ClearType is a software technology developed by Microsoft that improves the readability of text on existing LCDs (Liquid Crystal Displays), such as laptop screens, Pocket PC screens and flat panel monitors. ClearType works by accessing the individual vertical color stripe elements in every pixel of an LCD screen. Before ClearType, the smallest level of detail that a computer could display was a single pixel, but with ClearType running on an LCD monitor, we can now display features of text as small as a fraction of a pixel in width. The extra resolution increases the sharpness of the tiny details in text display, making it much easier to read over long durations.

The ClearType available in Windows Presentation Foundation (WPF) is the latest generation of ClearType which has several improvements over version found in Microsoft Windows Graphics Device Interface (GDI).

A significant improvement over the previous version of ClearType is the use of sub-pixel positioning. Unlike the ClearType implementation found in GDI, the ClearType found in Windows Presentation Foundation (WPF) allows glyphs to start within the pixel and not just the beginning boundary of the pixel. Because of this extra resolution in positioning glyphs, the spacing and proportions of the glyphs is more precise and consistent.

The following two examples show how glyphs may begin on any sub-pixel boundary when sub-pixel positioning is used. The example on the left is rendered using the earlier version of the ClearType renderer, which did not employ sub-pixel positioning. The example on the right is rendered using the new version of the ClearType renderer, using sub-pixel positioning. Note how each e and l in the right-hand image is rendered slightly differently because each starts on a different sub-pixel. When viewing the text at its normal size on the screen, this difference is not noticeable because of the high contrast of the glyph image. This is only possible because of sophisticated color filtering that is incorporated in ClearType.

The following two examples compare output from the earlier ClearType renderer with the new version of the ClearType renderer. The subpixel positioning, shown on the right, greatly improves the spacing of type on screen, especially at small sizes where the difference between a sub-pixel and a whole pixel represents a significant proportion of glyph width. Note that spacing between the letters is more even in the second image. The cumulative benefit of sub-pixel positioning to the overall appearance of a screen of text is greatly increased, and represents a significant evolution in ClearType technology.

Another improvement of ClearType in Windows Presentation Foundation (WPF) is y-direction anti-aliasing. The ClearType in GDI without y-direction anti-aliasing provides better resolution on the x-axis but not the y-axis. On the tops and bottoms of shallow curves, the jagged edges detract from its readability.

The following example shows the effect of having no y-direction antialiasing. In this case, the jagged edges on the top and bottom of the letter are apparent.

ClearType in Windows Presentation Foundation (WPF) provides antialiasing on the y-direction level to smooth out any jagged edges. This is particularly important for improving the readability of East Asian languages where ideographs have an almost equal amount of horizontal and vertical shallow curves.

The following example shows the effect of y-direction antialiasing. In this case, the top and bottom of the letter show a smooth curve.

ClearType in Windows Presentation Foundation (WPF) can take advantage of hardware acceleration for better performance and to reduce CPU load and system memory requirements. By using the pixel shaders and video memory of a graphics card, ClearType provides faster rendering of text, particularly when animation is used.

ClearType in Windows Presentation Foundation (WPF) does not modify the system-wide ClearType settings. Disabling ClearType in Windows sets Windows Presentation Foundation (WPF) antialiasing to grayscale mode. In addition, ClearType in Windows Presentation Foundation (WPF) does not modify the settings of the ClearType Tuner PowerToy.

One of the Windows Presentation Foundation (WPF) architectural design decisions is to have resolution independent layout better support higher resolution DPI monitors, which are becoming more widespread. This has the consequence of Windows Presentation Foundation (WPF) not supporting aliased text rendering or the bitmaps in some East Asian fonts because they are both resolution dependent.

ClearType Information

ClearType Tuner PowerToy

Concepts

ClearType は、ラップトップや Pocket PC の画面、フラット パネル モニターなど、既存の LCD (液晶ディスプレイ) でのテキストの読みやすさを向上させるために Microsoft が開発したソフトウェア テクノロジです。 ClearType は、LCD 画面の各ピクセル内の個々の垂直カラー ストライプ要素にアクセスすることによって機能します。 ClearType が開発されるまでは、コンピューターで表示可能な最小の詳細レベルは 1 ピクセルでしたが、ClearType を LCD モニターで使用すると、テキストの各部分の幅が 1 ピクセルよりも小さくても表示できるようになります。 解像度が上がるとテキスト表示の微細部のシャープさが向上するため、長時間にわたって読んでも苦になりません。

