告別鉛與火

1975年初，北京大學(xué)從各系抽調(diào)力量組成一個(gè)調(diào)查組，調(diào)研北大各部門應(yīng)用計(jì)算機(jī)及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的可能性。因?yàn)槿耸植粔颍{(diào)查組挑中了陳堃銶這個(gè)“閑人”。陳堃銶不僅是王選的妻子，還是他的搭檔，曾經(jīng)參加過DJS-21機(jī)的ALGOL 60編譯工作。此時(shí)，因?yàn)榛济滥釥柺暇C合征，她經(jīng)常頭暈，病休在家，恰好趕上參加北京大學(xué)的這次調(diào)研。在調(diào)研中，陳堃銶聽說了“748”工程。

到1974年，IBM和DEC的小型機(jī)層出不窮，MITS更是推出了全球第一臺(tái)微型電子計(jì)算機(jī)“牛郎星”。計(jì)算機(jī)技術(shù)在國際上走勢(shì)大好，但中國的狀況還不甚明朗，最重要的原因就是國外的計(jì)算機(jī)無法處理漢字。為了跟上國際步伐，1974年8月，由四機(jī)部、一機(jī)部、中國科學(xué)院、新華社、國家出版事業(yè)管理局聯(lián)合發(fā)起，國家計(jì)委批準(zhǔn)設(shè)立了國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“漢字信息處理系統(tǒng)工程”，簡稱“748”工程。

陳堃銶打聽到，“748”工程分為3個(gè)子項(xiàng)目：漢字通信系統(tǒng)、漢字情報(bào)檢索和漢字精密照排?；貋肀惆堰@一情況說給王選聽。

王選呢？早在1958年研制“紅旗機(jī)”時(shí)，夜以繼日地科研加上嚴(yán)重營養(yǎng)不良，積勞成疾，王選病了。“醫(yī)院最早懷疑是‘紅斑狼瘡’……又轉(zhuǎn)了幾次院，最后一家又推斷是‘結(jié)節(jié)性動(dòng)脈周圍炎’?！边@場(chǎng)“莫名其妙的大病”在母親的精心照料下好轉(zhuǎn)起來，卻給王選的健康埋下了禍根。由于父親被打?yàn)椤坝遗伞?，王選成為“黑五類”分子?！拔幕蟾锩遍_始之后，王選因曾聽英語廣播提高英文水平，被攻擊為“偷聽敵臺(tái)”，成為被打壓的對(duì)象。壓力之下，他的身體再次承受不住，成了長期病休、只發(fā)勞保工資的老病號(hào)。但他從未忘記過計(jì)算機(jī)事業(yè)，1972—1974年，他在理解了編譯系統(tǒng)軟件對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了適合軟件的新型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu),后來整理成文發(fā)表。

那個(gè)時(shí)候，他因病還沒有正式回到工作崗位上，用他的話說，反正時(shí)間多的是，不如給自己找點(diǎn)事做。陳堃銶帶來的消息令他很激動(dòng)：“漢字精密照排是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)和相關(guān)的光學(xué)、機(jī)械技術(shù)，對(duì)中文信息進(jìn)行輸入、編輯、排版、輸出及印刷，也就是用現(xiàn)代科技對(duì)我國傳統(tǒng)的印刷行業(yè)進(jìn)行徹底改造?！彪m然難度巨大，但價(jià)值和前景同樣不可估量，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，中國數(shù)量最多的工廠恐怕就是印刷廠了。

王選被自己的分析震撼了。想想吧，印刷術(shù)本是中國四大發(fā)明之一，北宋畢昇發(fā)明的活字印刷術(shù)帶動(dòng)了世界印刷技術(shù)的發(fā)展，但此后中國印刷術(shù)的發(fā)展反倒落在了后面。在國外，15世紀(jì)中期，德國古登堡采用鉛活字與印刷機(jī)相結(jié)合，發(fā)明鉛活字機(jī)械印刷術(shù)，很快形成產(chǎn)業(yè)推廣開來。到20世紀(jì)，西方又率先結(jié)束了活字印刷，轉(zhuǎn)用電子照排技術(shù)。而中國，直到20世紀(jì)70年代，仍然“以火熔鉛，以鉛鑄字，以鉛字排版，以版印刷”，一來容易造成環(huán)境污染；二來效率低下，常常把新書拖成舊書，嚴(yán)重的時(shí)候能拖上兩三年。如果漢字精密照排成功了呢？那中國印刷業(yè)就將迎頭趕上時(shí)代的潮流!

那個(gè)春天，“批林批孔”還沒結(jié)束，王選卻走出家門去查外文資料。從北京大學(xué)到位于和平街北口的中國科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，著實(shí)有些路程，他每周都會(huì)往返三四次，一次半天。事情是自己找來的，自然沒什么經(jīng)費(fèi)給他報(bào)銷，王選也開始精打細(xì)算起來：從北大到情報(bào)所，車費(fèi)是2角5分，少坐一站地就可以省5分錢，于是他每次都提前一站下車；復(fù)印資料太貴，如果字?jǐn)?shù)不多就手抄。

一連幾個(gè)月，王選都在參詳外文資料。日本流行的是光學(xué)機(jī)械式二代照排機(jī)，通過機(jī)械方式選字，體積大，功能差；歐美流行的是陰極射線管式三代照排機(jī)，所用的陰極射線管是超高分辨率的，比黑白電視機(jī)分辨率高20倍，生產(chǎn)難度極大，對(duì)底片靈敏度要求也很高，國產(chǎn)底片不易過關(guān)；英國正在研制激光照排四代機(jī)，但尚未形成商品。

