TTF字体基本知识及其在QT中的应用

字体类型

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以Windows为例，有4种字体技术：

Raster：光栅型，就是用位图来绘制字形(glyph)，每个字都以位图形式保存

Vector：矢量型，就是用一系列直线的结束点来表示字形

TrueType：使用一系列直线、曲线和一些提示(hint)命令来绘制字形

Microsoft OpenType：与TrueType一致

因为TrueType等字体的hint能够调节只想的长度和曲线的形状，所以，它能够在不同大小的字体中表现良好。而Raster字体则是跟设备具体分辨率相关，而Vector字体则好一些，但是它的绘制效率较低，要比其他字体慢很多。

对于Raster和Vector字体，一般其资源文件的文件名以.fon结尾，内部分成表述字体度量信息的header和实际的glyph数据这两部分，而对于TrueType和OpenType，则分成两个文件，第一个以.fot结尾，描述了相关的header，另一个则以.ttf命名，包含真正的内容。

 

字体和字符集

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字符集就是Character Sets。字符集中的每个字符都有一个数字与之对应。在Windows中有以下几种字符集在使用。

Windows Character Set：本质上与US ASCII character set一样，第一个字符的数字是0x20，最有一个是0xFF。对于字符集上不存在的字符，会用默认字型显示，如Raster和Vector字体会用.来显示，而TTF则会用方框表示。

Unicode Character Set：用2个字节的数字来表示多达2^16个字符（好像后来增加到4个字节），每个字符有独立的数字表示。注意这里是字符集，而不是编码。

另外还有OEM Character Set、Symbol Character Set和Vendor-Specific Characters Sets等

 

TTF文件结构

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TTF字体就是TrueType Font的意思，一般文件后缀是ttf，TTF还允许不同的字体组合在一个文件中，这时候后缀为ttc，就是TrueType collect的意思。

TTF文件是由一系列的表组成的。第一张表就是font directory，它很特殊，专门用来指示其他的表；进阶着就是包含font数据的其他表。每个表有一个四字符定义的表名，其中有些表是要求每个font文件必备的。如：

cmap	定义了字符到字形索引的对应关系，就是通过字内码得到表loca中使用的index。包含了多个子表，用于支持不同的平台和编码集
glyf	包含了字形数据，就是字形的轮廓定义和调整指令
head	定义了font header，字体全局信息
hhea	定义了水平header
hmtx	定义了水平metric
loca	定义了各字形在glyf表中偏移，根据cmap中得到的字形索引，在这里能够得到对应的字型在glyf表中的偏移
maxp	定义了最大值profile，用于为字体分配内存
name	定义字体名称、风格名以及版权说明等
post	PostScript

有一个问题，字符如何在TTF文件中找到自己的字形呢，见下面的说明：

详细说明一下cmap表，因为这个表是最重要的。由于存在不同的系统和编码集，cmap表内涵多个子表，每个子表包含的基本信息有系统ID、编码集以及在表的偏移量。一般系统ID有3和1，前者是Windows，后者是Macintosh。一般而言，TTF文件至少包含两张子表，即Macintosh的Roman体系（PlatformID=1, Encoding=0）和Windows的UGI体系（PlatformID=3, Encoding=1），其中Encoding=1就是Unicode编码。这些子表中保存了字符内码到glyph index的对应。拿到glyph index的值可以到表loca中查到对应glyph表glyf中的偏移。

 

在Windows中，可以用下面的WIN32 API获得字体信息。

DWORD GetFontData(HDC hDC, DWORD dwTable, DWORD dwOffset, LPVOID lpbBuffer, DWORD cbData)

具体可见http://bbs.chinaunix.net/thread-2041402-1-1.html

 

FontForge：字体的开发工具

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用于开发和编辑字体的开源工具，详见http://fontforge.sourceforge.net/

 

QT中的字体

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QTE(Qt for Embedded)使用FreeType 2字体引擎来支持字体显示。比如TrueType(ttf)，Postscript Type(PFA/PFB)，Bitmap Distrubution Format fonts(BDF)等。同时QTE自己还支持Qt Prerendered Font(QPF)字体，是一种位图字体，不可缩放，作为QTE的本地字体。

 

TrueType是由苹果和微软为主开发的矢量字体技术（与之对应的是点阵字体），可以不变形的放大和缩小，文件名一般是*.fon、*.ttf和*.ttc，ttc是ttf的新标准，而fon是以前的老标准。目前有FreeType的字体引擎，作为一个软件库，能够帮助处理TrueType字体的显示。

 

BDF字体是X窗口系统的位图字体格式，其文件分成两部分，第一部分是描述整体属性的header，第二部分则是每个字型的属性和位图数据。

 

QPF字体格式仅用于QT/Embedded的不可缩放字体，属于QTE的官方字体，可用工具makeqpf，将ttf文件生成qpf字体文件。

 

在Qt中直接使用TTF字体或者PFA/PFB这些矢量字体，应用程序会在显示的时候需要将矢量信息计算成点阵形式，会占用大量的计算能力和RAM。如果选用BDF字体，则速度非常慢，而且也需要占用较多资源。QPF是位图字体，不需要再显示时计算点阵，且由于不可缩放，位图直接拿去显示即可，速度和资源占用是最好的。

 

当QTE应用启动时，会到$QT/lib/fonts目录下去寻找对应的字体文件，包括QBF和TTF字体文件，为兼容期间也会继续读取该目录下的fontdir文件。在代码中使用QFont来应用字体，如果选定字体不存在，QFont有内在的match策略，自动选择默认字体。