使用FreeType实现矢量字体的粗体、斜体、描边、阴影效果

使用FreeType实现矢量字体的粗体、斜体、描边、阴影效果

原文

http://www.cppblog.com/mybios/archive/2009/08/01/91869.html

使用FreeType实现矢量字体的粗体、斜体、描边、阴影效果

前言:

Freetype是一个跨平台、开源的字体渲染器,网上很多文章介绍,本人就不啰嗦了。本文重点在于实现文章标题所属的各种效果,不是Freetype的基本使用方法介绍文档,所以对于Freetype不熟悉的同学们请先学习下Freetype的基本用法,才可以使用本文中所提及的方法。

正文:

用FreeType实现矢量字体的粗体、斜体、描边、阴影效果不是一件容易的事,本人认为皆因Freetype的接口太过于底层化,Freetype没有对其进行上层包装,所以要实现这些对于软件/游戏来说的基本效果,都是件挺麻烦的事情。不过,问题总是会有解决方法的,这些效果的实现,请听本人一个个道来:

  1. 加粗

加粗可以使用FreeType中的一个API来实现FT_Outline_Embolden,但是这个API不支持水平垂直方向加粗量的分别设置,所以,需要参照FT_Outline_Embolden的实现重新编写一个函数,GDI++已经做了这个事情,引用它的代码:

// 就是FT_Outline_Embolden 
FT_Error Old_FT_Outline_Embolden( FT_Outline* outline, FT_Pos strength ) 

FT_Vector* points; 
FT_Vector v_prev, v_first, v_next, v_cur; 
FT_Angle rotate, angle_in, angle_out; 
FT_Int c, n, first; 
FT_Int orientation;

if ( !outline )
    return FT_Err_Invalid_Argument;

strength /= 2;
if ( strength == 0 )
    return FT_Err_Ok;

orientation = FT_Outline_Get_Orientation( outline );
if ( orientation == FT_ORIENTATION_NONE )
{
    if ( outline->n_contours )
        return FT_Err_Invalid_Argument;
    else
        return FT_Err_Ok;
}

if ( orientation == FT_ORIENTATION_TRUETYPE )
    rotate = -FT_ANGLE_PI2;
else
    rotate = FT_ANGLE_PI2;

points = outline->points;

first = 0;
for ( c = 0; c < outline->n_contours; c++ )
{
    int  last = outline->contours[c];

    v_first = points[first];
    v_prev  = points[last];
    v_cur   = v_first;

    for ( n = first; n <= last; n++ )
    {
        FT_Vector    in, out;
        FT_Angle    angle_diff;
        FT_Pos        d;
        FT_Fixed    scale;

        if ( n < last )
            v_next = points[n + 1];
        else
            v_next = v_first;

        /* compute the in and out vectors */
        in.x = v_cur.x - v_prev.x;
        in.y = v_cur.y - v_prev.y;

        out.x = v_next.x - v_cur.x;
        out.y = v_next.y - v_cur.y;

        angle_in   = FT_Atan2( in.x, in.y );
        angle_out  = FT_Atan2( out.x, out.y );
        angle_diff = FT_Angle_Diff( angle_in, angle_out );
        scale      = FT_Cos( angle_diff / 2 );

        if ( scale < 0x4000L && scale > -0x4000L )
            in.x = in.y = 0;
        else
        {
            d = FT_DivFix( strength, scale );

            FT_Vector_From_Polar( &in, d, angle_in + angle_diff / 2 - rotate );
        }

        outline->points[n].x = v_cur.x + strength + in.x;
        //伀偙傟傪僐儊儞僩傾僂僩偟偨偩偗
        //outline->points[n].y = v_cur.y + strength + in.y;

        v_prev = v_cur;
        v_cur  = v_next;
    }

    first = last + 1;
}

return FT_Err_Ok;

}

// 垂直加粗 
FT_Error Vert_FT_Outline_Embolden( FT_Outline* outline, FT_Pos strength ) 

FT_Vector* points; 
FT_Vector v_prev, v_first, v_next, v_cur; 
FT_Angle rotate, angle_in, angle_out; 
FT_Int c, n, first; 
FT_Int orientation;

if ( !outline )
    return FT_Err_Invalid_Argument;

strength /= 2;
if ( strength == 0 )
    return FT_Err_Ok;

orientation = FT_Outline_Get_Orientation( outline );
if ( orientation == FT_ORIENTATION_NONE )
{
    if ( outline->n_contours )
        return FT_Err_Invalid_Argument;
    else
        return FT_Err_Ok;
}

if ( orientation == FT_ORIENTATION_TRUETYPE )
    rotate = -FT_ANGLE_PI2;
else
    rotate = FT_ANGLE_PI2;

points = outline->points;

first = 0;
for ( c = 0; c < outline->n_contours; c++ )
{
    int  last = outline->contours[c];

    v_first = points[first];
    v_prev  = points[last];
    v_cur   = v_first;

    for ( n = first; n <= last; n++ )
    {
        FT_Vector    in, out;
        FT_Angle    angle_diff;
        FT_Pos        d;
        FT_Fixed    scale;

        if ( n < last )
            v_next = points[n + 1];
        else
            v_next = v_first;

        /* compute the in and out vectors */
        in.x = v_cur.x - v_prev.x;
        in.y = v_cur.y - v_prev.y;

        out.x = v_next.x - v_cur.x;
        out.y = v_next.y - v_cur.y;

        angle_in   = FT_Atan2( in.x, in.y );
        angle_out  = FT_Atan2( out.x, out.y );
        angle_diff = FT_Angle_Diff( angle_in, angle_out );
        scale      = FT_Cos( angle_diff / 2 );

        if ( scale < 0x4000L && scale > -0x4000L )
            in.x = in.y = 0;
        else
        {
            d = FT_DivFix( strength, scale );

