介绍

现代 $\TeX$ 引擎(包括 $\XeTeX$、$\LuaTeX$ 和 $\ApTeX$)已经全面支持使用 OpenType 字体,因而可以很方便地实现类似 Microsoft Word、Adobe InDesign 等软件的效果。

OpenType 字体格式由微软和 Adobe 联合开发,它有以下特点:

  • 字体编码基于 Unicode
  • 描述字体轮廓时,既可以用三次 Bézier 曲线(PostScript 轮廓),也可以用二次 Bézier 曲线(TrueType 轮廓)
  • 支持合字(也叫连字,ligature)、小型大写字母(small caps)、多种数字样式、上下标、上下文替换等高级字体排印功能,并可用于复杂语言排版
  • 在 Windows、macOS、Linux 等多种平台下均可使用

OpenType 字体的文件扩展名可为 .otf.ttf.ttc,它们的区别如下:

  • .otf:单个字体,使用 PostScript 轮廓
  • .ttf:单个字体,使用 TrueType 轮廓
  • .ttc:字体集合(TrueType/OpenType Collection),在单个文件中打包多个字体,允许使用 TrueType 或 PostScript 轮廓

$\LaTeX$ 中使用 OpenType 字体,主要依靠下列宏包:

  • fontspec:通用字体选取
  • CTeX:$\LaTeX$ 中文排版框架,依据引擎的不同,底层分别利用 xeCJK 宏包($\XeTeX$)和 luatexja 宏包($\LuaTeX$)来处理
  • unicode-math:实验性的 Unicode 数学排版功能

考虑到 $\ApTeX$ 仍处于开发状态,尚未提供良好的用户接口,因此下文仅适用于 $\XeTeX$ 和 $\LuaTeX$ 引擎

字体背景知识

大体上说,西文字体可以分为衬线体(serif font)和无衬线体(sans-serif font)两大类。

衬线体

所谓「衬线」,是指笔画末端的一种装饰细节,一般认为起源于古罗马的石刻拉丁字母。衬线据说有引导视线的作用,因而往往被用作书籍、文章等的正文字体。根据产生年代以及风格样式,又可以细分为几类1

  Garamond Times New Roman Century Schoolbook Palatino
名称 Adobe Garamond Times New Roman Century Schoolbook Palatino
分类 Old-style (Garalde) Transitional Didone (Modern) Old-style

无衬线体

顾名思义,无衬线体就是指没有衬线的字体,它在近现代才得到广泛的发展与运用。早些年,屏幕分辨率远达不到印刷质量,衬线等细节很难反映出来,因此无衬线体在屏幕、网页显示上大行其道。

  Futura Helvetica Frutiger Optima
名称 Futura Helvetica Frutiger Optima
分类 Geometric Neo-grotesque Humanist Humanist

等宽字体

等宽字体与比例字体相对,其中的所有字母、符号均有相同的宽度。严格来说,等宽字体并不能单独作为一个分类,但由于其用法比较特殊(现代主要用于计算机程序的排版),这里还是把它单独列出来。

  Fixedsys OCR-A Courier New Monaco
名称 Fixedsys OCR-A Courier New Monaco

变体

直立、正体的字型通常被称为罗马体(Roman type)。除此之外,一套完整的字体往往还具有若干其他字型2

  • 意大利体(italic type):字形稍向右倾,笔画带有手写体的风格。它不是罗马体的简单倾斜
  • 斜体(oblique/slant type):大部分是原字形的简单倾斜,少数设计精良的字体(如 Univers、Helvetica 等)也会再额外进行视觉修正
  • 字重(weight):表示字体的粗细,除了常规体(regular),还有粗体(bold)、细体(light),以及半粗、半细、超粗、超细、特粗、特细等。现代字体也流行以数字区分不同字重,典型例子如 Univers
  • 小型大写(small caps):顾名思义,形状是大写字母,但尺寸略小(一般接近小写字母)。西文中,全大写字母组成的单词(如 WHO)常用小型大写的形式

