第22章emWin(UCGUI)TrueType矢量字体

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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:
22.2STemWin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/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
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

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
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);
}
}
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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