FreeType2使用总结

一、FreeType2简介

1. 是一个免费、开源、可移植且高质量的字体引擎；

2. 支持多种字体格式文件，并提供了统一的访问接口；

3. 支持单色位图、反走样位图渲染，这使字体显示质量达到Mac的水平；

4. 采用面向对象思想设计，用户可以灵活的根据需要裁剪。

 

二、FreeType2字形约定

2.1 基本概念

字形:

  字符映像叫做字形，单个字符能够有多个不同的映像，即多个字形。多个字符也可以有一个字形。

  (可以理解为一个字形就是一种书写风格)

字符图：

  字体文件包含一个或多个表，叫做字符图。用来将某种字符码转换成字形索引。一种字符编码方式(如ASCII、Unicode、Big5)对应一张表。

 

2.2字形轮廓

点:

  字形文本的大小通常用点(point)表示。点是一种简单的物理单位，数字印刷中，一点等于1/72英寸。

  设备的分辨率通常使用dpi(每英寸点数)表示的两个数。

  点数大小和像素数的转换公式：

  像素大数  = 点数*分辨率/72

轮廓线:

  字形轮廓的源格式是一组封闭的路径，称为轮廓线。每个轮廓线划定字形的外部或内部区域，它们可以是线段或者Bezier曲线。

EM正方形：

  字体在创建字形轮廓时，字体创建者所使用的假象的正方形。他可以将此想象成一个画字符的平面。它是用来将轮廓线缩放到指定文本尺寸的参考；它的尺寸越大，可以达到更大的字形分辨率。

  注意：字形可以自由的超出EM正方形。

位图渲染:

  指从字形轮廓转换成一个位图的过程。

 

2.3 字形度量

基线、笔和布局:

  基线是一个假象的线，用来在渲染文本时知道字形，它可以是水平或垂直的。而且，为了渲染文本，在基线上有一个虚拟的点，叫做笔位置或原点，它用来定位字形。每种布局使用不同的规约来放置字形：

  对水平布局，字形简单地搁在基线上；

  对于垂直布局，字形在基线上句中放置。

 

                      图1.水平布局及其度量    

                            图2.垂直布局及其度量

 

 

重要的字体度量参数：

 上下高度(ascent)：   从基线到放置轮廓点最高(上)的距离；

 下行高度(descent)：从基线到放置轮廓点最低(下)的距离；

 左跨距(bearingX)：  从当前笔位置到轮廓左边界的水平位置；

 上跨距(bearingY)：  从当前笔位置到轮廓上边界的垂直位置；

 步进宽度(advanceX): 相邻两个笔位置的水平距离(字间距)；

 字形宽度(width)：     字形的水平长度；

 字形高度(height)：   字形的垂直长度。

 

 

三、FreeType2基本数据结构及API

3.1 基本数据结构

 

 

 

FT_Library(库对象)：

  FreeType库句柄对象

  (不用关心其成员)

 

FT_Face(外观对象)：

  成员：

  num_faces: 字体文件所含外观数

  face_index: 当前外观索引值

  num_glyphs: 当前外观所含字形文件数

  num_charmaps: 字符表数

  charmaps: 字符表数组

  charmap: 当前字符表

  glyph:  字形槽对象

  size:  字形尺寸

 

FT_Size(尺寸对象)：

  成员：

    face:  指向父对象(FT_Face对象)

    metrics:  字形尺寸对象

 

FT_Size_Metrics(EM度量对象)：

  成员：

  x_ppem: EM正方形水平像素数

  y_ppem: EM正方形垂直像素数

  ascender:  EM正方形上行距离

  descender: EM正方形下行距离

  height:  EM正方形高度

  max_advance: 最大步进宽度

 

FT_GlyphSlot(字形槽对象)：

  成员：

    face:  指向父对象(FT_Face对象)

    metrics:  字形尺寸对象

    advance:  步进对象

    format:  字形槽格式

    bitmap:  字形位图

    bitmap_top: 位图上行距离

    bitmap_left: 位图左行距离

    outline:  字形轮廓线

 

FT_Vector(步进向量)：

  成员：

    x:  水平步进值

    y:  垂直步进值

 

FT_Bitmap(字形位图对象)：

  成员：

    row:  位图行数(高度)

    width:  位图宽度

    buffer:  位图数据(默认8位灰度值)

 

FT_Glyph_Metrics(字形槽度量对象)：

  成员：

    width:  字符映像宽度

    height:  字符映像高度

    horiBearingX: 左跨距(水平布局)

    horiBearingY: 右跨距(水平布局)

    horiAdvance: 水平步进

    vertBearingX: 左跨距(垂直布局)

    vertBearingY: 右跨距(垂直布局)

    vertAdvance: 垂直步进

 