中文字体

中文字体原则上应该与西文字体平行列出。但出于历史原因,现代可用的中文字体数量远小于西文字体,也更少有细致的分类方案。

正文中常用的中文字体主要有宋、黑、楷、仿四种。括号中给出的是对应的日文名称。

  • 宋体(明朝体):实际上诞生于明朝,因而也叫明体。特点是笔画硬朗、横细竖粗,笔画末端带有类似「衬线」的装饰三角形。宋体习惯用于正文排版,适合与衬线的西文字体搭配
  • 黑体(ゴシック体):笔画粗细变化较小,横竖对比也较小,常与无衬线西文字体搭配
  • 楷体(楷書体):来源于传统书法,字形端庄,对应与西文字体中的手写体
  • 仿宋(宋朝体):源自于宋朝的刻书字体,但实际成形于民国初年。特点是兼有宋体的结构与楷体的笔画,较为清秀挺拔
  Source Han Serif Source Han Sans
名称 思源宋体
(Source Han Serif)
思源黑体
(Source Han Sans)

基础篇(I)

接下来的部分我们来介绍在 $\LaTeX$ 中使用 OpenType 字体的方法。首先需要在导言区调用 fontspec 宏包:

% 导言区
\usepackage{fontspec}

它提供了以下命令:

\setmainfont{<字体名>}[<选项>]
\setsansfont{<字体名>}[<选项>]
\setmonofont{<字体名>}[<选项>]

这三个命令分别用来选择正文字体(一般为衬线字体)、无衬线字体以及等宽字体。这里的参数 <字体名>,允许使用字体的字族名、全名、PostScript 名称,也可以使用文件名。可选参数 <选项> 将在之后介绍。

在进行配置之后,与 $\LaTeX$ 传统字体调用机制类似,无衬线字体以及等宽字体可以分别用命令 \textsf\texttt(或 \sffamily\ttfamily)来指定。

一个简短但完整的示例如下:

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec}
\setmainfont{TeX Gyre Termes}
\setsansfont{TeX Gyre Heros}
\setmonofont{TeX Gyre Cursor}

\begin{document}
% 来源:https://github.com/wspr/fontspec/blob/master/README.md
The \textsf{fontspec} package provides an \emph{automatic} and \emph{unified} interface for loading
fonts in \LaTeX. This package also provides access to the large number of font features available
with \textsc{OpenType} (and other) fonts. See the documentation \texttt{fontspec.pdf} for full
information.
\end{document}

fontspec-basic

这里选用的三个字体分别是 Times New Roman、Helvetica 和 Courier New 的开源复刻版本。注意这里我们还用 \textit\textsc 命令使用了意大利体和小型大写字母,它们是由 fontspec 自动选取的。

此外,有时候需要额外声明新的字体,可用以下命令:

\newfontfamily<字体切换命令>{<字体名>}[<选项>]
\setfontfamily<字体切换命令>{<字体名>}[<选项>]
\renewfontfamily<字体切换命令>{<字体名>}[<选项>]

这里的参数 <字体切换命令> 是一个宏,声明之后,可以与 \rmfamily 一样使用。其他参数与 \setmainfont 等类似。new 表示一旦 <字体切换命令> 被定义,则报错;renew 表示如果 <字体切换命令> 存在则覆盖,否则报错;而 set 则表示任何情况下均不报错,并覆盖原命令。

fontspec 宏包还允许临时性地(ad hoc)声明新字体,并立即予以切换:

\fontspec{<字体名>}[<选项>]

下面仍然通过一个例子来说明:

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec}
\setmainfont{TeX Gyre Pagella}
\newfontfamily\adventor{TeX Gyre Adventor}

\begin{document}
% 来源:https://en.wikipedia.org/wiki/LaTeX
\LaTeX{} is a document preparation system.

{\adventor When writing, the writer uses plain text as opposed to the formatted text found in
  \textit{WYSIWYG} (``what you see is what you get'') word processors like \textbf{Microsoft Word},
  \textbf{LibreOffice Writer} and \textbf{Apple Pages}.}

{\fontspec{TeX Gyre Heros}The writer uses markup tagging conventions to define the general structure
  of a document, to stylise text throughout a document, and to add citations and cross-references.}
\end{document}

fontspec-ad-hoc

粗体和意大利体在这里也被正确调用了;但值得注意的是,示例中的前后引号 ``'' 并没有正确地转换为 ,其原因在于 \newfontfamily 等命令默认没有开启合字功能。

此外,出于「内容与格式分离」的考虑,\fontspec 命令最好应该封装在其他命令或格式定义中,而并非像本示例一样直接在正文中使用。

基础篇(II)——中西文混排

$\LaTeX$ 中的中文排版,推荐采用 CTeX 宏集作为统一框架3CTeX 宏集由 ctexart 等文档类和 ctex 等宏包组成,支持 $\LaTeX$、$\pdfTeX$、$\XeTeX$、$\LuaTeX$、$\upTeX$ 和 $\ApTeX$ 等多种引擎,并提供了统一的界面。在 $\XeTeX$ 或 $\LuaTeX$ 引擎下使用时,CTeX 宏集底层将依赖 fontspec 宏包。

