【嵌入式】利用freetype字体库（绘制中文）

终极目标：利用freetype开源字体库，实现在图片上书写一行字体大小变化的诗句（比如首字体增大）

(一) 树莓派3b+freetype2.4.10

1. 下载

我是在PC上下载好Linux版本，用teamviewer传到派上的；也可以直接在pi上下载。

官网链接：https://sourceforge.net/projects/freetype/files/freetype2/

注意：Linux系统下需要的版本为：freetype-2.*.*.tar.br2；版本自选。

我选择的是2.4.10,可任选

用teamviewer直接传文件到/home/pi目录下：

2. 解压及配置

• 进入命令模式
• 解压(对应版本):

tar -xjf freetype-2.4.10.tar.bz2

• 进入安装包：

cd freetype-2.4.10/

• 配置：

./configure

配置完成如图：

• 编译：(需要几分钟时间)

make

编译完成如图：

• 直接将库安装到根目录/usr/local/里,所以需要加sudo:

sudo make install

完成如图：

3. 添加字体库

• 查看本地字体库目录

树莓派：/usr/share/fonts
Windows：C:\Windows\Fonts

经查看，我的pi目录下没有宋体（simhei.ttf）、（simsun.ttc）的字体文件，我从pc上传了一份过去，注意填写的接收地址。

4. 一个简单的Demo

• 新建文件夹freetype_test
• 将刚才传输的simsun.ttc字体库样式复制到freetype_test文件夹下
• 在freetype_test文件夹下创建 test.cpp
• 编写代码（这里的源码我是参照网上的，先直接拖进去试试水）

#include 
#include 
#include 
 
#include 
#include FT_FREETYPE_H
 
 
#define WIDTH   80
#define HEIGHT  80
 
 
/* origin is the upper left corner */
unsigned char image[HEIGHT][WIDTH];
 
 
/* Replace this function with something useful. */
 
void
draw_bitmap( FT_Bitmap*  bitmap,
             FT_Int      x,
             FT_Int      y)
{
  FT_Int  i, j, p, q;
  FT_Int  x_max = x + bitmap->width;
  FT_Int  y_max = y + bitmap->rows;
 
 
  for ( i = x, p = 0; i < x_max; i++, p++ )
  {
    for ( j = y, q = 0; j < y_max; j++, q++ )
    {
      if ( i < 0      || j < 0       ||
           i >= WIDTH || j >= HEIGHT )
        continue;
 
      image[j][i] |= bitmap->buffer[q * bitmap->width + p];
    }
  }
}
 
 
void
show_image( void )
{
  int  i, j;
 
 
  for ( i = 0; i < HEIGHT; i++ )
  {
    for ( j = 0; j < WIDTH; j++ )
      putchar( image[i][j] == 0 ? ' '
                                : image[i][j] < 128 ? '+'
                                                    : '*' );
    putchar( '\n' );
  }
}
 
 
int
main( int     argc,
      char**  argv )
{
  FT_Library    library;
  FT_Face       face;
 
  FT_GlyphSlot  slot;
  FT_Matrix     matrix;                 /* transformation matrix */
  FT_Vector     pen;                    /* untransformed origin  */
  FT_Error      error;
 
  char*         filename;
  char*         text;
 
  double        angle;
  int           target_height;
  int           n, num_chars;
 
 
  if ( argc != 3 )
  {
    fprintf ( stderr, "usage: %s font sample-text\n", argv[0] );
    exit( 1 );
  }
 
  filename      = argv[1];                           /* first argument     */
  text          = argv[2];                           /* second argument    */
  num_chars     = strlen( text );
  angle         = ( 0.0 / 360 ) * 3.14159 * 2;      /* use 25 degrees     */
  target_height = HEIGHT;
 
  error = FT_Init_FreeType( &library );              /* initialize library */
  /* error handling omitted */
 
  error = FT_New_Face( library, argv[1], 0, &face ); /* create face object */
  /* error handling omitted */
 
#if 0
  /* use 50pt at 100dpi */
  error = FT_Set_Char_Size( face, 50 * 64, 0,
                            100, 0 );                /* set character size */
 
