VxWorks5.5 平臺(tái)下矢量字體顯示的實(shí)現(xiàn)

摘 要：VxWorks5.5 采用點(diǎn)陣字庫(kù)實(shí)現(xiàn)字體顯示，這種字庫(kù)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，應(yīng)用廣泛，但一個(gè)字庫(kù)只能對(duì)應(yīng)一種字體的一種大小，在不確定使用何種字體的情況下，這種傳統(tǒng)的字體顯示方式便不能夠滿足需求。通過使用TrueType字庫(kù)和FreeType 字體引擎相結(jié)合的方式，能實(shí)現(xiàn)多種字體、任意大小的顯示功能。主要介紹了TrueType、FreeType技術(shù)的基本原理，以及在VxWorks5.5 下如何將WindML、FreeType 和TrueType 三者相結(jié)合實(shí)現(xiàn)矢量字體顯示的方法。

　　1 VxWorks5.5點(diǎn)陣字庫(kù)的局限性

　　VxWorks5.5 是美國(guó)風(fēng)河公司開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，圖形系統(tǒng)采用WindML3.0,支持點(diǎn)陣字顯示，不支持矢量字體顯示。點(diǎn)陣字采用內(nèi)存模式加載，使用前需要將字體庫(kù)先加載到內(nèi)存，再通過WindML 圖形接口實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣字顯示。點(diǎn)陣字庫(kù)采用。c 文件方式儲(chǔ)存信息，每個(gè)字信息都包含在一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，其中包含了字體的所有點(diǎn)信息，字體顯示時(shí)只要根據(jù)字的寬高將點(diǎn)信息直接送入顯存顯示。這種方式的字體實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、顯示速度快，但是一個(gè)字體文件只包含一種字體、一個(gè)大小的信息，使用具有一定的局限性。

　　隨著嵌入式軟件的不斷發(fā)展，在設(shè)計(jì)象嵌入式瀏覽器這樣的人機(jī)界面的軟件時(shí)，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)陣字庫(kù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)要求，嵌入式瀏覽器對(duì)字體的需求是根據(jù)網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容來(lái)決定的，在網(wǎng)頁(yè)上任何類型，任何大小的字體都可能出現(xiàn)，點(diǎn)陣字庫(kù)要將所有字體類型，每種字體的所有大小都包括是不可能的，這種局限性大大降低了瀏覽器的顯示效果。TrueType 字庫(kù)引入到VxWorks5.5 系統(tǒng)下，有效的解決了字體的問題，所有Windows 下的TrueType 字庫(kù)都可以在VxWorks5.5 系統(tǒng)直接使用，資源非常豐富，能滿足嵌入式系統(tǒng)對(duì)字庫(kù)的新需求。

　　2 TrueType字庫(kù)原理及FreeType字體引擎

　　TrueType 是Apple 公司和Microsoft 公司合作開發(fā)的頁(yè)面描述語(yǔ)言（簡(jiǎn)稱TTF），采用了直線和二次貝賽爾曲線來(lái)描述字符的輪廓，結(jié)合了光柵技術(shù)和矢量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服了以往所有點(diǎn)陣字體、矢量字體和向量輪廓字體的缺點(diǎn)，字體可以任意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)和變形而不會(huì)影響輸出質(zhì)量，提供了真正的設(shè)備無(wú)關(guān)性，二次貝賽爾曲線既能保證輪廓曲線的光滑性，又有利于提高字形還原的速度。如下圖1 所示。

圖1 TrueType 字體輪廓圖

　　FreeType 是一個(gè)完全免費(fèi)的、高品質(zhì)的可移植的字體引擎，它提供同一的接口訪問多種字體格式，包括TrueType,openType,CID,CFF 等。支持單色位圖，反走樣位圖的渲染，F(xiàn)reeType 庫(kù)是高度模塊化的程序庫(kù)，它使用ANSI C 開發(fā)，但采用面向?qū)ο蟮乃枷耄現(xiàn)reeType 用戶可以靈活地對(duì)它進(jìn)行裁剪。

