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特别说明:完整STemWin的1-60期教程和配套实例下载地址:链接 第22章 TrueType矢量字体
本期教程跟大家讲解矢量字体的相关知识,矢量字体最大的好处就是可以任意放大或者缩小字体,而且字体的显示效果不失真。矢量字体的缺点就是不适合用在小型嵌入式系统中,极其消耗内存。
22. 1 XBF格式字体生成方法
22. 2 移植到开发板显示
22. 3 总结
22.1 矢量字体介绍
下面的内容来自百度百科和wiki百科(两个内容居然一模一样),讲的非常好,特此转载过来。
目前主流的矢量字体格式有3种:Type1,TrueType和OpenType,这三种格式都是与平台无关的。
Type1全称PostScript Type1,是1985年由Adobe公司提出的一套矢量字体标准,由于这个标准是基于PostScript Description Language(PDL),而PDL又是高端打印机首选的打印描述语言,所以Type1迅速流行起来。但是Type1是非开放字体,Adobe对使用Type1的公司征收高额的使用费。
TrueType是1991年由Apple公司与Microsoft公司联合提出另一套矢量字标准。
Type1使用三次贝塞尔曲线来描述字形,TrueType则使用二次贝塞尔曲线来描述字形。所以Type1的字体比TrueType字体更加精确美观。一个误解是,Type1字体比TrueType字体占用空间多。这是因为同样描述一个圆形,二次贝塞尔曲线只需要8个关键点和7段二次曲线;而三次贝塞尔曲线则需要12个关键点和11段三次曲线。然而实际情况是一般来说 Type1比TrueType要小10%左右。这是因为对于稍微复杂的字形,为了保持平滑,TrueType必须使用更多的关键点。由于现代大部分打印机都是使用PDL作为打印描述语言,所以Type1字体打印的时候不会产生形变,速度快;而TrueType则需要翻译成PDL,由于曲线方程的变化,还会产生一定的形变,不如Type1美观。
这么说来,Type1应该比TrueType更具有优势,为什么如今的计算机上TrueType反而比Type1使用更广泛呢?这是因为第一:Type1由于字体方程的复杂,所以在屏幕上渲染的时候,花费的时间多,解决方案是大部分Type1字体嵌入了点阵字体,这样渲染快,但是边缘不光滑,比较难看。很多ps文档和ps转换的pdf文档都是这样,在计算机上浏览的时候字体很难看,但是打印出来很美观。TrueType则渲染比较快,可以平滑的显示在屏幕上,看上去很美观。
第二个原因是Type1的高额使用费,使得Type1没有被所有的操作系统所支持。Windows家族只有OS/2和windows 2000及之后的版本从操作系统级别开始支持Type1。由于这个问题,Adobe只好在其所有的产品中嵌入Adobe Type Manager(ATM)作为渲染引擎。
OpenType则是Type1与TrueType之争的最终产物。1995年,Adobe公司和Microsoft公司开始联手开发一种兼容Type1和TrueType,并且真正支持Unicode的字体,后来在发布的时候,正式命名为OpenType。OpenType可以嵌入Type1和TrueType,这样就兼有了二者的特点,无论是在屏幕上察看还是打印,质量都非常优秀。可以说OpenType是一个三赢的结局,无论是Adobe、Microsoft还是最终用户,都从OpenType中得到了好处。Windows家族从Windows 2000开始,正式支持OpenType。打开系统的字体目录(一般是C:\Windows\Fonts\或C:\Winnt\Fonts),可以看到:一个红色A的图标的是点阵字体,两个重叠的T的图标是TrueType字体,一个O的图标就是OpenType字体。
矢量字体扩展名ttf。点阵字体的扩展名是fon.
