VxWorks5.5 平臺下矢量字體顯示的實現(xiàn)

摘 要：VxWorks5.5 采用點陣字庫實現(xiàn)字體顯示，這種字庫設(shè)計簡潔，應(yīng)用廣泛，但一個字庫只能對應(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字庫和FreeType 字體引擎相結(jié)合的方式，能實現(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)合實現(xiàn)矢量字體顯示的方法。

　　1 VxWorks5.5點陣字庫的局限性

　　VxWorks5.5 是美國風(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,支持點陣字顯示，不支持矢量字體顯示。點陣字采用內(nèi)存模式加載，使用前需要將字體庫先加載到內(nèi)存，再通過WindML 圖形接口實現(xiàn)點陣字顯示。點陣字庫采用。c 文件方式儲存信息，每個字信息都包含在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，其中包含了字體的所有點信息，字體顯示時只要根據(jù)字的寬高將點信息直接送入顯存顯示。這種方式的字體實現(xiàn)簡單、顯示速度快，但是一個字體文件只包含一種字體、一個大小的信息，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)計象嵌入式瀏覽器這樣的人機界面的軟件時，發(fā)現(xiàn)點陣字庫已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計要求，嵌入式瀏覽器對字體的需求是根據(jù)網(wǎng)頁內(nèi)容來決定的，在網(wǎng)頁上任何類型，任何大小的字體都可能出現(xiàn)，點陣字庫要將所有字體類型，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)對字庫的新需求。

　　2 TrueType字庫原理及FreeType字體引擎

　　TrueType 是Apple 公司和Microsoft 公司合作開發(fā)的頁面描述語言（簡稱TTF），采用了直線和二次貝賽爾曲線來描述字符的輪廓，結(jié)合了光柵技術(shù)和矢量技術(shù)的優(yōu)點，克服了以往所有點陣字體、矢量字體和向量輪廓字體的缺點，字體可以任意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)和變形而不會影響輸出質(zhì)量，提供了真正的設(shè)備無關(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 是一個完全免費的、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 庫是高度模塊化的程序庫，它使用ANSI C 開發(fā)，但采用面向?qū)ο蟮乃枷耄現(xiàn)reeType 用戶可以靈活地對它進(jìn)行裁剪。

　　3 VxWorks5.5下矢量字庫的實現(xiàn)

　　VxWorks5.5 下矢量字庫采用開放源代碼的Freetype 庫和Windows 下的TrueType 字庫結(jié)合實現(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，并將矢量字庫的接口函數(shù)掛接到圖形系統(tǒng)下，在應(yīng)用矢量字庫時只需調(diào)用WindML 接口函數(shù)，調(diào)用方式和點陣字庫一致，實現(xiàn)了與WindML的無縫掛接。TrueType 字庫根據(jù)加載方式不同分為動態(tài)加載和靜態(tài)加載兩種方式，動態(tài)加載方式是將TrueType 字庫拷貝到目標(biāo)機硬盤，根據(jù)應(yīng)用程序的設(shè)計要求在程序運行時動態(tài)加載字庫；靜態(tài)加載方式是將TrueType 字庫在系統(tǒng)啟動時便加載到目標(biāo)機內(nèi)存，應(yīng)用程序可以直接調(diào)用字庫信息。動態(tài)加載方式優(yōu)點在于節(jié)省內(nèi)存和加載靈活，缺點在于不同字體切換時消耗的時間長，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)點在于不同字體切換時消耗的時間短，適合需字體的頻繁切換的應(yīng)用程序，缺點在于內(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，取值graphicsDevID 為WindML 初始化時創(chuàng)建的圖形系統(tǒng)設(shè)備號；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。

　　設(shè)備注冊函數(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，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 字庫加載

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

　　3.4.1 字庫動態(tài)加載

　　字庫動態(tài)加載方式是將windows 下的TrueType 字體庫文件（*.ttf,*.ttc）拷貝到目標(biāo)機目錄下，根據(jù)用戶需求在程序執(zhí)行過程中動態(tài)加載字庫。動態(tài)加載的實現(xiàn)方法：先聲明兩個結(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)對矢量字庫進(jìn)行初始化。

　　3.4.2 字庫靜態(tài)加載

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