firefox における日本語フォント

概要

目的は次のようなものです．

1. firefox がどのように日本語フォントを得ているか，またそれをいかにして指定するかを示す．
2. TrueType Font において embedded bitmap を使用しない方法を示す．

対象は次のものです．

1. PC は PC-98 および AT 互換機 です．
2. OS は FreeBSD (7.4, 8.2, 8.3, 8.4, 9.3, 10.3, 11.2) です． (比較のために 7.2 にも言及します．)
3. firefox は 3.5, 4.0, 10.0, 20.0, 26.0, 47.0, 60.0, 62.0 です． (比較のために 2.0 にも言及します．)

FreeBSD 7.2 + firefox 2 から FreeBSD 7.4, 8.2 + firefox 3.5, 4 に移行したら，IPA FONT の表示が美しくなくなりました． FreeBSD 8.3 + firefox 10.0 や FreeBSD 8.4 + firefox 20.0, 26.0 でも同様です． 明朝体はかすれが目立つようになりました． (「す」の右上とか半角 B, D の水平部分とか．) また，ゴシック体は文字の太さが揺れるようになりました．

この原因は firefox の version の違いではありません． FreeBSD の ports 全体の仕様変更として，IPA FONT は TrueType Font に代わり Open Type Font が使われるようになりました． このフォントは freetype2 を経た画面表示が美しくないのです．

また，IPA の TrueType Font を手作業で導入して Open Type Font と並置しても，firefox から前者を選択することができません．
これは，firefox でなく，そのフォントを管理する fontconfig の設定の問題です．

さらに，TrueType Font の方を選ぶように設定すると，embedded bitmap の方が表示されます． これは，default の設定が変更されたことによります．

結論から言えば，この問題は次の二つの対策を施すことで解決することができます．[1][2] すなわち，

• Open Type Font でなく TrueType Font を選択できるようにする．
• TrueType Font の embedded bitmap を使わないようにする．

[1] 「問題」とか「解決」とか書くと，現状のままでは使えないような印象を与えかねませんが，そうではありません． 選択する font Size (私は 16 point) やモニターの大きさ等に依るでしょう．

それと，「IPA の Open Type Font が美しくない」と言っているのではなく，あくまで現在の freetype2 を経た画面表示に限定した話です．

[2] freetype2 2.8 以降は Open Type Font も美しく表示されますので，下記の設定は不要です．

実際に文字がどう表示されているかを種々の環境を用意することなしに確認するには，次のようにします．

1. firefox で使うフォントを用意する．
  IPA の TrueType Font ipam.ttf, ipag.ttf および Open Type Font ipam.otf, ipag.otf を用意する．
  FreeBSD 7.2 では ja-ipa-ttfonts-1.0.20060520.p1_2,2 を導入すれば，以下のフォントが得られます．

/usr/local/share/ipa-ttfonts/fonts/ipamp.ttf
/usr/local/share/ipa-ttfonts/fonts/ipam.ttf
/usr/local/share/ipa-ttfonts/fonts/ipagui.ttf
/usr/local/share/ipa-ttfonts/fonts/ipagp.ttf
/usr/local/share/ipa-ttfonts/fonts/ipag.ttf

また FreeBSD 7.4, 8.2, 8.3, 9.3, 10.3, 11.2 では ja-font-ipa-0030? を導入すれば，以下のフォントが得られます．

/usr/local/share/font-ipa/ipamp.otf
/usr/local/share/font-ipa/ipam.otf
/usr/local/share/font-ipa/ipagp.otf
/usr/local/share/font-ipa/ipag.otf

二つを見比べるためには両方のフォントを工面する必要がありますが，ports から同時に両方を導入できるわけではありません． 一方は ports から導入し，もう一方は packages を自分で解凍して cp するのが合理的です．

2. ports/print/ft2demos を導入する．
  これには freetype2 の使用例となる種々のプログラムが含まれています． その中の ftview を使います．

3. フォントを表示する． font file のある directory に行き，次のようにする．

% ftview                ← 使用法が表示される．
% ftview 16 ipam.ttf    ← ゴシックや Size 10 も試して下さい．
% ftview 16 ipam.otf

数字はフォント の "point size" であり，firefox にて規定している font Size に一致します．
  表示画面がアクティブな状態で [SPACE] キーを打てば表示されるフォントが変わります． [q] キーを打てば終了します．

*.ttf が FreeBSD 7.2 + firefox 2 の文字の表示に，*.otf が FreeBSD 8.2 + firefox 3.5 以降の文字の表示に対応します．