	/* pixels = 50 /72 * 100 = 69  */
#else
	FT_Set_Pixel_Sizes(face, 24, 0);
#endif
  /* error handling omitted */
 
  slot = face->glyph;
 
  /* set up matrix */
  matrix.xx = (FT_Fixed)( cos( angle ) * 0x10000L );
  matrix.xy = (FT_Fixed)(-sin( angle ) * 0x10000L );
  matrix.yx = (FT_Fixed)( sin( angle ) * 0x10000L );
  matrix.yy = (FT_Fixed)( cos( angle ) * 0x10000L );
 
  /* the pen position in 26.6 cartesian space coordinates; */
  /* start at (0,40) relative to the upper left corner  */
  pen.x = 0 * 64;
  pen.y = ( target_height - 40 ) * 64;
 
  for ( n = 0; n < num_chars; n++ )
  {
    /* set transformation */
    FT_Set_Transform( face, &matrix, &pen );
 
    /* load glyph image into the slot (erase previous one) */
    error = FT_Load_Char( face, text[n], FT_LOAD_RENDER );
    if ( error )
      continue;                 /* ignore errors */
 
    /* now, draw to our target surface (convert position) */
    draw_bitmap( &slot->bitmap,
                 slot->bitmap_left,
                 target_height - slot->bitmap_top );
 
    /* increment pen position */
    pen.x += slot->advance.x;
    pen.y += slot->advance.y;
  }
 
  show_image();
 
  FT_Done_Face    ( face );
  FT_Done_FreeType( library );
 
  return 0;
}

• 保存
• 回到命令行界面
• 编译

gcc -o test test.cpp -I/usr/local/include/freetype2/ -lfreetype -lm

• 运行

./test ./simsun.ttc  cungu

• 结果
  
  配置成功！

5.freetype2+opencv3在图片上绘制中文

参考链接：http://lib.csdn.net/article/opencv/53782?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg

• 新建freetype_test文件夹，把simhei.ttf字体库和图片lena.jpg复制进来，新建freetype_test.cpp程序
  
• 运行测试（）

g++ -o freetype_test freetype_test.cpp `pkg-config --cflags --libs opencv` -I/usr/local/include/freetype2/ -lfreetype -lm

• 源码

#include   
#include FT_FREETYPE_H  
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include 
#include
using namespace std;
using namespace cv;
class CvText
{


	//================================================================  
	//================================================================  

public:

	/**
	* 装载字库文件
	*/

	CvText(const char *freeType);
	virtual ~CvText();

	//================================================================  
	//================================================================  

	/**
	* 获取字体。目前有些参数尚不支持。
	*
	* \param font        字体类型, 目前不支持
	* \param size        字体大小/空白比例/间隔比例/旋转角度
	* \param underline   下画线
	* \param diaphaneity 透明度
	*
	* \sa setFont, restoreFont
	*/

	void getFont(int *type,
		CvScalar *size = NULL, bool *underline = NULL, float *diaphaneity = NULL);

	/**
	* 设置字体。目前有些参数尚不支持。
	*
	* \param font        字体类型, 目前不支持
	* \param size        字体大小/空白比例/间隔比例/旋转角度
	* \param underline   下画线
	* \param diaphaneity 透明度
	*
	* \sa getFont, restoreFont
	*/

	void setFont(int *type,
		CvScalar *size = NULL, bool *underline = NULL, float *diaphaneity = NULL);

	/**
	* 恢复原始的字体设置。
	*
	* \sa getFont, setFont
	*/

	void restoreFont();

	//================================================================  
	//================================================================  

	/**
	* 输出汉字(颜色默认为黑色)。遇到不能输出的字符将停止。
	*
	* \param img  输出的影象
	* \param text 文本内容
	* \param pos  文本位置
	*
	* \return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1。
	*/

	int putText(cv::Mat &frame, const char    *text, CvPoint pos);

	/**
	* 输出汉字(颜色默认为黑色)。遇到不能输出的字符将停止。
	*
	* \param img  输出的影象
	* \param text 文本内容
	* \param pos  文本位置
	*
	* \return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1。
	*/

	int putText(cv::Mat &frame, const wchar_t *text, CvPoint pos);

