Python 用点阵字库描绘出国庆祝福语：❤️祝福伟大祖国，更加繁荣昌盛❤️ 我爱你，中国！
在给网友答题时突然间想到的，要把点阵字库拿出来研究研究的。适逢国庆佳节，刚好用它来打印国庆节祝福语，以表达我对伟大祖国生日的致敬！
❤️一段老代码
以下是一段上世纪90年代比较流行的C代码，从字库文件里读取字模然后还原成点阵输出：
#include
#include
const unsigned char bit[8]={128,64,32,16,8,4,2,1};
unsigned char buffer[32];
unsigned long offset;
unsigned int q,w;
int x,y,qw;
void display(char *hz) {
FILE *hzk;
qw = *((int *)hz);
q = (qw&0x00FF)-0xA1;
w = ((qw>>8)&0x00FF)-0xA1;
offset = q*0x5E + w;
offset *= 32;
if ((hzk = fopen("HZK16","rb"))==NULL) {
printf("Can not open file HZK16!\n");
return;
}
fseek(hzk,offset,SEEK_SET);
fread(buffer,1,32,hzk);
fclose(hzk);
for (y=0;y<16;y++) {
printf(" ");
for (x=0;x<16;x++) {
if (buffer[y*2+x/8] & bit[x%8]) {
printf("%s","＊");
} else {
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
printf("\n");
}
int main() {
display("国"); display("庆"); display("节");
getch();
} 以上代码在 Dev-C++ 5.11(TDM-GCC 4.9.2 64-bit) 上通过编译，效果如下：
实际输出时字是竖排的，为降低图片高度已ps成横排
❤️点阵字库原理
点阵字库是比较古老的技术，上世纪90年代初个人PC刚刚出现，中文大多都是用点阵字库来记录的，读出汉字字模后用于显示和打印，有12点阵、16点阵、24点阵以及32点阵等。1992年时，我见到了当时学校唯一一台486的康柏电脑，安装的是Win3.1中文版，也是我第一次见到有图形界面的操作系统。后来很多年后才由现在广泛使用的矢量字库逐渐替代点阵字库，不过现在还有银行等单位在用针式打印机打印凭证、报表等，里面固化的应该还是点阵字库。
以下原理性表述来源于网络：
HZK16字库是符合GB2312标准的16×16点阵字库，HZK16的GB2312-80支持的汉字有6763个，符号682个。其中一级汉字有 3755个，按声序排列，二级汉字有3008个，按偏旁部首排列。HZK16字库里的16×16汉字一共需要256个点来显示，也就是说需要32个字节才能达到显示一个普通汉字的目的。
一个GB2312汉字是由两个字节编码的，范围为0xA1A1~0xFEFE。A1-A9为符号区，B0-F7为汉字区。每一个区有94个字符(注意:这只是编码的许可范围，不一定都有字型对应，比如符号区就有很多编码空白区域)。
下面以汉字"我"为例，介绍如何在HZK16文件中找到它对应的32个字节的字模数据。前面说到一个汉字占两个字节，这两个中前一个字节为该汉字的区号，后一个字节为该字的位号。其中，每个区记录94个汉字，位号为该字在该区中的位置。所以要找到"我"在hzk16库中的位置就必须得到它的区码和位码。
区码: 汉字的第一个字节-0xA0
位码: 汉字的第二个字节-0xA0汉字编码是从0xA0区开始的， 所以文件最前面就是从0xA0区开始， 要算出相对区码。这样就可以得到汉字在HZK16中的绝对偏移位置: offset=(94*(区码-1)+(位码-1))*32
注解:
区码减1是因为数组是以0为开始而区号位号是以1为开始的
(94*(区号-1)+位号-1)是一个汉字字模占用的字节数
最后乘以32是因为一个汉字要用到32个字节来存储。
注：在上面C代码中所用到的及以下python代码中将会用到的，就是上述文字中所讲到的字体文件“HZK16”，可以到网上搜索“UCDOS HZK16下载”来获得。
❤️改写C代码
实现用python显示点阵字库
def hzk_offset(hz):
q,w = list(bytes(hz,encoding='gbk'))
return ((q-161)*94+w-161)*32
def hz_buffer(hzstr):
buffers = []
f = open('d:\\hzk16','rb')
for z in hzstr:
f.seek(hzk_offset(z),0)
buffers.append(f.read(32))
f.close()
return buffers
def hz_print(hzstr):
buffers = hz_buffer(hzstr)
bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)]
for buffer in buffers:
for y in range(16):
for x in range(16):
if buffer[y*2+x//8]&bit[x%8]:
print(".",end='\n' if x==15 else '')
else:
print(' ',end='\n' if x==15 else '')