Windows Presentation Foundation (WPF) で利用可能な ClearType は、Microsoft Windows Graphics Device Interface (GDI) に含まれるバージョンに多数の改良を加えた ClearType の最新バージョンです。

ClearType の旧バージョンから大きく改善された点の 1 つに、サブピクセル ポジショニングの使用があります。 GDI に含まれている ClearType 実装とは異なり、Windows Presentation Foundation (WPF) の ClearType では、ピクセルの境界から開始するグリフだけでなく、ピクセルの途中から開始するグリフも表示できます。 グリフの配置の解像度が上がることにより、グリフの間隔や比率の正確さや一貫性が増します。

次の 2 つの例は、サブピクセル ポジショニングを使用した場合にサブピクセル境界でグリフを開始できることを示しています。 左側の例は、サブピクセル ポジショニングが採用されていない、旧バージョンの ClearType レンダラーを使用してレンダリングしたものです。 右側の例は、新しいバージョンの ClearType レンダラーで、サブピクセル ポジショニングを使用してレンダリングしたものです。 右側のイメージの e と l が、それぞれ異なるサブピクセルから開始しているために若干異なってレンダリングされていることに注意してください。 グリフ イメージはハイ コントラストであるので、テキストを標準サイズで画面に表示したときは、この違いはわかりません。 これは、ClearType に組み込まれている高度なカラー フィルター処理によってのみ実現します。

次の 2 つの例では、旧バージョンの ClearType レンダラーでの出力と新バージョンの ClearType レンダラーの出力を比較しています。 右側に示したサブピクセル ポジショニングでは、画面上の文字の間隔が大きく改善されています。特に、サブピクセル 1 個とピクセル 1 個の差がグリフの幅に占める割合の大きい、小さなサイズの場合によくわかります。 2 番目のイメージの方が、文字の間隔が均等に近くなっています。 サブピクセル ポジショニングによるさまざまなメリットがテキスト画面全体の外観に及ぼす効果は大幅に増加しましたが、これは ClearType テクノロジが大きく進歩したことを表しています。

Windows Presentation Foundation (WPF) の ClearType のもう 1 つの改善点は、y 方向のアンチエイリアシングです。 y 方向のアンチエイリアシングを行わない GDI の ClearType では、x 軸上では高い解像度を得られますが、y 軸上では解像度が低くなります。 緩やかな曲線部分の上下では、端がぎざぎざになって読みにくくなります。

次の例では、y 方向のアンチエイリアシングを使用しない場合の効果を示します。 この場合、文字の上下で端がぎざぎざになっていることがよくわかります。

Windows Presentation Foundation (WPF) の ClearType には、ぎざぎざになっている輪郭を滑らかにする y 方向レベルのアンチエイリアシング機能があります。 これは、東アジア言語を読みやすくするために特に重要です。これらの言語の表意文字では、緩やかな曲線の量が水平方向と垂直方向でほぼ同じであるからです。

次の例では、y 方向のアンチエイリアシングの効果を示します。 文字の上下の曲線が滑らかに表示されています。

Windows Presentation Foundation (WPF) の ClearType は、ハードウェア アクセラレーションを利用してパフォーマンスを向上させ、CPU の負荷および必要なシステム メモリを削減します。 グラフィックス カードのピクセル シェーダーおよびビデオ メモリを使用することにより、ClearType では特にアニメーション使用時のテキストのレンダリングが速くなります。

Windows Presentation Foundation (WPF) の ClearType によって、システム全体の ClearType 設定が変更されることはありません。 Windows の ClearType を無効にすると、Windows Presentation Foundation (WPF) のアンチエイリアシングがグレースケール モードに設定されます。また、Windows Presentation Foundation (WPF) の ClearType によって、ClearType Tuner PowerToy の設定が変更されることはありません。

Windows Presentation Foundation (WPF) のアーキテクチャ設計における決定事項の 1 つに、解像度に依存しないレイアウトによる高解像度 DPI モニターのサポート向上があります。高解像度モニターの普及は進みつつあるからです。 この決定を受けて、Windows Presentation Foundation (WPF) ではエイリアス化されたテキスト レンダリングや、一部の東アジア言語フォントのビットマップをサポートしないことになりました。これらはどちらも解像度に依存するためです。

ClearType Information (ClearType の情報)

ClearType Tuner PowerToy (ClearType Tuner PowerToy)

概念