TrueType Font や Open Type Font には，embedded bitmap が組み込めるようになっています． IPA Font に関しては，

1. TrueType Font には embedded bitmap が組み込まれている．
   明朝のそれはゴシックのような書体だし，ゴシックのそれも丸っぽい書体であり，あまり美しくない．
2. Open Type Font に embedded bitmap は組み込まれていない．

前節のように TrueType Font を使うようにしても，FreeBSD 7.2 と 8.2 とでは firefox の表示に差異が生じます． すなわち，

• FreeBSD 7.2 では，embedded bitmap は使われない．
• FreeBSD 8.2 では，embedded bitmap は使われる．

FreeBSD 8.2 における対策として，以下のことが考えられます． (ここでは別のフォントを使うことは考えない．)

1. embedded bitmap は 10, 12, 16dot なので，そこを避けるようにフォントの大きさを選ぶ．(それでも完全に避けることはできない．)
2. ipa*.ttf から embedded bitmap を削る．
3. embedded bitmap を使わないように，firefox および関連する library を直す．

ここでは最後の選択肢を追求します． TrueType font の表示の流れは firefox → pango → cairo → freetype2 と複雑です．

• pango : 多言語の文書の表示をレイアウトする．(GTK+,GNOME の一部)
• cairo : vector graphics library
• freetype2 : 種々のフォーマットのフォントの表示．

ソースを追ってみたのですが，firefox から pango 以下を制御して embedded bitmap を使わないようにすることはできないようです．[1] また，pango からの制御も容易ではないようです． ここまでで embedded bitmap を使用するか否かの制御は行なわれておらず，「下流」の default の設定に任せています． 従って，cairo, freetype2 のいずれかを修正することになります．

[1] fontconfig から制御できることが分かりました． 詳細はこの節の末尾を御覧下さい．

以下のどちらか一方の修正を行なえば，embedded bitmap を使わないようになります． 現在，私のところでは前者の修正を行なって副作用の有無を検討中です．

ports/graphics/cairo/ は以下の修正を行ないます．

--- src/cairo-ft-font.c.orig    2010-12-25 23:21:34.000000000 +0900
+++ src/cairo-ft-font.c 2011-05-15 14:21:17.000000000 +0900
@@ -1580,7 +1580,7 @@
 #endif

     _cairo_font_options_init_default (&ft_options.base);
-    ft_options.load_flags = FT_LOAD_DEFAULT;
+    ft_options.load_flags = FT_LOAD_NO_BITMAP;
     ft_options.extra_flags = 0;

 #ifndef FC_EMBEDDED_BITMAP

ports/print/freetype2/ は以下の修正を行ないます．

--- src/truetype/ttdriver.c.orig        2010-02-07 15:21:26.000000000 +0900
+++ src/truetype/ttdriver.c     2011-05-15 17:51:39.000000000 +0900
@@ -330,6 +330,8 @@
         load_flags |= FT_LOAD_NO_HINTING;
     }

+    load_flags |= FT_LOAD_NO_BITMAP;
+
     /* now load the glyph outline if necessary */
     error = TT_Load_Glyph( size, slot, glyph_index, load_flags );

FreeBSD 7.2 の環境で，なぜ embedded bitmap が使われないのかは，謎のままです． そのうち追求してみます． (ftview の結果に差異はないので cairo 以外に考えられないのですが．)

(2012.7.27) 以下の内容の ~/.fonts.conf を作成すれば，cairo や freetype2 を修正する必要はありません．

(2018.1.14) 現在は，.fonts.conf でなく ~/.config/fontconfig/fonts.conf です．

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE fontconfig SYSTEM "fonts.dtd">
<fontconfig>
    <match target="font">
        <edit name="embeddedbitmap" mode="assign"><bool>false</bool></edit>
    </match>

        <dir>/usr/local/share/fonts/TrueType</dir>      ← これは前述のフォントの選択の制御です．

以後は IPA フォントの hinting を抑制する設定です．Open Type, TrurType のどちらにも効きます．
<!-- from /usr/local/etc/fonts/conf.avail/20-unhint-ipa.conf -->
    <match target="font">
       <or>
          <test name="family"><string>IPAMincho</string></test>
          <test name="family"><string>IPAGothic</string></test>
          <test name="family"><string>IPAPMincho</string></test>
          <test name="family"><string>IPAPGothic</string></test>
       </or>
       <edit name="hinting"><bool>false</bool></edit>
    </match>

</fontconfig>

なお，Open Type Font には embedded bitmap がありませんので，その部分の設定は不要です．