　　3 VxWorks5.5下矢量字庫(kù)的實(shí)現(xiàn)

　　VxWorks5.5 下矢量字庫(kù)采用開放源代碼的Freetype 庫(kù)和Windows 下的TrueType 字庫(kù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)，通過WindML 圖形系統(tǒng)將矢量字應(yīng)用到VxWorks5.5系統(tǒng)中。矢量字使用前先初始化WindML 圖形系統(tǒng)，再初始化矢量字庫(kù)，并將矢量字庫(kù)的接口函數(shù)掛接到圖形系統(tǒng)下，在應(yīng)用矢量字庫(kù)時(shí)只需調(diào)用WindML 接口函數(shù)，調(diào)用方式和點(diǎn)陣字庫(kù)一致，實(shí)現(xiàn)了與WindML的無(wú)縫掛接。TrueType 字庫(kù)根據(jù)加載方式不同分為動(dòng)態(tài)加載和靜態(tài)加載兩種方式，動(dòng)態(tài)加載方式是將TrueType 字庫(kù)拷貝到目標(biāo)機(jī)硬盤，根據(jù)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)要求在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載字庫(kù)；靜態(tài)加載方式是將TrueType 字庫(kù)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)便加載到目標(biāo)機(jī)內(nèi)存，應(yīng)用程序可以直接調(diào)用字庫(kù)信息。動(dòng)態(tài)加載方式優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省內(nèi)存和加載靈活，缺點(diǎn)在于不同字體切換時(shí)消耗的時(shí)間長(zhǎng)，不適合需字體的頻繁切換的應(yīng)用程序；靜態(tài)加載方式優(yōu)點(diǎn)在于不同字體切換時(shí)消耗的時(shí)間短，適合需字體的頻繁切換的應(yīng)用程序，缺點(diǎn)在于內(nèi)存消耗大，加載不靈活。

　　3.1 矢量字體的初始化

　　矢量字庫(kù)的初始化主要有矢量字體設(shè)備創(chuàng)建和矢量字體設(shè)備注冊(cè)兩部分組成。先創(chuàng)建矢量字體設(shè)備，如果創(chuàng)建成功則將矢量字體設(shè)備注冊(cè)到系統(tǒng)中，如果創(chuàng)建不成功則退出程序。

　　矢量字體設(shè)備創(chuàng)建函數(shù)UGL_FONT_DRIVER*uglFT2FontDriverCreate（UGL_UGI_DRIVER*pDriver,UGL_FT2_FONT_DRV_CFG *pFT2FontConfig），參數(shù)pDriver 為圖形系統(tǒng)設(shè)備號(hào)，取值graphicsDevID 為WindML 初始化時(shí)創(chuàng)建的圖形系統(tǒng)設(shè)備號(hào)；參數(shù)pFT2FontConfig 為字體配置結(jié)構(gòu)，根據(jù)字體加載的方式不同參數(shù)也不同，具體見3.4 章節(jié)；返回值ft_fontDevID為矢量字體設(shè)備號(hào)。

　　設(shè)備注冊(cè)函數(shù)UGL_STATE uglRegistryAdd（UGL_UINT32 type, UGL_UINT32 data, UGL_UINT32id, char *name），參數(shù)type 為矢量字體設(shè)備類型，需定義一個(gè)新設(shè)備類型UGL_FONT_ENGINE_FTTYPE,取值為13;參數(shù)data 為圖形系統(tǒng)設(shè)備ID,取值（UGL_UINT32）graphicsDevID;參數(shù)id 為矢量字體設(shè)備號(hào)，取值（UGL_UINT32） ft_fontDevID;參數(shù)name取值0.

3.2 字體單雙字節(jié)編碼轉(zhuǎn)換

3.4 字庫(kù)加載

　　字體庫(kù)加載方式分動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種，兩者之間互有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)用戶的不同需求自主選擇加載方式。

　　3.4.1 字庫(kù)動(dòng)態(tài)加載

　　字庫(kù)動(dòng)態(tài)加載方式是將windows 下的TrueType 字體庫(kù)文件（*.ttf,*.ttc）拷貝到目標(biāo)機(jī)目錄下，根據(jù)用戶需求在程序執(zhí)行過程中動(dòng)態(tài)加載字庫(kù)。動(dòng)態(tài)加載的實(shí)現(xiàn)方法：先聲明兩個(gè)結(jié)構(gòu)變量。

　　1） UGL_FT2_FONT_DRV_CFG ft_font_cfg;

　　2） UGL_FT2_FONT_PATH_DESC FontPathDesc;

　　接著設(shè)置FontPathDesc 信息， FontPathDesc.PFontSearchPath=/ata0a/ttf/; FontPathDesc.filter=*.ttf;pFontSearchPath 為字體文件搜索路徑，filter 為文件過濾器。再設(shè)置ft_font_cfg 信息，ft_font_cfg.numFontPathDesc=1;ft_font_cfg.pFontPathDesc=FontPathDesc;

ft_font_cfg.defaultCharset=FT_ENCODING_UNICODE;numFontPathDesc 為字體搜索路徑的個(gè)數(shù)，pFontPathDesc 為搜索路徑，defaultCharset 為設(shè)置矢量字體的編碼模式。最后按照3.1 章節(jié)對(duì)矢量字庫(kù)進(jìn)行初始化。

　　3.4.2 字庫(kù)靜態(tài)加載

　　字體庫(kù)靜態(tài)加載方式是將windows 下的TrueType字體庫(kù)文件（*.ttf,*.ttc）編譯生成一個(gè)。o 文件，并在應(yīng)用程序執(zhí)行前先加載到內(nèi)存。靜態(tài)加載的實(shí)現(xiàn)方法：