第22章 TrueType矢量字体

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:WindowsFonts或C:WinntFonts），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GUITrueTypeFTL. 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：
复制代码
#ifndef SKIP_TEST
#include
#include
#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("abcdefghijklmnopqrstuvwxyzn");
  GUI_DispString("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZn");
  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. 1234567890n");
  }
  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
复制代码
/*
*********************************************************************************************************
*    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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