下面是XP系统中字体的部分截图:
22.2 STemWin对矢量字体的支持
TrueType为字体开发人员提供对在各种字体高度下字体显示方式的高度控制。与位图字体(基于每个字符的位图)不同,TrueType字体基于矢量图形。矢量表示的优势在于无损的可扩展性。这意味着,每个字符在绘制前需要光栅化为位图。为避免每次绘制字符时都进行光栅化,通常用字体引擎缓存位图数据。这要求CPU速度快、RAM足够。发货时不含emWin TTF包。该项内容可在www.segger.com/link/emwin_freetype.zip下免费获得。
emWin对TTF支持的实施基于来自David Turner、Robert Wilhelm和Werner Lembergr的FreeType字体库,该库可在www.freetype.org下免费获得。emWin对该库的使用符合GUI\TrueType\FTL. txt下的FreeType许可。emWin对该库进行了少许改编,添加了带有GUI函数的 “粘贴”层。
TrueType矢量字体的硬件要求如下:
CPU |
TTF支持仅适用于32位CPU。我们对32位CPU的定义为:sizeof(int)= 4。 |
ROM |
TTF引擎的ROM要求大约为250 K。确切大小取决于CPU、编译器以及编译器的优化水平。 |
RAM |
该库的RAM要求主要取决于使用的字体。TTF引擎的基本RAM要求大约为50 K。在使用GUI_TTF_CreateFont()创建GUI字体时,字体引擎会加载生成字符所需的TTF文件中定义的所有字体表。不同字体之间的表大小有所差异。创建字体额外要求的RAM量可能介于几个KB到1 MB以上之间。一般字体需要80-300 kb。取决于使用的字体文件需要多少RAM。至少,TTF引擎需要位图缓存。默认情况下,引擎使用200 K的缓存。足够大多数应用使用。TTF引擎通过非emWin函数malloc()和free()分配内存。使用TTF引擎之前,必须确保
能够运行这些函数。 |
从SEGGER官网下载的矢量库主要有以下文件:
TrueType相关的文件还是很多的,这里只贴了部分源码。
22.3 模拟器上面运行矢量字体
在emWin模拟器中,官方专门做了一个例子用于运行矢量字体,程序DEMO位置如下:
这个DEMO程序的代码如下:
- #ifndef SKIP_TEST
-
- #include <windows.h>
- #include <stdio.h>
- #include "GUI.h"
-
- /*********************************************************************
- *
- * Static data
- *
- **********************************************************************
- */
- static unsigned _aHeight [] = {16, 20, 32, 48}; // Array of heights used to show text
- static GUI_TTF_CS _aCS [GUI_COUNTOF(_aHeight)]; // Each GUI font needs its own GUI_TTF_CS structure
- static GUI_FONT _aFont [GUI_COUNTOF(_aHeight)]; // Array of GUI fonts
- static char _acFamily [200];
- static char _acStyle [200];
-
- /*********************************************************************
- *
- * Static code
- *
- **********************************************************************
- */
- /*********************************************************************
- *
- * _ShowText
- */
- static void _ShowText(void) {(1)
- int i;
-
- GUI_Clear();
- i = 0;
- GUI_TTF_GetFamilyName(&_aFont[i], _acFamily, sizeof(_acFamily));(2)
- GUI_TTF_GetStyleName(&_aFont[i], _acStyle, sizeof(_acStyle));
- GUI_SetFont(&GUI_Font20_1);
- GUI_DispString(_acFamily);
- GUI_DispString(", ");
- GUI_DispString(_acStyle);
- GUI_DispNextLine();
- GUI_DrawHLine(GUI_GetDispPosY(), 0, 0xfff);
- GUI_SetFont(&_aFont[i]);
- GUI_DispString("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\n");
- GUI_DispString("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\n");
- GUI_DispString("123456789.:,;(:*!?')\n");
- GUI_DrawHLine(GUI_GetDispPosY(), 0, 0xfff);
- for (i = 0; i < GUI_COUNTOF(_aHeight); i++) {
- GUI_SetFont(&_aFont[i]);
- GUI_DispString("The quick brown fox jumps over the lazy dog. 1234567890\n");
- }
- GUI_Delay(1000);
- }
-
- /*********************************************************************
- *
- * _CreateFonts
- */
- static int _CreateFonts(const U8 * pData, U32 NumBytes) {(3)
- int i;
- GUI_TTF_DATA TTF_Data; // Only one GUI_TTF_DATA structure is used per font face
-
- TTF_Data.pData = pData; // Set pointer to file data
- TTF_Data.NumBytes = NumBytes; // Set size of file
- for (i = 0; i < GUI_COUNTOF(_aHeight); i++) {
- //
- // Initialize GUI_TTF_CS members
- //
- _aCS[i].PixelHeight = _aHeight[i];
- _aCS[i].pTTF = &TTF_Data;
- //
- // Create GUI font
- //
- if (GUI_TTF_CreateFont(&_aFont[i], &_aCS[i])) {(4)
- return 1;
- }
- }
- return 0;
- }
-
- /*********************************************************************
- *
- * _cbFontDemo
- *
- * Function description
- * The function uses the given pointer to a true type font for creating
- * a couple of GUI fonts and showing the outline of the TTF font.
