freetype之PC机体验

---

title: freetype之PC机体验

date: 2019/03/03 00:07:56

toc: true

目录

• title: freetype之PC机体验date: 2019/03/03 00:07:56toc: true

freetype之PC机体验

引入

本节代码仓库 https://gitee.com/layty/project_for_linux/tree/master/02-freetype

一个完整的字体库由两个部分组成

• charmap 编码,也就是索引,通过指定的编码找到具体要显示的字形,一个字体可能支持多种编码
• glyph字形,这里指的是如何去描绘(比如贝塞尔曲线)这个具体的文字

中文教程

FreeType2 教程的第二部分

freetype使用详解(中文)

数据结构中文

官方教程

I. Simple Glyph Loading

• 1. Header Files
• 2. Library Initialization
• 3. Loading a Font Face
• 4. Accessing the Face Data
• 5. Setting the Current Pixel Size
• 6. Loading a Glyph Image
• 7. Simple Text Rendering

II. Managing Glyphs

• 1. Glyph Metrics
• 2. Managing Glyph Images
• 3. Global Glyph Metrics
• 4. Simple Text Rendering: Kerning and Centering
• 5. Advanced Text Rendering: Transformation and Centering and Kerning
• 6. Accessing Metrics in Design Font Units, and Scaling Them
• Conclusion

代码结构

API手册

• Table Of Contents
• Index

I. Components and APIs

II. Public Objects and Classes

• 1. Object Orientation in FreeType 2
• 2. The FT_Library class
• 3. The FT_Face class
• 4. The FT_Size class
• 5. The FT_GlyphSlot class
• 6. The FT_CharMap class
• 7. Objects Relationship

III. Internal Objects and Classes

• 1. Memory Management

• 2. Input Streams

• 3. Modules

• 4. Summary
  
  IV. Module Classes

• 1. The FT_Module_Class Structure

• 2. The FT_Module Type

字体概念

PC上安装

#解压
tar xjf freetype-2.4.10.tar.bz2
#重命名
mv freetype-2.4.10 freetype-2.4.10_pc
#配置
cd freetype-2.4.10_pc/
 ./configure
 #编译
 make
 #安装到根目录 /usr/local/
sudo make install          

book@100ask:~/stu/repo/demo_tar/freetype-2.4.10_pc$ ls /usr/local/lib/
libfreetype.a   libfreetype.so    libfreetype.so.6.9.0  python2.7
libfreetype.la  libfreetype.so.6  pkgconfig             python3.5

book@100ask:~/stu/repo/demo_tar/freetype-2.4.10_pc$ ls /usr/local/include/
freetype2  ft2build.h

官方例子

例子在freetype-doc-2.4.10.tar.bz2\freetype-2.4.10\docs\tutorial，直接编译报错缺少头文件

In file included from example1.c:11:0:
/usr/local/include/ft2build.h:56:38: fatal error: freetype/config/ftheader.h: 没有那个文件或目录
compilation terminated.

但实际上local下是有这个文件的

ls /usr/local/include/freetype2/freetype/config
ftconfig.h  ftheader.h  ftmodule.h  ftoption.h  ftstdlib.h

我们可以编译的时候用-I指定头文件路径

# gcc -o example example1.c  -I /usr/local/include/freetype2
/tmp/ccNUBZti.o：在函数‘main’中：
example1.c:(.text+0x25b)：对‘FT_Init_FreeType’未定义的引用
example1.c:(.text+0x284)：对‘FT_New_Face’未定义的引用
example1.c:(.text+0x29d)：对‘FT_Set_Pixel_Sizes’未定义的引用
example1.c:(.text+0x2c4)：对‘cos’未定义的引用
example1.c:(.text+0x2f5)：对‘sin’未定义的引用
example1.c:(.text+0x332)：对‘sin’未定义的引用
example1.c:(.text+0x363)：对‘cos’未定义的引用
example1.c:(.text+0x3b6)：对‘FT_Set_Transform’未定义的引用
example1.c:(.text+0x3de)：对‘FT_Load_Char’未定义的引用
example1.c:(.text+0x465)：对‘FT_Done_Face’未定义的引用
example1.c:(.text+0x471)：对‘FT_Done_FreeType’未定义的引用
collect2: error: ld returned 1 exit status

