幕顯示中國漢字,又有誰能把漢字帶進現代化?

  感謝王選

  「只要你讀過書、看過報,你就要感謝他,就像你每天用到電燈要感謝愛迪生一樣」「您的名字,已經被『印刷』進人民的心裡」……

  2006年2月13日,王選因病逝世。社會各界紛紛以不同方式表示哀悼並給予高度評價。一些網友如此形象地表達對王選的敬意。

  王選逝世後,北大在百年講堂布置了靈堂。來到靈堂悼念他的許多人都是生前不認識的,但這些人都得益於他的一項偉大發明———漢字雷射照排技術。這項發明,結束了中國人使用了近千年的活字印刷術。

  公元11世紀,畢昇發明了活字印刷術。這些單獨燒制的陶字,可以被重複利用,在當時,這種印刷術大大地領先於西方各國。活字印刷一直被中國人使用到1980年前後。

  上個世紀70年代,全球進入到信息爆炸時代,各種平面出版物的數量激增,這時的活字印刷術已經無法跟上出版的需要。

  為了解決這個問題,西方國家用了40年時間,才從第一代照排機發展到第四代雷射照排系統,而王選發明的漢字雷射照排系統,卻使我國從落後的鉛字排版一步跨進了世界最先進的技術領域,使得我國印刷業的發展歷程縮短了將近半個世紀。

  漢字雷射照排技術始自1975年。王選生前的秘書叢中笑回憶道:「那時,他還只是北京大學一個默默無聞的『小助教』,並且已經在家重病休養了十多年。」雷射照排就是把每一個漢字,編成特定的編碼,存儲到計算機,輸出時用雷射束直接掃描成字。

  叢中笑告訴記者,在王選之前的計算機存儲漢字思路一直是用點陣的方式。但漢字筆畫多而繁雜,每個字又有十多種不同的字體和字號,用點陣方式既佔據計算機極大存儲量,又不利於字的放大及縮小,因而不可能表示很多字體。王選最重要的發明是「輪廓加參數描述漢字字形的信息壓縮技術」,就是將橫、豎、折等規則筆劃用一系列參數精確表示,曲線形式的不規則筆劃用輪廓表示,使漢字信息壓縮倍數達到500∶1,並實現了失真程度最小的字形變倍和變形。這一技術解決了雷射照排最核心的問題———巨量漢字字形信息存貯和輸出,並在世界上首次提出並實現用附加信息控制字形變大變小時敏感部分的質量。

  直到10年以後,西方才開始採用類似的輪廓加提示信息技術。

  此外,王選還設計了適合硬體實現的、失真最小的高速還原漢字點陣算法,以及加速復原的超大規模專用晶片,使復原速度達到710字/秒。克服一系列技術難關後,製成了用於解釋排版結果、形成版面點陣、控制輸出設備的漢字雷射照排控制器(現稱柵格圖像處理器RIP)。上述技術獲得了1項歐洲專利和8項中國專利,並獲首屆中國發明專利金獎。

  然而,當時在很多人看來,搞數學出身的王選提出的這套方案,是「數學暢想曲」、騙人的「數學遊戲」。但王選堅信自己的方案是未來的發展方向,可以讓中國在這個領域得到跨越式發展。

  1985年,雷射照排系統開始在新華社投入使用,出版《每日新聞稿》和《前進報》。

  1987年,經濟日報社作為全國第一家報社,頂著壓力、冒著風險,開始採用王選的雷射照排系統出版日報。

  據經濟日報社印刷廠原廠長夏天俊回憶:這套系統開始時每天都會出錯,比如說把「中央電視臺」排成了「中央電視合」,報社幾乎每天都會刊登致歉信。最後王選立了軍令狀,20天解決問題。

  靠著這最後的堅持,經濟日報淘汰了鉛版印刷,出版了世界上第一張採用計算機屏幕組版、整版輸出的中文報紙。從此中國的印刷業告別了鉛與火,走進了光與電的時代。

  自主創新的裡程碑

  王選用極富想像力的思路和巧妙的方式,不僅讓漢字在資訊時代浴火重生,漢字雷射照排系統也鑄造了北大方正集團的輝煌,打破了西方對漢字處理及印刷技術設備的壟斷。之後的不斷創新,使我國的出版印刷技術實現跨越式發展,最終形成一個前途光明的新興產業。

  從遠程傳版技術、彩色桌面出版系統到新聞採編流程管理系統以及直接製版系統,王選不斷讓方正誕生新的技術成果,並在全面佔領中國市場之餘開始向海外進軍。上世紀90年代以來,《澳門日報》、香港《明報》、臺灣《聯合報》等港澳臺各大報社及東南亞和北美的華文報紙紛紛開始採用王選的中文電子出版系統。目前,國產電子出版系統佔據了全國99%%的報業和90%%的黑白書刊市場,以及90%%的海外華文報業市場。

  在此基礎上,王選主持策劃研發的方正新型日文出版系統於1997年打入日本市場,這是中國企業第一次較大規模地出口和銷售擁有自主智慧財產權和產品品牌的高科技應用軟體。目前,日本已有300多家報社使用該系統。1999年以來,西文出版系統和柵格圖像處理器也先後進入歐美市場。

  漢字雷射照排系統的推廣應用,不但消除了鉛毒汙染,降低了能耗,更重要的是大大提高了印刷生產能力,出版周期由300天縮短到100天左右,出版品種大大增加。據統計,1980年全國各類印刷廠僅1萬多家,2007年全國有各類印刷打字企業18萬多家,工業總產值超過4000億元。從1978年到2008年,我國圖書品種由12886種增長到248283種,增加了近20倍,報紙也由1977年的200種、123.7億份增長到2007年的1938種、438億多份,而且報刊的信息量加大,新聞時效性增強。這種數位化的轉變,使得我國新聞出版印刷業脫胎換骨,讓漢字文明匯入了世界信息化、網絡化的潮流。

  世紀之交,中國工程院、中國科協以及有關部委聯合進行了一個「20世紀我國重大工程技術成就」評選,「漢字信息處理與印刷技術革命」高票入選,位列「兩彈一星」之後,排在第二位,成為我國工程技術自主創新的一座新裡程碑。

  作為王選親自帶出來的研究生,湯幟目前已經成為了出版印刷技術領域的領軍人物。他告訴記者,前幾年人們談到數字出版時,通常只談數位化形式的出版物,但隨著數字出版的發展,數字出版的範圍已經延伸到出版過程的數位化。數字出版物包括電子書、電子期刊、數字報紙等等,更進一步發展為以條目數存儲發布的電子圖書、以一張張圖片為單元存儲發布的藝術作品等數字出版形式。湯幟描述的出版印刷業未來發展趨勢:從出版全流程數位化、跨媒體出版,到網絡電子書和音像製品的數字版權保護、電子閱讀器……讓喜愛閱讀的人和信息獲取者有了更大的選擇空間。

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