            FT_Vector_From_Polar( &in, d, angle_in + angle_diff / 2 - rotate );
        }

        //outline->points[n].x = v_cur.x + strength + in.x;
        //仾偙傟傪僐儊儞僩傾僂僩偟偨偩偗
        outline->points[n].y = v_cur.y + strength + in.y;

        v_prev = v_cur;
        v_cur  = v_next;
    }

    first = last + 1;
}

return FT_Err_Ok;

}

// 新的加粗函数 
FT_Error New_FT_Outline_Embolden( FT_Outline* outline, FT_Pos str_h, FT_Pos str_v ) 

if ( !outline ) return FT_Err_Invalid_Argument; 
int orientation = FT_Outline_Get_Orientation( outline ); 
if ( orientation == FT_ORIENTATION_NONE ) 
if ( outline->n_contours ) return FT_Err_Invalid_Argument; 
Vert_FT_Outline_Embolden( outline, str_v ); 
Old_FT_Outline_Embolden( outline, str_h ); 
return FT_Err_Ok; 
}

// 让一个字体槽加粗,并且填充其他的大小属性 
void New_GlyphSlot_Embolden( FT_GlyphSlot slot , const Vector2Float &embolden) 

if(embolden == Vector2Float::ZERO) 
return; 
FT_Library library = slot->library; 
FT_Face face = slot->face; 
FT_Error error; 
FT_Pos xstr = embolden.x, ystr = embolden.y;

if ( slot->format != FT_GLYPH_FORMAT_OUTLINE &&
    slot->format != FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP )
    return;

if ( slot->format == FT_GLYPH_FORMAT_OUTLINE )
{
    FT_BBox oldBox;
    FT_Outline_Get_CBox(&slot->outline , &oldBox);
    error = New_FT_Outline_Embolden( &slot->outline, xstr , ystr);
    if ( error )
        return;

    FT_BBox newBox;
    FT_Outline_Get_CBox(&slot->outline , &newBox);
    xstr = (newBox.xMax - newBox.xMin) - (oldBox.xMax - oldBox.xMin);
    ystr = (newBox.yMax - newBox.yMin) - (oldBox.yMax - oldBox.yMin);
}
else if ( slot->format == FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP )
{
    xstr = FT_PIX_FLOOR( xstr );
    if ( xstr == 0 )
        xstr = 1 << 6;
    ystr = FT_PIX_FLOOR( ystr );

    error = FT_Bitmap_Embolden( library, &slot->bitmap, xstr, ystr );
    if ( error )
        return;
}

if ( slot->advance.x )
    slot->advance.x += xstr;

if ( slot->advance.y )
    slot->advance.y += ystr;

slot->metrics.width        += xstr;
slot->metrics.height       += ystr;
slot->metrics.horiBearingY += ystr;
slot->metrics.horiAdvance  += xstr;
slot->metrics.vertBearingX -= xstr / 2;
slot->metrics.vertBearingY += ystr;
slot->metrics.vertAdvance  += ystr;

if ( slot->format == FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP )
    slot->bitmap_top += ystr >> 6;


2. 斜体

斜体在FreeType中可以通过矩阵变换来实现,只要把矩阵设置成一个切边矩阵就可以了,方法如下: 
// 倾斜度,越大就越斜 
float lean = 0.5f; 
FT_Matrix matrix; 
matrix.xx = 0x10000L; 
matrix.xy = lean * 0x10000L; 
matrix.yx = 0; 
matrix.yy = 0x10000L; 
FT_Set_Transform( face, &matrix, 0 );

  1. 描边 
    网上有不少文章说描边其实很简单,就是上下左右各移动一个像素渲染一次,最后在中间再渲染一次就可以了。但是,这种方法只对于位图字体有效,对于矢量字体,效果就不好了,特别是大字体,1个像素只是很细的边界而已,对于很小的字体,1像素又显得太大。 
    这里提供另一种实现方案,使用的是Freetype的API:
  2. 使用FT_Stroker_New创建一个笔触
  3. FT_Stroker_Set设置笔触为描边
  4. 把Load后的glyph通过FT_Glyph_Copy拷贝一份出来
  5. 对这个拷贝出来的glyph使用FT_Glyph_StrokeBorder设置成描边渲染
  6. 使用FT_Outline_Render渲染这个描边的glyph,渲染前要设置FT_Raster_Params参数成: 
    FT_Raster_Params params; 
    memset(¶ms, 0, sizeof(params)); 
    params.flags = FT_RASTER_FLAG_AA | FT_RASTER_FLAG_DIRECT; 
    params.gray_spans = RasterCallback;

  7. 在回调函数RasterCallback中实现像素化到位图中

  8. 对原来的glyph执行8操作,在回调函数RasterCallback中实现像素化到位图中,像素化过程使用alphablend的方式绘制上去
  9. 把位图渲染到屏幕上或保存到文件中

这个方法是Freetype的一个example,只是很少有人注意而已,源码在这里http://www.freetype.org/freetype2/docs/tutorial/example2.cpp。

  1. 阴影 
    阴影的实现就比较简单了,只要一个个像素偏移后多渲染几次就可以了,再次不多说。

freetype下载地址:http://sourceforge.net/projects/freetype/files/在PC:tarxjffreetype-2.4.10.tar.bz2 ./conf...博文来自: Herok

 

实现字体的阴影效果 - a18237158067的博客 - CSDN博客

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