这里提示没有库文件，这里需要使用-l直接库的名字没有空格

#gcc -o example example1.c  -I /usr/local/include/freetype2 -lfreetype
/tmp/cchpuAJt.o：在函数‘main’中：
example1.c:(.text+0x2c4)：对‘cos’未定义的引用
example1.c:(.text+0x2f5)：对‘sin’未定义的引用
example1.c:(.text+0x332)：对‘sin’未定义的引用
example1.c:(.text+0x363)：对‘cos’未定义的引用
collect2: error: ld returned 1 exit status

这里提示没有数学库，这里加上-lm，m表示数学

# gcc -o example example1.c  -I /usr/local/include/freetype2 -lfreetype -lm

运行之后提示帮助，需要一个字体文件，可以去win下的C:\Windows\Fonts找到新宋体

$ ./example
usage: ./example font sample-text

这里发现屏幕看的不是很清楚，主要是因为程序里设置了显示的分辨率，也就是一行出现640个点

#define WIDTH   640
#define HEIGHT  480

我们这里修改下大小，同时取消字体的旋转，否则也显示不出来

#define WIDTH   80   #横向80个点
#define HEIGHT  90	 #纵向90个点

同时也要修改显示的位置

/* the pen position in 26.6 cartesian space coordinates; */
/* start at (0,40) relative to the upper left corner  */
pen.x = 0 * 64;
pen.y = ( target_height - 40 ) * 64;

angle         = (0.0 / 360 ) * 3.14159 * 2;      /* 取消旋转*/

这个实验有时候在mobaxtem中显示不太好，可以保存到文件然后去查看

./example  simsun.ttc 123
# 保存到文件看
./example  simsun.ttc 123 >123.txt

代码位置

宽字符保存显示中文

我们以前是这么保存中文的，这里处理的时候需要判断是中文，则取两个字符，如果是英文取出一个字符，非常不方便，所以这里引入了宽字符的概念，注意:wchar_t在windows占2byte,在linux占4bytes.

char * str1="中文and english"

参考的网页

#include <stdio.h>
#include <wchar.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    int i;
    wchar_t* chinese_str = L"中文123";
    unsigned int *p =(wchar_t*)chinese_str;
    for(i=0;i<wcslen(chinese_str);i++)
    {
        printf("0x%x ",p[i]);
    }
    printf("\n");
}

打印显示是unicode编码

$ ./a.out
0x4e2d 0x6587 0x31 0x32 0x33

我这里保存的是utf-8的格式，如果保存的是gbk的，则需要加上指定输入文件编码

-finput-charset=GBK

接着我们用freetype打印中文，加上这里的代码

for ( n = 0; n < wcslen(chinese_str); n++ )
{
	error = FT_Load_Char( face, chinese_str[n], FT_LOAD_RENDER );
}

坐标框架体系

上面我们设置了字体是24*24像素的大小，那么它实际上怎么显示的呢，这里我们在代码上加入打印坐标

void show_image( void )
{
  int  i, j;
  for ( i = 0; i < HEIGHT; i++ )
  {
    printf("%02d",i);
    for ( j = 0; j < WIDTH; j++ )
      putchar( image[i][j] == 0 ? ' ': image[i][j] < 128 ? '+': '*' );
    putchar( '\n' );
  }
}

我们再来看下我们是怎么设置显示位置的，位置是在（0，40）显示的

FT_Set_Pixel_Sizes(face,24,0)
  /* the pen position in 26.6 cartesian space coordinates; */
  /* start at (0,40) relative to the upper left corner  */
pen.x = 0 * 64;
pen.y = ( target_height - 40 ) * 64;

但是很明显原点并不在这里

为什么会这样,并且可以看出来，字符显示会到原点的下方？

可以这么理解，我们先看下如下的字母，gpq等都在下方有显示，上图也能看出a的左下起始也是在横轴40的位置左右，实际上我们可以理解为基线.