3. 2 基本API

FT_ErrorFT_Init_FreeType(FT_Library *alibrary):

  函数功能:
  实例化一个FreeType库对象，并返回给alibrary；

  返回值：

  若实例化成功则返回0。

 

FT_ErrorFT_Done_FreeType(FT_Library library)：

  函数功能:
  销毁FreeType库对象library，包括其所有子对象；

 

FT_ErrorFT_New_Face(FT_Library library, const char*      

      filepathname, FT_Longface_index,FT_Face*aface ):

  函数功能:

  打开filepathname所指定的字体文件，加载第index个字体外观，并返回给aface指定的地址。

 

FT_ErrorFT_Set_Char_Size(FT_Face face,

  FT_F26Dot6 char_width,  FT_F26Dot6 char_height,

  FT_UInthorz_resolution,FT_UIntvert_resolution )：

  函数功能:
  设置字体大小；

  输入参数：

  char_width: 以1/64点为单位的字符宽度；

  char_height: 以1/64点为单位的字符高度；

  horz_resolution: 设备水平分辨率；

  vert_resolution: 设备垂直分辨率。

  注意：

  字符宽度或高度可设置为0，这意味着宽度或高度与另一个参数(高度或宽度)相同；

  水平或垂直分辨率设置为0时表示使用默认的72dpi。

 

FT_UIntFT_Get_Char_Index(FT_Face face,

  FT_ULong charcode)：

  函数功能:
  在选定的字符表中，查找与给出的字符码对应的字形索引。

  返回值：

  如果没有字符表被选中，这个函数简单返回字符码；

  如果该字符表总没有该字符码对应的字形图像，返回0。

  注意： 

  0对应特殊的字符图像，通常会显示一个框或空格；

  新建一个face时，默认是Unicode编码的字符表。

 

FT_Error  FT_Load_Glyph( FT_Face face, FT_UInt

  glyph_index, FT_Int32load_flags)：

  函数功能:

  从face中装载第index个字形图像到字形槽中(face->glyph)。

  输入参数：

  load_flags：装载标志，默认FT_LOAD_DEFAULT。此时优先装载嵌入位图，若无，则装载该字形的缩放后的轮廓线。

  face->glyph->format描述了字形图像的格式。若它的值是FT_GLYPH_FORMAT_OUTLINE，则可调用FT_Outline_Embolden加粗轮廓线；若它的值不是FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP，则可通过FT_Render_Glyph把它转换成位图。

FT_Error FT_Outline_Embolden(FT_Outline* outline,FT_Pos strength)：

  函数功能：

  将轮廓线加粗strength(26.6像素格式)。

FT_Error FT_Render_Glyph(FT_GlyphSlot slot,FT_Render_Moderender_mode)：

  函数功能:
  将字形槽对象(slot)中的字形图像转换成字形位图。

  输入参数：

   render_mode：渲染模式位标志集合，默认使用

  FT_RENDER_MODE_NORMAL渲染模式，表示渲染为一个高质量的抗锯齿(256级灰度)位图。

int main(){FT_Librarylibrary;FT_Faceface;FT_Errorerror;FT_UIntcharIdx;wchar_twch = 'a';char*buffer;// 用户申请的显示区域空间intstartX, startY;// 字符图像开始装入的位置// 1. 初始化freetype2库error = FT_Init_FreeType(&library);// 2. 创建一个faceerror = FT_New_Face(library, "C:\\windows\\font\\SURSONG.TTF", 0, &face);// 3. 设置字体尺寸error = FT_Set_Char_Size(face, 16*64, 16*64, 96, 96);// 4. 获取字符图像索引charIdx = FT_Get_Char_Index(face, wch);// 5. 加载字符图像FT_Load_Glyph(face, charIdx, FT_LOAD_DEFAULT);if (face->glyph->format == FT_GLYPH_FORMAT_OUTLINE){FT_Outline_Embolden(&(face->glyph->outline), 16);// 加粗轮廓线}// 6. 获取字符位图if (face->glyph->format != FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP){FT_Render_Glyph(face->glyph, FT_RENDER_MODE_NORMAL);}// 7. 拷贝字符位图到用户的buffer中(用户私人函数)// 注意左边的计算方法ft2CopyBitmapToBuf(buffer, startX+face->glyph->bitmap_left,startY+face->size->metrics.ascender/64-face->glyph->bitmap_top,face->glyph->bitmap);startX += face->glyph->advance.x/64;}