	/**
	* 输出汉字。遇到不能输出的字符将停止。
	*
	* \param img   输出的影象
	* \param text  文本内容
	* \param pos   文本位置
	* \param color 文本颜色
	*
	* \return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1。
	*/

	int putText(cv::Mat &frame, const char    *text, CvPoint pos, CvScalar color);

	/**
	* 输出汉字。遇到不能输出的字符将停止。
	*
	* \param img   输出的影象
	* \param text  文本内容
	* \param pos   文本位置
	* \param color 文本颜色
	*
	* \return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1。
	*/
	int putText(cv::Mat &frame, const wchar_t *text, CvPoint pos, CvScalar color);

	//================================================================  
	//================================================================  

private:

	// 输出当前字符, 更新m_pos位置  

	void putWChar(cv::Mat &frame, wchar_t wc, CvPoint &pos, CvScalar color);

	//================================================================  
	//================================================================  

private:

	FT_Library   m_library;   // 字库  
	FT_Face      m_face;      // 字体  

							  //================================================================  
							  //================================================================  

							  // 默认的字体输出参数  

	int         m_fontType;
	CvScalar    m_fontSize;
	bool        m_fontUnderline;
	float       m_fontDiaphaneity;

	//================================================================  
	//================================================================  
};
int main()
{

	cv::Mat img = imread("lena.jpg");

	CvText text("simhei.ttf");
	const char *msg = "黑 体freetype";//字库要求输入中文时中间必须有一个间隔
	float p = 0.5;
	text.setFont(NULL, NULL, NULL, &p);   // 透明处理 
	text.putText(img, msg, cvPoint(30, 30), CV_RGB(255, 255, 0));
	imshow("freetype_test", img);
	waitKey(-1);
	return 0;
}

CvText::CvText(const char *freeType)
{
	assert(freeType != NULL);

	// 打开字库文件, 创建一个字体  

	if (FT_Init_FreeType(&m_library)) throw;
	if (FT_New_Face(m_library, freeType, 0, &m_face)) throw;

	// 设置字体输出参数  

	restoreFont();

	// 设置C语言的字符集环境  

	setlocale(LC_ALL, "");
}

// 释放FreeType资源  

CvText::~CvText()
{
	FT_Done_Face(m_face);
	FT_Done_FreeType(m_library);
}

// 设置字体参数:  
//  
// font         - 字体类型, 目前不支持  
// size         - 字体大小/空白比例/间隔比例/旋转角度  
// underline   - 下画线  
// diaphaneity   - 透明度  

void CvText::getFont(int *type, CvScalar *size, bool *underline, float *diaphaneity)
{
	if (type) *type = m_fontType;
	if (size) *size = m_fontSize;
	if (underline) *underline = m_fontUnderline;
	if (diaphaneity) *diaphaneity = m_fontDiaphaneity;
}

void CvText::setFont(int *type, CvScalar *size, bool *underline, float *diaphaneity)
{
	// 参数合法性检查  

	if (type)
	{
		if (type >= 0) m_fontType = *type;
	}
	if (size)
	{
		m_fontSize.val[0] = fabs(size->val[0]);
		m_fontSize.val[1] = fabs(size->val[1]);
		m_fontSize.val[2] = fabs(size->val[2]);
		m_fontSize.val[3] = fabs(size->val[3]);
	}
	if (underline)
	{
		m_fontUnderline = *underline;
	}
	if (diaphaneity)
	{
		m_fontDiaphaneity = *diaphaneity;
	}
	FT_Set_Pixel_Sizes(m_face, (int)m_fontSize.val[0], 0);
}

// 恢复原始的字体设置  

void CvText::restoreFont()
{
	m_fontType = 0;            // 字体类型(不支持)  

	m_fontSize.val[0] = 30;      // 字体大小  
	m_fontSize.val[1] = 0.5;   // 空白字符大小比例  
	m_fontSize.val[2] = 0.1;   // 间隔大小比例  
	m_fontSize.val[3] = 0;      // 旋转角度(不支持)  

	m_fontUnderline = false;   // 下画线(不支持)  

	m_fontDiaphaneity = 1.0;   // 色彩比例(可产生透明效果)  

