这种字叫做 Segment display font 。
毕竟是小众领域,没有被大部分人所熟知的中文翻译。这种字由不同数量的笔段组成,比如在下图中,由7个笔段组成的就叫「7段码」。同理,由12个线段组成的就叫12段码。它们通常都是在「段码显示屏」上显示的,所以我们也可以顺势称呼它为「 段码显示屏字体 」,或者简称为「 段码字 」。
接下来带来一些关于段码字的知识内容,本文由微梨(刘育黎、Willie Liu)在2019年写的文章《一起来玩段码字》 [1] 升级而来,一些文字段落从该文章拷贝过来,微梨也参与了本文的修改和校对。
在同一位置显示不同数字
说段码字之前,我先给大家展示一下我的收藏,一台上世纪60年代的佳能计算器 [2] 。这台计算器是十六位的旗舰款,用辉光管技术来显示数字。我这台机器成色好到什么程度呢……就是除了外壳有点黄以外,和新的看起来没什么区别。
不过,它显示的并不是段码字。
和其他计算器一样,我们敲打这台机器上的按钮,就可以看到数字逐个显示出来。是不是感觉理所当然?但是,我们也可以换一种方式来思考。 在屏幕中同一个位置上的数字,实际上是在不断发生变化的。
看到辉光管的内部结构会更加容易理解,所以我搞到了一个已经破损的苏联辉光管,可以看到里面叠放着数字0到9。但这个叠放顺序也是有讲究的,比如我手里这个苏联管从前到后的排列顺序是3894057261。但其实其他产地更常见的顺序是6758439201,这些排列规则可以使前面的阴极尽可能少地遮挡亮起的阴极,让亮起的数字更加容易辨识。 [3] 因为有了深度,所以当一个位置显示不同数字的时候,数字和人眼的距离还有透视关系都会不一样,这让数字有了一种非常明显的层次感。
更有意思的是,我把这些数字拆取出来扫描进行复原,发现2和5其实是完全相同的部件,只不过在组装时旋转了180度而已。有些人说这是为了节约模具成本,这是很直觉的判断,但并不能肯定。仅就我个人经验而言,我更愿意相信这只是在优化生产线流程而已,所谓的节约成本也只是顺势带来的结果。当然,并不是所有厂商的辉光管都会这样处理2和5。
所以……为什么要说辉光管呢?
它和段码字又有什么关系?
它们其实都在解决同一个问题: 让同一位置能够显示不同的数字 。
最常见的「7段码」
说到让一个位置显示不同的数字,辉光管确实是最直觉的解决方案,也就是把所有数字叠在一起,然后该亮起哪个就亮起哪个。
而「段码字」,是另一种更巧妙的解决方案。
最常见的段码字是7段码,也就是 用7个笔段,构成一汉字「日」的造型 。通过不同的笔段组合,可以很清晰地展示出数字0到9。
7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,它至少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,但值得注意的是, 下面这个专利文件展示的是一个8段码设计,而非7段码,所以我们不能说这就是7段码的起源 。我认为,在这个时间之前,与段码字类似的设计就已经存在了,但它们或许以其他的技术形式被使用在了某个领域。
后来常用的7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7段码的显示单元中还会包含一个小数点 。
用7段码的数字来「指代字母」
只能展示数字当然不够了,即便是在只能显示数字的段码显示屏设备上,人们也希望能把字母表达出来。如下图,我们将07734旋转180度,就会看到「hELLO」。当然也可以不那么友好,输入7734206,翻转过来就是「gO 2 hELL」。
不仅能旋转180度,也有旋转90度的玩法。在名侦探柯南TV123 [4] 中就出现过类似的桥段,把传呼机上的数字2003旋转90度,就可以视作英文单词MOON。
这种将计算器或传输机等设备上的段码字进行旋转,当作字母来表达信息的文字游戏,有专属的名字 叫做「BEGHILOSZ」 [5] 。
为什么叫这个名字呢?因为把7段码样式的数字0-9翻转过来当成字母来读的话,只有这几个字母, 能够准确辨读并且不会产生歧义 。
旋转确实是一种有趣的玩法,但人们不会总是倒立或者歪着脑袋看东西。
在那个还不能用手机自由收发文字短信的时代,人们也会用数字来直接代替表达一些造型相近的字母,于是一种独特的密码系统被创造了出来。人们仅通过传呼机上的数字,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) [6] 。
比如用6000843来表示GOOD BYE。或者将一些数字拼在一起来代替字母,比如用177可以表示大写的M,于是就有了I MISS YOU这样的暗语等等。
用7段码显示「非数字内容」
BEGHILOSZ 是在只能显示数字的设备上诞生的字谜游戏,而且7段码能够准确表达的拉丁字母实在有限,所以基于此的 BEGHILOSZ 也仅停留在了文字游戏的程度,完全无法应用于实际。在以像素为基础的显示屏还没有出现的年代,人们渴望着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。
实际上,程序可以让设备随意显示数字以外的东西,比如AbCdEF。常见的情况是,b和d会用小写,因为大写B或D就会与8和0混淆,即便这在一定程度上放弃了美观和易读性。别看只是有了这么几个字母,但这却让早期的科学计算器能够进行十六进制运算了。
但就算是能用7段码表现出来的字母,也并不完美。它们总是会导致视觉上的问题。比如下图的Light,L和i中间的空隙很大,这是不可避免的。而且西文的小写字母是有上升部和下降部的,比如这里面的g和h在7段码里面就只能顶格放置,看起来会非常不协调。
当然也有表现非常出色的单词,比如Error。首字母大写,字偶间距均匀,小写没有上升下降部的问题,十分完美,是我最喜欢的一个例子。
但有些字母是无论如何也没办法用7段码精准显示出来的,比如字母W、M、T等等。
所以人们为这些字母设计了专门的样式(下图内容为W、M、T),不过这种样式只能在特定范围内得到普及,而且需要人们专门学习和记忆。如果是给初次阅读的人观看,恐怕很难做到准确的信息传达。
更多可能性的「9段码」
既然7段码无法展示出W、M、T等字母,那么该如何解决呢?
