Sunday, January 22, 2006

 

Some notes on Font - II

1.
Microsoft's Typography group researches and develops fonts and font technologies, and supports the development of TrueType and OpenType formatted fonts by independent type vendors.

http://www.microsoft.com/typography/default.mspx

2.
Adobe Type Library

http://store.adobe.com/type/main.html

3.
From http://dev.csdn.net/author/absurd/c109496ac59349e1918b799ca2098729.html

Freetype学习笔记

转载时请注明出处:http://blog.csdn.net/absurd

GTK+(基于DirectFB)的字体绘制是通过pango+freetype+fontconfig三者协作来完成的,其中,fontconfig负责字体的管理和配置,freetype负责单个字符的绘制,pango则完成对文字的排版布局。而我对这一部分的了解,基本上是空白的。这两天为了解决一个关于字体的BUG,花了一些时间阅读相关资料,这里记录一些freetype的学习笔记。

尽管点阵字体在时间和空间性能上都有较佳的表现,但是由于缺乏灵活性,无法改变字体的大小和风格,除了在一些嵌入式设备中仍然在使用外,大多数系统都使用矢量字体了。矢量字体不像点阵字体那样直接记录字符的字模数据,而是记录字体描述信息,其中最重要的两部分是outline和hint。

字体的outline(轮廓):这是用来描述字体的基本手段,它一般由直线和贝塞尔(Bézier)曲线组成。贝塞尔(Bézier)曲线是一条由三个点确定的曲线,假设这三点的坐标是(Ax, Ay)、(Bx, By) 和(Cx, Cy),那么曲线方程为:

px = (1-t)2.Ax + 2t(1-t).Bx + t2.Cx
py = (1-t)2.Ay + 2t(1-t).By + t2.Cy

字体精调提示(hint)。Outline已经描述字体的表现形式,但是数学上的正确对人眼来说并不见得合适,特别是缩放到特定的大小和分辨率的时候,字体可能变得不好看,或者不清析。Hint指的是一系列的技术,用来精调字体,让字体变得更美观,更清析。

在truetype字体中,hint是用一种编程语言来表述的,这种语言有点像汇编语言,每个语句完成一个单一的功能,通常用一个虚拟机来解释执行。它具有下列特点:

l 支持循环。

l 支持条件分支。

l 支持用户定义的函数。

l 支持以不同方式操作数据的指令集。

l 支持数学和逻辑指令集。

l 其它一些方法。

字符影射表(charmap)。字符对应的字体数据称为glyph,字体文件中通常带有一个字符映射表,用来把字符映射到对应glyph的索引值。因为字符集的编码方式有多种,所以可以存在多个子映射表,以支持从不同编码的字符到glyph索引的映射。如果某个字符没有对应的glyph,返回索引0,glyph 0通常显示一个方块或者空格。

矢量字体有多种不同的格式,其中TrueType用得最为广泛。它的扩展名通常为OTF或者TTF,它的文件内容由几部分组成,文件头、表目录和表。文件头描述了版本号和表的数目等信息,表目录记录了表的偏移量和大小,表则是表的实际数据。

文件头的格式为:

类型
名称
描述

Fixed
sfnt version
0x00010000 for version 1.0.

USHORT
numTables
Number of tables.

USHORT
searchRange
(Maximum power of 2 <= numTables) x 16.

USHORT
entrySelector
Log2(maximum power of 2 <= numTables).

USHORT
rangeShift
NumTables x 16-searchRange.

而表目录的结构为:

类型
名称
描述

ULONG
tag
4 -byte identifier.

ULONG
checkSum
CheckSum for this table.

ULONG
offset
Offset from beginning of TrueType font file.

ULONG
length
Length of this table.

而表的内容则与具体的表有关,比如cmap表存放是的字符映射关系、fpgm表存放的是outline的函数库、glyf表存放的是outline数据、而EBDT表存放的是嵌入式位图。

表EBDT(嵌入式位图)有什么用呢,原来是这样的,矢量字体尽管可以任何缩放,但缩得太小时,仍然存在问题,字体会变得不好好看或者不清析,即使采用hint精调,效果也不一定好,或者那样处理太麻烦了,这时可以采用点阵字体来弥补矢量字体的不足,EBDT就是用来存放点阵字体的字模数据的。

矢量字体的处理比较麻烦,即要进行矢量计算,又进行精调处理,相对于点阵字体来说慢多了,会不会存在性能问题呢?可能会的,不过可以通过下列两种方式缓解性能问题:

l cache法。把刚计算出来的glyph放到cache中,下次再用到这个字符时,直接从cache中取,而不用重新计算。

l 预先计算法。把常用值预先计算出来,放在hdmx等表中,这可以节省不少计算时间。

Freetype是一个操作字体的函数库,它不但可以处理点阵字体,也可以处理多种矢量字体,包括truetype字体,为上层应用程序提供了一个统一的调用接口。Freetype具有良好的可移植性,特别考虑了嵌入式应用环境,字体文件可以在文件系统中,也可以在ROM中,甚至可以用自定义IO函数来访问字体数据。Freetype采用模块化设计,很容易进行扩充和裁减,据说如果只支持truetype,裁减后的二进制文件大小只有25K。Freetype是开放源代码的,它采用FreeType和GPL两种开源协议,可以用于任何商业用途。

Freetype的使用相对比较简单:

1. 包含freetype的头文件。

#include

#include FT_FREETYPE_H

2. 初始化freetype

FT_Library library;

error = FT_Init_FreeType( &library );

3. 加载字体

error = FT_New_Face( library, "/usr/share/fonts/truetype/arial.ttf", 0, &face );

或者

error = FT_New_Memory_Face( library,

buffer, /* first byte in memory */

size, /* size in bytes */

0, /* face_index */

&face );

4. 设置字体的大小

error = FT_Set_Char_Size(

face, /* handle to face object */

0, /* char_width in 1/64th of points */

16*64, /* char_height in 1/64th of points */

300, /* horizontal device resolution */

300 ); /* vertical device resolution */

error = FT_Set_Pixel_Sizes(

face, /* handle to face object */

0, /* pixel_width */

16 ); /* pixel_height */

5. 加载字符的glyph

glyph_index = FT_Get_Char_Index( face, charcode );

error = FT_Load_Glyph(

face, /* handle to face object */

glyph_index, /* glyph index */

load_flags ); /* load flags, see below */

error = FT_Render_Glyph( face->glyph, /* glyph slot */

render_mode ); /* render mode */

6. 字体变换(旋转和缩放)

error = FT_Set_Transform(

face, /* target face object */

&matrix, /* pointer to 2x2 matrix */

&delta ); /* pointer to 2d vector */

7. 把字符显示出来(与具体实现有关)

draw_bitmap( &slot->bitmap,

pen_x + slot->bitmap_left,

pen_y - slot->bitmap_top );


对于字体处理,我才了解一点皮毛,希望大家不吝赐教。

参考资源:

http://freetype.sourceforge.net

http://www.truetype-typography.com/



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