							   // 设置字符大小  

	FT_Set_Pixel_Sizes(m_face, (int)m_fontSize.val[0], 0);
}

// 输出函数(颜色默认为黑色)  

int CvText::putText(cv::Mat &frame, const char    *text, CvPoint pos)
{
	return putText(frame, text, pos, CV_RGB(255, 255, 255));
}
int CvText::putText(cv::Mat &frame, const wchar_t *text, CvPoint pos)
{
	return putText(frame, text, pos, CV_RGB(255, 255, 255));
}

//  

int CvText::putText(cv::Mat &frame, const char    *text, CvPoint pos, CvScalar color)
{



	if (frame.empty()) return -1;
	if (text == NULL) return -1;

	//  

	int i;
	for (i = 0; text[i] != '\0'; ++i)
	{
		wchar_t wc = text[i];

		// 解析双字节符号  

		if (!isascii(wc)) mbtowc(&wc, &text[i++], 2);

		// 输出当前的字符  

		putWChar(frame, wc, pos, color);
	}
	return i;
}
int CvText::putText(cv::Mat &frame, const wchar_t *text, CvPoint pos, CvScalar color)
{

	if (frame.empty()) return -1;
	if (text == NULL) return -1;

	//  

	int i;
	for (i = 0; text[i] != '\0'; ++i)
	{
		// 输出当前的字符  

		putWChar(frame, text[i], pos, color);
	}
	return i;
}

// 输出当前字符, 更新m_pos位置  

void CvText::putWChar(cv::Mat &frame, wchar_t wc, CvPoint &pos, CvScalar color)
{
	// 根据unicode生成字体的二值位图  
	IplImage temp=(IplImage) frame;
	IplImage* img = &temp;

	FT_UInt glyph_index = FT_Get_Char_Index(m_face, wc);
	FT_Load_Glyph(m_face, glyph_index, FT_LOAD_DEFAULT);
	FT_Render_Glyph(m_face->glyph, FT_RENDER_MODE_MONO);

	//  

	FT_GlyphSlot slot = m_face->glyph;

	// 行列数  

	int rows = slot->bitmap.rows;
	int cols = slot->bitmap.width;

	//  

	for (int i = 0; i < rows; ++i)
	{
		for (int j = 0; j < cols; ++j)
		{
			int off = ((img->origin == 0) ? i : (rows - 1 - i))* slot->bitmap.pitch + j / 8;

			if (slot->bitmap.buffer[off] & (0xC0 >> (j % 8)))
			{
				int r = (img->origin == 0) ? pos.y - (rows - 1 - i) : pos.y + i;;
				int c = pos.x + j;

				if (r >= 0 && r < img->height
					&& c >= 0 && c < img->width)
				{
					CvScalar scalar = cvGet2D(img, r, c);

					// 进行色彩融合  

					float p = m_fontDiaphaneity;
					for (int k = 0; k < 4; ++k)
					{
						scalar.val[k] = scalar.val[k] * (1 - p) + color.val[k] * p;
					}
					cvSet2D(img, r, c, scalar);
				}
			}
		} // end for  
	} // end for  

	  // 修改下一个字的输出位置  
	double space = m_fontSize.val[0] * m_fontSize.val[1];
	double sep = m_fontSize.val[0] * m_fontSize.val[2];

	pos.x += (int)((cols ? cols : space) + sep);
}

(二) VS2017+freetype2.9.1

1. 下载

链接点这儿：http://download.savannah.gnu.org/releases/freetype/

2. 解压及配置

1. 进入\freetype-2.x\builds\windows\vc2010，打开工程并编译（编译选项可选）；

2. 在\freetype-2.x\objs\windows\vc2010里可看到生成的lib文件；

3. 添加包含目录路径：\freetype-2.x\include
   添加库目录路径：\freetype-2.x\objs\windows\vc2010
   添加附加依赖项：(eg.)freetype2410_D.lib
   (便于管理，也可以把\include和\objs\windows\vc2010放在一个单独的文件夹中，分别名为include和lib)；

3. 一个简单的Demo

参考链接：freetype输出中文