- *
- * Parameters:
- * pData - Location of font file
- * NumBytes - Size of font file
- */
- static void _cbFontDemo(const U8 * pData, U32 NumBytes) {(5)
- _CreateFonts(pData, NumBytes); // Create fonts
- _ShowText(); // Show some text
- GUI_TTF_DestroyCache(); // Clear the TTF cache
- }
-
- /*********************************************************************
- *
- * _IterateOverAllFiles
- *
- * Function description
- * The function iterates over all files of the given folder and the
- * given mask, reads the contents of the file and calls the function
- * pfDoSomething() with location and size of file data.
- * Can be used under Win32 environment only.
- */
- static void _IterateOverAllFiles(const char * sFolder, const char * sMask, void (* pfDoSomething)(const U8 * pData, U32 NumBytes)) {(6)
- GUI_RECT Rect = {0, 10, 1000, 1000};
- char acMask[_MAX_PATH];
- char acFile[_MAX_PATH];
- WIN32_FIND_DATA Context;
- HANDLE hFind;
- HANDLE hFile;
- U8 * pData;
- DWORD NumBytes;
- DWORD NumBytesRead;
-
- sprintf(acMask, "%s\\%s", sFolder, sMask);
- hFind = FindFirstFile(acMask, &Context);
- if (hFind != INVALID_HANDLE_VALUE) {
- do {
- sprintf(acFile, "%s\\%s", sFolder, Context.cFileName);
- hFile = CreateFile(acFile, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, 0, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
- if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE) {
- NumBytes = GetFileSize(hFile, NULL);
- pData = (U8 *)malloc(NumBytes);
- ReadFile(hFile, pData, NumBytes, &NumBytesRead, NULL);
- pfDoSomething(pData, NumBytes);
- free(pData);
- }
- CloseHandle(hFile);
- } while (FindNextFile(hFind, &Context));
- }
- }
-
- /*********************************************************************
- *
- * Public code
- *
- **********************************************************************
- */
- /*********************************************************************
- *
- * MainTask
- */
- void MainTask(void) {
- char acPath[200];
-
- GUI_Init();
- //
- // Set colors and text mode
- //
- GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);
- GUI_SetColor(GUI_BLACK);
- GUI_SetTextMode(GUI_TM_TRANS);
- //
- // Get windows system directory and extend it with '\Font'(7)
- //
- GetWindowsDirectory(acPath, sizeof(acPath));
- strcat(acPath, "\\Fonts");
- //
- // Iterate over files and call _cbFontDemo for each file
- //
- while (1) {
- _IterateOverAllFiles(acPath, "*.ttf", _cbFontDemo);
- }
- }
-
- #endif
复制代码 1. 这个函数用于文本显示。
2. 函数:GUI_TTF_GetFamilyName 将返回字体文件中定义的字体系列名称
函数:GUI_TTF_GetStyleName 此函数将返回字体文件中定义的样式名称 (粗体、常规等)
3. 用于字体的创建,注意字体的创建方法
4. 用于实现字体创建的函数,函数中两个成员介绍如下:
GUI_TTF_CS
数据类型 |
元素 |
描述 |
GUI_TTF_DATA * |
pTTF |
指向包含要使用的字体文件位置和大小的GUI_TTF_DATA结构 |
PixelHeight |
PixelHeight |
新字体的像素高度。表示字形 “g”和 “f”之间周围矩形的高度。请注意,这并非两行文本之间的距离。换句话说,GUI_GetFontSizeY()返回的值与此值并不完全相同。 |
FaceIndex |
FaceIndex |
有些字体文件可能包含多种字体风格。对于多种风格,此索引指定使用基于零的风格索引来创建字体。通常为0。 |
GUI_TTF_DATA
数据类型 |
元素 |
描述 |
const void * |