其实7段码最大的局限就是纵向只有两列。所以只要在7段码的中间再增加一列,也就是加两条竖线,不就行了吗?
这就形成了一个 9段码 ,下图就是9段码展示这些字母的样式,看起来还是很不错的。
但是在中间增加竖线也并非万能的,比如下图中的例子,下半部分用直线显示就很勉强,不是所有人都能联想到这是一个字母R。
所以我们也会看到一些针对性的设计,比如下图是Seiko一款桌面时钟的段码字设计。可以看到所有星期都由两个字母的英文简写组成。其中左半部分段码字,在7段码之上增加了两条竖线(在这个例子中,设计师为了艺术效果将中间的横线设计成了2块,实际上形成了一个10段码)。但第二位却只在下半部分增加了一条斜线。这条斜线非常巧妙,让字母R能够更好地显示出来(见第二排第二个例子的字母R)。而且这个对角线不会影响到其他星期英文缩写第二位字母的表现,是一个非常经典的定制设计。
更有意义的是,在7段码里面只能用相同样式来显示的数字和字母,原本非常容易混淆。它们都可以通过增加笔段来进行区分。比如可以在0的内部增加斜线,与O进行区分。再或者是5和S,2和Z,1和L等等。
趋于终极的方案「16段码」
9段码已经很好用了,但如果想要在一个位置上显示出更多不同的字母,就要用到更多的笔段。这是一套米字16段码的字母表,可以说足以满足大小写拉丁字母的显示了。
米字格形态的16段码还具备更加广阔的可能性,比如在这份 2012 年的论文中,作者就为印度诸文中的数字设计了16段码显示方案。
微梨在之前的文章《一起来玩段码字》里面就尝试过用米字16段码来显示汉字。像是甲乙丙丁,这种有限范围内的汉字计序。我觉得这非常有趣,所以用电梯显示屏把它实际制作了出来。
微梨其实还做了更多汉字显示的例子,感兴趣的话可以从参考链接入口前往原文进行观看。
虽然米字码看起来好像是日字7段码的升级版,但千万 不要这样草率地向别人诉说 。因为这样的设计方案同样可以追溯到二十世纪初,和7段码的年代差不多,甚至下图这个专利文件(同为米字结构,但并非16段码),比前文的那个看起来更简约的8段码专利的时间还要早一些。
有上升下降部的「22段码」
我在刚才的米字16段码字母表里面,圈出了一些上升下降部有问题的小写字母,说起来你可能不信,还真就有人创造出一款22段码显示屏解决了这个问题。
创造者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。其实,段码字复杂到这种程度,意义已经不是很大了。不过这个显示设备在电商网站上还是能买到的,喜欢的朋友可以买来尽情把玩一下,搞点小发明什么的。
段码字的艺术设计
开头我们说过,常见的7段码会有倾斜的样式,这让它看起来拥有了一种不同的气质。但人们对于段码字的艺术追求怎可能止步于简单的倾斜呢?
比如我这台1969年的夏普QT-8D [7] 计算器,为了显示出 手写体风格的段码数字 ,进行了非常有创意的造型和排布设计,是我最喜欢的一款段码字。
值得一提的是,在这种手写风格段码字里面,数字0是半高的,这甚至影响到了后来一段时期的荧光管计算器。比如我这台1973年的卡西欧计算器,即便7段码能显示全高的0,它仍然选择只显示半高,这种半高的0成为了那个时期的复古特征。
段码字在手表这种具有时尚、装饰属性的设备上,可以找到更多的艺术设计作品,我正好有一些相关收集,展示给大家看。
在这几十年间,你可以看到各种造型别致的段码字设计,它们透露着视觉设计师的丰富想象力。物理结构给了设计师一个命题,而设计师们努力地打破同质化,寻求突破,从未停止。
参考
- ^ 一起来玩段码字 https://zhuanlan.zhihu.com/p/94972448
- ^ Canon Canola L163 https://www.oldcalculatormuseum.com/canonl163.html
- ^ 辉光管数字的排列顺序 https://en.wikipedia.org/wiki/Nixie_tube
- ^ 名探偵コナン TV123 https://www.bilibili.com/bangumi/play/ep321937
- ^ BEGHILOSZ https://en.wikipedia.org/wiki/Calculator_spelling
- ^ beno's pager code dictionary https://www.ocf.berkeley.edu/~beno/nfpager.html
- ^ Sharp QT-8D https://en.wikipedia.org/wiki/Sharp_QT-8D