超级好用的C++实用库之点阵字体

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概述

        点阵字体是一种数字字体,其中每个字符都由一定尺寸的像素矩阵组成。比如:一个16×16点阵字体意味着每个字符是16列乘以16行的点阵构成的,每个点可以是开(黑色、实心)或关(白色、空白),通过组合这些点来模拟字符的形状和轮廓。

        在计算机显示、打印和其他数字化输出设备中,点阵字体由于其简单性而得到广泛应用,特别是在早期的计算机系统、打印机以及低分辨率显示屏上。点阵字体的一个显著特点是:它们不需要任何矢量渲染引擎就可以直接输出,因为每个字符都已经预定义为静态的像素图案。现代应用中,尽管高分辨率显示器和高质量矢量字体已经成为主流,但点阵字体仍然在一些特定场合中有其独特价值,比如:游戏开发、嵌入式系统、工业打标、OSD字符叠加等。

CHP_LatticeFont类

        在音视频开发领域,一般需要在视频上叠加各种文字信息。在嵌入式系统中,Flash空间和内存空间都非常有限,通常使用点阵字体来进行字符叠加。点阵字体文件通常分为两种:ascii字体文件和汉字字体文件。我们可以根据需要,将字体用白色或黑色来输出和渲染。但如果视频区域也是白色或黑色,则会与叠加的文字信息的颜色混在一起,导致看不清楚文字信息。

        为了区分视频区域和叠加的文字信息,我们通常会使用描边的点阵字体。所谓描边的点阵字体,就是在白色或黑色的字体周围,再添加一圈黑色或白色的描边。为了方便应用层使用描边字体,我们封装了CHP_LatticeFont类。CHP_LatticeFont类的头文件,可参考下面的示例代码。

#pragma once#include <stdio.h>#include "HP_Mutex.h"class CHP_LatticeFont
{
public:static void Open();static CHP_LatticeFont *&Singleton();static void Close();int Init(const char *pszAsc16File, const char *pszHz16File, const char *pszAsc16StrokeFile = NULL, const char *pszHz16StrokeFile = NULL);void DeInit();int GetCode(const char *pszText, char *pCode, int &nTotalCodeLen, bool bUseStrokeFont = false);static int GetMaxCodeLen(const char *pszText, bool bUseStrokeFont = false);static int CorrectHalfChinese(char *pBuf, int nBufLen);protected:CHP_LatticeFont();~CHP_LatticeFont();private:static int Init(const char *pszAsc16File, const char *pszHz16File, FILE *&pfAsc16, FILE *&pfHz16);static int ReadAsc16(FILE *pFile, unsigned char ucChar, char *pBuf);static int ReadHz16(FILE *pFile, unsigned char ucHigh, unsigned char ucLow, char *pBuf);static int ReadAsc32(FILE *pFile, unsigned char ucChar, char *pBuf);static int ReadHz32(FILE *pFile, unsigned char ucHigh, unsigned char ucLow, char *pBuf);static void Transform(char *pCodeChar, bool bUseStrokeFont);private:static CHP_LatticeFont *m_pThis;FILE *m_pfAsc16;FILE *m_pfHz16;FILE *m_pfAsc16Stroke;FILE *m_pfHz16Stroke;CHP_Mutex m_mutex;
};

        可以看到,CHP_LatticeFont类是一个单实例类。为了使用CHP_LatticeFont类,我们需要先制作ascii字体文件和汉字字体文件。如果需要描边的点阵字体,还需要制作带描边的ascii字体文件和带描边的汉字字体文件。关于点阵字体文件的具体制作,可以使用GuiTool或HZKCreator等工具,这里就不再赘述了。

        下面,我们将介绍CHP_LatticeFont类导出的公共接口。

        Init:初始化点阵字体。参数pszAsc16File为ascii字体文件,参数pszHz16File为汉字字体文件;参数pszAsc16StrokeFile为带描边的ascii字体文件,参数pszHz16StrokeFile为带描边的汉字字体文件。返回值为0表示成功,其他为错误码,必须至少有一组字体文件解析成功,该接口才会返回成功。

        DeInit:反初始化点阵字体,释放相关资源。

        GetCode:获取字符串文本的点阵字体的编码。参数pszText为字符串文本,参数pCode为编码buffer,参数nTotalCodeLen传入时为编码buffer的总长度,传出时为编码buffer的实际长度,参数bUseStrokeFont表示是否使用描边字体。返回值为0表示成功,其他为错误码。

        GetMaxCodeLen:获取字符串文本的点阵字体编码的最大长度,一般用于预先分配编码buffer内存时,获取编码buffer的长度。参数pszText为字符串文本,参数bUseStrokeFont表示是否使用描边字体,返回值为点阵字体编码的最大长度。

        CorrectHalfChinese:校正半个汉字。当字符串文本宽度超过图像或视频宽度时,会对字符串文本进行截断。截断可能恰好发生在一个汉字的中间,此时,需要进行校正,把前半个汉字置为空字符。参数pBuf为文本buffer(不包括结尾的\0),参数nBufLen为文本buffer的长度。返回值为0表示成功,其他为错误码。

总结

        在点阵字体中,每一个字符都以固定大小的位图图像来存储。这意味着,字符不能自由缩放而保持清晰度。因为当放大时,单个像素会被放大显示成多个像素,导致锯齿状边缘和模糊效果。相反,缩小点阵字体可能导致字符难以辨认或丢失细节。

        点阵字体的优势在于:它们易于硬件直接渲染,并且对于资源有限的系统(比如:早期个人计算机、嵌入式系统)来说,由于不需要复杂的矢量渲染引擎,特别高效。

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