國內(nèi)已有5家漢字照排系統(tǒng)研制單位，兩家選擇了二代機(jī)的方案，三家選擇了三代機(jī)方案。再進(jìn)一步分析，王選發(fā)現(xiàn)，數(shù)字存貯方式將會(huì)成為未來的主流，二代機(jī)的機(jī)械選字法根本沒前途。那么，問題來了。數(shù)字式存貯實(shí)際上是把字形變成由許多小點(diǎn)組成的點(diǎn)陣。道理淺顯，但漢字不只有宋體、楷體、黑體等多種字體，還有10多種大大小小的字號(hào)。為了保證印刷質(zhì)量，五號(hào)字大小的正文小字就需要100×100以上的點(diǎn)組成，排標(biāo)題的大號(hào)字則需要多達(dá)1000×1000以上的點(diǎn)。英文只有26個(gè)字母，所以存儲(chǔ)量問題并不尖銳，而漢字字?jǐn)?shù)繁多，是西文的數(shù)百倍，全部用點(diǎn)陣存儲(chǔ)，則需要用上千億的字節(jié)(B)，存儲(chǔ)量極大。當(dāng)時(shí)能讓王選使用的國產(chǎn)DJS-130計(jì)算機(jī)的磁心存儲(chǔ)器，最大容量只有64kB，磁盤也還沒有配備，只有一個(gè)512kB的磁鼓和一條磁帶，要存下如此龐大的漢字信息，是完全不可能的事。

學(xué)計(jì)算數(shù)學(xué)出身的王選經(jīng)過反復(fù)研究，發(fā)明了“用輪廓加參數(shù)描述漢字字形的信息壓縮技術(shù)”，對(duì)橫、豎、折等規(guī)則筆段，用描述筆畫輪廓的特征參數(shù)(如橫的起點(diǎn)、長度、寬度和肩等)來表示；對(duì)于撇、捺、點(diǎn)等不規(guī)則筆段，用折線輪廓表示，后來又改為曲線描述。這一方法不但使信息量大大減少，同時(shí)能保證變倍后的文字質(zhì)量，使一套字模能產(chǎn)生各種大小的字號(hào)。這種信息表示方法使10余種字體漢字字形信息的存儲(chǔ)量只有數(shù)兆，總體壓縮達(dá)500～1000倍，甚至更多，從而解決了將龐大的漢字信息存儲(chǔ)進(jìn)計(jì)算機(jī)這一難題。

為了確保每個(gè)字的質(zhì)量，王選付出了超出常人的艱辛。圖為王選分析字模數(shù)據(jù)的手跡，以此查找字模輸出錯(cuò)誤的原因，辨別是字模制作錯(cuò)誤，還是生成器問題。

解決了數(shù)字化存儲(chǔ)后，用什么輸出設(shè)備，將還原后的漢字字形信息高速、高質(zhì)量地輸出，是橫亙?cè)谕踹x面前的又一個(gè)難題。1976年，王選結(jié)合我國國情，做出了一個(gè)大膽決策，跨過國際流行的二代機(jī)和三代機(jī)，直接研制世界上尚無商品的第四代激光照排系統(tǒng)，選擇了技術(shù)上的跨越。為此，王選設(shè)計(jì)成功適合硬件實(shí)現(xiàn)的輪廓信息高速復(fù)原字形的算法，并編寫微程序?qū)崿F(xiàn)，使1979年時(shí)還原速度達(dá)到250字/秒，最終達(dá)到710字/秒。同時(shí)，王選設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了逐段復(fù)原字形點(diǎn)陣的方法，以適應(yīng)激光照排機(jī)不可等待的要求，從而使字形壓縮信息快速復(fù)原算法得以實(shí)現(xiàn)。在他的設(shè)計(jì)下，字形的大小可縮放自如，又不會(huì)影響敏感部分的質(zhì)量，換句話說，可以實(shí)現(xiàn)字形變倍和變形時(shí)的高度保真。

這個(gè)想法比西方早了10年。正是這個(gè)時(shí)間差，當(dāng)時(shí)國內(nèi)幾乎無人對(duì)王選抱有希望，即使他將模擬出的“義”字?jǐn)[上桌面，即使他在1976年底寫出那份完備的“748工程漢字精密照排系統(tǒng)方案說明”，也仍然被認(rèn)為是脫離實(shí)際的“數(shù)字游戲”。然而王選始終堅(jiān)持自己的研究，終于得到設(shè)在電子部的“748”辦公室的肯定，并以電子部的名義正式將精密照牌任務(wù)下達(dá)給北大。1977年9月，以原“748”工程會(huì)戰(zhàn)組為基本成員的北京大學(xué)“漢字信息處理技術(shù)研究室”正式成立。1979年，激光照排原理性樣機(jī)成功輸出了第一張八開報(bào)紙樣張。1980年，第一本用國產(chǎn)激光照排系統(tǒng)排出的樣書——《伍毫之劍》誕生。到此時(shí)，漢字激光照排系統(tǒng)的主體工程的硬件和軟件部分均調(diào)試成功?！段楹乐畡Α窙]有動(dòng)用一個(gè)鉛字，那個(gè)鉛與火的印刷時(shí)代正在隱去。