Renderizado de subpíxeles

Steve Gibson afirmó que el Apple II , presentado en 1977, admite una forma temprana de renderizado de subpíxeles en su modo gráfico de alta resolución (280×192). ^{[ 6 ]} La patente de Wozniak solo usaba 2 "subpíxeles". ^{[ 7 ]} Los bytes que componen el búfer de pantalla de alta resolución del Apple II contienen siete bits visibles (cada uno correspondiente directamente a un píxel) y un bit de bandera utilizado para seleccionar entre conjuntos de colores púrpura/verde o azul/naranja. Cada píxel, dado que está representado por un solo bit, está encendido o apagado; no hay bits dentro del píxel mismo para especificar el color o el brillo. El color se crea en cambio como un artefacto del esquema de codificación de color NTSC , determinado por la posición horizontal: los píxeles con coordenadas horizontales pares son siempre púrpuras (o azules, si el bit de bandera está activado), y los píxeles impares son siempre verdes (o naranjas). Dos píxeles encendidos uno al lado del otro son siempre blancos, independientemente de si el par es par/impar o impar/par, e independientemente del valor del bit de bandera. Se trata de una aproximación, pero es lo que la mayoría de los programadores de la época tenían en mente al trabajar con el modo de alta resolución de Apple.

El ejemplo de Gibson afirma que, dado que dos bits adyacentes forman un bloque blanco, en realidad hay dos bits por píxel: uno que activa la mitad izquierda púrpura del píxel y otro que activa su mitad derecha verde. Si el programador activa la mitad derecha verde de un píxel y la mitad izquierda púrpura del siguiente, el resultado es un bloque blanco a medio píxel a la derecha, lo que constituye un caso de renderizado de subpíxeles. Sin embargo, no está claro si algún programador del Apple II consideró los pares de bits como píxeles, sino que denominó a cada bit un píxel.

El bit de bandera en cada byte afecta el color desplazando los píxeles medio píxel hacia la derecha. Este desplazamiento de medio píxel fue aprovechado por algunos programas de gráficos, como HRCG (High-Resolution Character Generator), una utilidad de Apple que mostraba texto usando el modo de gráficos de alta resolución, para suavizar las diagonales.

Microsoft anunció su tecnología de renderizado de subpíxeles, llamada ClearType , en COMDEX en 1998. ^{[ 8 ]} Microsoft publicó un documento en mayo de 2000, Filtrado desplazado para pantallas con patrones, que describía el filtrado detrás de ClearType. ^{[ 9 ]} Luego se puso a disposición en Windows XP . Sin embargo, no se activó por defecto hasta Windows Vista , mientras que los fabricantes de equipos originales de Windows XP podían cambiar, y de hecho cambiaron, la configuración predeterminada. ^{[ 10 ]}

FreeType , la biblioteca utilizada por la mayoría del software actual en el Sistema X Window , contiene dos implementaciones de código abierto . La implementación original utiliza los filtros de suavizado de bordes ClearType e incluye la siguiente advertencia: "El algoritmo de filtrado de color de la tecnología ClearType de Microsoft para la representación de subpíxeles está protegido por patentes; por esta razón, el código correspondiente en FreeType está deshabilitado de forma predeterminada. Cabe señalar que la representación de subpíxeles en sí misma es una técnica anterior; por lo tanto, el uso de un filtro de color diferente elude fácilmente las reivindicaciones de patente de Microsoft." ^{[ 3 ] [ 2 ]}

FreeType ofrece una variedad de filtros de color. Desde la versión 2.6.2, el filtro predeterminado es light , un filtro que es a la vez normalizado (la suma de los valores es 1) y equilibrado en color (elimina los bordes de color a costa de la resolución). ^{[ 11 ]}

Desde la versión 2.8.1, existe una segunda implementación, llamada Harmony , que "ofrece una salida de alta calidad optimizada para LCD sin recurrir a las técnicas de ClearType de triplicación de resolución y filtrado". Este es el método habilitado por defecto. Al usar este método, "cada canal de color se genera por separado después de desplazar el contorno del glifo, aprovechando el hecho de que las cuadrículas de color en los paneles LCD se desplazan un tercio de píxel. Esta salida es indistinguible de ClearType con un filtro ligero de 3 toques". ^{[ 12 ]} Dado que el método Harmony no requiere filtrado adicional, no está cubierto por las patentes de ClearType.

Adobe creó su propio motor de renderizado de subpíxeles llamado CoolType , lo que les permitió mostrar documentos de la misma manera en varios sistemas operativos: Windows, macOS, Linux, etc. Cuando se lanzó alrededor del año 2001, CoolType admitía una gama más amplia de fuentes que ClearType de Microsoft, que en ese momento estaba limitado a fuentes TrueType . En cambio, CoolType de Adobe también admitía fuentes PostScript (y sus equivalentes OpenType ). ^{[ 13 ]}

Mac OS X (más tarde OS X, ahora macOS) también utilizaba renderizado de subpíxeles, como parte de Quartz 2D . Sin embargo, se eliminó tras la introducción de las pantallas Retina . A diferencia de la implementación de Microsoft, que favorece un ajuste preciso a la cuadrícula ( inspiración de fuente ) para maximizar la legibilidad , la implementación de Apple prioriza la forma de los glifos según lo establecido por su diseñador. ^{[ 14 ]}