pData |
指向可寻址存储器区域中的TTF字体文件。 |
NumBytes |
NumBytes |
文件的大小 (字节)。 |
5. 字体演示主要运行的程序。注意函数GUI_TTF_DestroyCache 用于释放TTF缓存系统分配的所有内存并解除该缓存。
6. 通过这个程序实现电脑系统中矢量字体的轮番显示。
7. 获取电脑系统中字体存储的路径。
实际显示效果如下(这里只贴了一个截图)
22.4 移植到开发板上显示
22.4.1 第一步:从官网下载矢量库
下载地址:www.segger.com/link/emwin_freetype.zip
22.4.2 第二步:添加到emWin工程中(MDK)
添加上后需要再添加相应的工程路径:
22.4.3 第三步:修改Heap的大小
由于要使用非emWin自带的molloc和free函数,下面是修改的位置和大小:
这个地方一定得大点,要不字体无法显示。
22.4.4 第四步:主程序
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: MainTask
- * 功能说明: GUI主函数
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void MainTask(void)
- {
- OS_ERR err;
- char *_acBuffer;
- GUI_TTF_CS Cs0, Cs1, Cs2, Cs3;
- GUI_TTF_DATA Data;
- GUI_FONT Font0, Font1, Font2, Font3;
- GUI_HMEM hMem;
-
- GUI_Init();
- GUI_SetBkColor(GUI_BLACK);
- GUI_SetColor(GUI_RED);
-
- /* 申请一块内存空间 并且将其清零 */ (1)
- hMem = GUI_ALLOC_AllocZero(1024*1500);
- /* 将申请到内存的句柄转换成指针类型 */
- _acBuffer = GUI_ALLOC_h2p(hMem);
- /* 打开文件 */
- OSSchedLock(&err);
- result = f_open(&file, "seg.ttf", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ | FA_OPEN_ALWAYS); (2)
- result = f_read(&file, _acBuffer, file.fsize, &bw);
- OSSchedUnlock(&err);
-
- /* Set parameters for accessing the font file */
- Data.pData = _acBuffer; /* Address */
- Data.NumBytes = file.fsize; /* Size */
-
- /* Set creation parameters of first font */
- Cs0.pTTF = &Data; /* Use address of GUI_TTF_DATA */
- Cs0.PixelHeight = 24; /* Pixel height */(3)
- Cs0.FaceIndex = 0; /* Initialize to 0 */
- /* Set creation parameters of second font */
- Cs1.pTTF = &Data; /* Use address of GUI_TTF_DATA */
- Cs1.PixelHeight = 48; /* Pixel height */
- Cs1.FaceIndex = 0; /* Initialize to 0 */
- /* Set creation parameters of first font */
- Cs2.pTTF = &Data; /* Use address of GUI_TTF_DATA */
- Cs2.PixelHeight = 96; /* Pixel height */
- Cs2.FaceIndex = 0; /* Initialize to 0 */
- /* Set creation parameters of second font */
- Cs3.pTTF = &Data; /* Use address of GUI_TTF_DATA */
- Cs3.PixelHeight = 144; /* Pixel height */
- Cs3.FaceIndex = 0; /* Initialize to 0 */
- /* Create 4 fonts */
- GUI_TTF_CreateFont(&Font0, &Cs0);(4)
- GUI_TTF_CreateFont(&Font1, &Cs1);
- GUI_TTF_CreateFont(&Font2, &Cs2);
- GUI_TTF_CreateFont(&Font3, &Cs3);
- /* Draw something using the fonts */
- GUI_SetFont(&Font0);
- GUI_DispStringAt("ABC1234", 0, 0);
- GUI_SetFont(&Font1);
- GUI_DispStringAt("ABC1234", 0, 24);
- GUI_SetFont(&Font2);
- GUI_DispStringAt("ABC1234", 0, 24+48);
- GUI_SetFont(&Font3);
- GUI_DispStringAt("ABC1234", 0, 24+48+96);
- GUI_DispStringAt("ARMFLY", 0, 24+48+96+144);
- while(1)
- {
- GUI_Delay(100);
- }
-
- }
复制代码 1. 申请动态内存用于加载字库。
2. 将矢量字体从SD卡中加载到外接SRAM中。
3. 设置矢量字体点阵大小。
4. 创建四种大小的矢量字体。
22.4.5 第五步:矢量字体放到SD卡中
由于汉字的矢量字体比较大,使用2MB的SRAM空间不够,这里使用从网上下载的米字体做为显示。
放到SD卡后,在屏上的实际显示效果如下:
特别注意,如果使用的是800*480分辨率的屏可以完成显示出来,如果是小于这个分辨率的屏只能显示出一部分,大家可以按照上面的设计方法做一个适合自己屏大小的显示。
22.5 总结
矢量字体就跟大家讲这么多,更多的知识可以研究下源码的实现。关于字体的显示截至到本期教程就算结束了。 |
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