print()
if __name__ == '__main__':
hz_print('国庆快乐')上述代码运行的效果为下图左一，中间和右边的效果只要把 hz_print() 函数中第一句print()输出字符串分别改为"★"和“***”，第二句print()输出字符串分别改2个和3个空格。
❤️改进python代码
把文字竖排输出改进成横排输出，重点是重组字模数组的顺序：
代码如下：
def hzk_offset(hz):
q,w = list(bytes(hz,encoding='gbk'))
return ((q-161)*94+w-161)*32
def hz_buffer(hzstr):
buffers = []
f = open('d:\\hzk16','rb')
for z in hzstr:
f.seek(hzk_offset(z),0)
buffers.append(list(f.read(32)))
f.close()
return buffers
def hz_print(hzstr):
global tmp
buffers = hz_buffer(hzstr)
bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)]
tmp = ['']*16
for n,buffer in enumerate(buffers):
for y in range(16):
for x in range(16):
if buffer[y*2+x//8]&bit[x%8]:
tmp[y] += '*'
else:
tmp[y] += ' '
for t in tmp: print(t)
if __name__ == '__main__':
print()
hz_print('祝福伟大祖国')
print()
hz_print('更加繁荣昌盛')
print()
hz_print('我爱你，中国！')
print()由于控制台的输出的文字间隔比较大，所以显得有点粗壮。如果把这些点阵信息还原到图形界面中去，就可以缩小间隔显示成很小的字；甚至可以读取32点阵字库，这样文字会显得更圆润饱满。
源代码如下：
import pygame,sys
from pygame import *
WIDTH,HEIGHT = 640,480
WHITE = (255,255,255)
BLACK = (0,0,0)
RED = (255,0,0)
def hzk_offset(hz):
q,w = list(bytes(hz,encoding='gbk'))
return ((q-161)*94+w-161)*32
def hz_buffer(hzstr):
buffers = []
f = open('d:\\hzk16','rb')
for z in hzstr:
f.seek(hzk_offset(z),0)
buffers.append(list(f.read(32)))
f.close()
return buffers
def hz_matrix(hzstr,BOLD=0):
global tmp
buffers = hz_buffer(hzstr)
bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)]
tmp = ['']*16
if BOLD==0:
str = '1','0'
else:
str = '11','00'
for n,buffer in enumerate(buffers):
for y in range(16):
for x in range(16):
if buffer[y*2+x//8]&bit[x%8]:
tmp[y] += str[0]
else:
tmp[y] += str[1]
return tmp
def draw_hz(hzstr,x,y,d=1,color=BLACK,BOLD=0):
matrix = hz_matrix(hzstr,BOLD)
for j,mat in enumerate(matrix):
for i,dot in enumerate(list(mat)):
if dot=='1':
pos_on_screen, radius = (x+i*d, y+j*d), d
draw.circle(screen, color, pos_on_screen, radius)
if __name__ == '__main__':
pygame.init()
screen = display.set_mode((WIDTH,HEIGHT),0,32)
display.set_caption("祝大家国庆节快乐!")
screen.fill(WHITE)
timer = pygame.time.Clock()
draw_hz('祝福伟大祖国', 80,30)
draw_hz('更加繁荣昌盛', 80,50)
draw_hz('我爱你，中国！',80,70)
draw_hz('祝福伟大祖国', 80,120,2,RED)
draw_hz('更加繁荣昌盛', 80,160,2,RED)
draw_hz('我爱你，中国！',80,200,2,RED)
draw_hz('祝福伟大祖国', 80,280,2,RED,1)
draw_hz('更加繁荣昌盛', 80,330,2,RED,1)
draw_hz('我爱你，中国！',80,380,2,RED,1)
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
timer.tick(60)
display.update()