默认情况下,CTeX 宏集会根据系统和编译方式选择合适的中文字库,也可以利用 fontset 选项指定所需加载的字库。这里我们介绍的是手工设置字体的方法,基本与 fontspec 宏包一致,主要命令有:

% 设置中文正文(衬线)、无衬线、等宽字体
\setCJKmainfont{<字体名>}[<选项>]
\setCJKsansfont{<字体名>}[<选项>]
\setCJKmonofont{<字体名>}[<选项>]
% 声明新的中文字体族
\newCJKfontfamily<字体切换命令>{<字体名>}[<选项>]
% 临时性地声明新中文字体,并立即切换
\CJKfontspec{<字体名>}[<选项>]

这里有几点需要说明:

  1. 命令中的 CJK 代表 Chinese、Japanese、Korean。这里说的「汉字」,实际上是指 Unicode 中的「中日韩统一表意文字」(CJK Unified Ideographs)。当然,CTeX 宏集主要面向中文排版,对日文、韩文的支持不算非常理想。
  2. CTeX 宏集没有提供 \setCJKfontfamily\renewCJKfontfamily 的命令。

CTeX 宏集还提供了 \setCJKfamilyfont 命令,允许以字体族的方式声明字体;上面介绍过的命令 \newCJKfontfamily 也允许以可选参数的形式声明字体族:

\setCJKfamilyfont{<字体族>}{<字体名>}[<选项>]
\newCJKfontfamily[<字体族>]<字体切换命令>{<字体名>}[<选项>]

这里的 <字体族> 是用户自定义的名称,可以在正文中由 \CJKfamily 命令调用:

\CJKfamily{<字体族>}
\CJKfamily+{<字体族>}
\CJKfamily-{<字体族>}

它们分别对汉字(CJK 字符)、所有字符和非汉字(非 CJK 字符)起作用。

下面是一个综合使用各种中西文字体的例子:

\documentclass{ctexart}
% 西文字体
\setmainfont{Source Serif Pro}
\setsansfont{Source Sans Pro}
\setmonofont{Source Code Pro}
% 中文字体
\setCJKmainfont{Source Han Serif SC}
\setCJKsansfont{Source Han Sans SC}
\setCJKmonofont{Source Han Sans SC}
\setCJKfamilyfont{boldsong}{Source Han Serif SC Heavy}

\begin{document}
% 来源:http://mirrors.ctan.org/language/chinese/ctex/ctex.pdf
\CTeX{} 宏集的源头有两个:一是{\CJKfamily{boldsong}王磊}编写的 \texttt{cjkbook} 文档类,二是%
{\CJKfamily{boldsong}吴凌云}编写的 \texttt{GB.cap}。这些工作没有经过认真、系统的设计,也没有用户
文档,不利于维护和改进。

\textsf{2014 年 3 月,为了适应 \LaTeX{} 的最新发展,\textbf{特别是 \LaTeX3 的逐渐成熟}{\CJKfamily{boldsong}李清}\LaTeX3 重构了整个宏包的代码,并重新使用 \texttt{doc}\texttt{DocStrip} 工具进行代码的管理,升级版本号为 2.0,并改称 \CTeX{} 宏集。}
\end{document}

ctex-basic

关于这一示例,有几点说明:

  1. 第 14 行的末尾有一个 %,其作用是避免汉字之间不必要的空格。
  2. 中文字体一般不会设计对应的斜体(包括意大利体),因此需要通过选项单独指定(见下文)。
  3. 大多数中文字体也不会设计粗体。这里选用的是思源宋体思源黑体,它们均提供了多个字重。

注释

参考

  1. 字体分类是一个复杂的话题,也没有统一的标准。这里我们大致采用的是 Vox-A TypI 方案。 

  2. 所谓「字体」(typeface),更多的侧重于一种设计风格;而「字型」(font),则是指某一款字体设计的具体式样,包括字重、尺寸等。举例来说,Frutiger 是一款字体,而 Frutiger 55 Roman 就是一个字型。但在实际使用中,这两者经常混用,我们这里也不做严格区分。参见英语术语「typeface」和「font」的区别是什么?- 知乎。 

  3. 社区另有名为 $\CTeX$ 套装的 $\TeX$ 发行版,与这里所述的 CTeX 宏集并非是同一事物。$\CTeX$ 套装现已过时,不建议使用。