为了兼容中文英文以及其他字符，实际的画图是下面这样的

advance有横向的也有纵向的数值，比如斜着的时候

具体的代码我们是这么体现的，在写一个字符的时候

slot = face->glyph;
....
/* increment pen position */
pen.x += slot->advance.x;
pen.y += slot->advance.y;

字符坐标信息获取

那么我们如何得到字符的其他信息，比如ymax等，参考文档tutorial中可以看到Measuring the Glyph Image章节

  FT_EXPORT( void )
  FT_Glyph_Get_CBox( FT_Glyph  glyph,
                     FT_UInt   bbox_mode,
                     FT_BBox  *acbox );

注意第一个参数是FT_Glyph，而我们之前是使用FT_GlyphSlot来转换成位图的.

注意 我们提取本次字符的形状数据后，也就是获得字形槽后，上次的字形槽数据就被冲掉了，那么我们如何去获取上次的字形数据呢？

参考 2. Managing Glyph Images

#include FT_GLYPH_H

FT_Glyph  glyph; /* a handle to the glyph image */

...
error = FT_Load_Glyph( face, glyph_index, FT_LOAD_NORMAL );
if ( error ) { ... }

error = FT_Get_Glyph( face->glyph, &glyph );   //从之前的插槽中取出FT_Glyph
if ( error ) { ... }

//--------实际代码如下--------------------------------------------
/* load glyph image into the slot (erase previous one) */
error = FT_Load_Char( face, chinese_str[n], FT_LOAD_RENDER );
if ( error )
    continue;                 /* ignore errors */
/* now, draw to our target surface (convert position) */

error = FT_Get_Glyph( face->glyph, &glyph );
if (error) {
    printf("load from face->glyph is failed\n");
    return -1;
}
FT_Glyph_Get_CBox( glyph, FT_GLYPH_BBOX_TRUNCATE, &bbox );
printf("\n\nunicode is %x\n",chinese_str[n]);
printf("lcd offset is [x]=%d,[y]=%d\n",slot->bitmap_left,target_height - slot->bitmap_top);

printf("[pen.x]=%ld,[pen.y]=%ld\n",pen.x/64,pen.y/64);
printf("glyph [xMin]=%ld,[yMin]=%ld,[xMax]=%ld,[ymax]=%ld\n",bbox.xMin,bbox.yMin,bbox.xMax,bbox.yMax);
printf("advance.x/64=%ld,y.advance/64=%ld\n",slot->advance.x/64,slot->advance.y/64);// unit is 1/64 pixel

我们可以打印出来看一下，这里加入笛卡尔的坐标打印

可以看出来这里的韦字宽度是23，有点奇怪不是24哈哈 不过也是在框里的

下一个字符的原点就是上一个字符的原点加上一个字符的advance

# 韦的宽度是23长度是24
unicode is 97e6
lcd offset is [x]=1,[y]=20
[pen.x]=0,[pen.y]=50
glyph [xMin]=1,[yMin]=47,[xMax]=23,[ymax]=70
advance.x/64=24,y.advance/64=0

unicode is 4e2d
lcd offset is [x]=27,[y]=20
[pen.x]=24,[pen.y]=50
glyph [xMin]=27,[yMin]=47,[xMax]=46,[ymax]=70
advance.x/64=24,y.advance/64=0

# a字母的宽度是12，长度是12
unicode is 61
lcd offset is [x]=49,[y]=29
[pen.x]=48,[pen.y]=50
glyph [xMin]=49,[yMin]=50,[xMax]=60,[ymax]=61
advance.x/64=12,y.advance/64=0