使用 cairo 和 freetype 进行字体布局和渲染答案

【问题标题】：Font layouting & rendering with cairo and freetype使用 cairo 和 freetype 进行字体布局和渲染
【发布时间】：2016-08-10 10:16:43
【问题描述】：

我的系统只有 freetype2 和 cairo 库可用。我想要实现的是：

获取 UTF-8 文本的字形
布局文本，存储位置信息（我自己）
获取每个字形的 cairo 路径以进行渲染

不幸的是，文档并没有真正解释应该如何完成，因为他们希望使用像 Pango 这样的更高级别的库。

我认为可能是正确的：使用cairo_scaled_font_create 创建一个缩放字体，然后使用cairo_scaled_font_text_to_glyphs 检索文本的字形。 cairo_glyph_extents 然后给出每个字形的范围。但是我怎样才能得到像字距调整和提前这样的东西呢？另外，我怎样才能获得每种字体的路径？

关于这个主题还有更多资源吗？这些功能是预期的方式吗？

【问题讨论】：

你看过this Cairo doc page吗？我从来没有在开罗使用过 FreeType，所以我不知道这是否是关键，但如果它解决了你的问题，我可以发布作为答案。
本页介绍了如何使用 freetype 字体创建cairo_font_face_t。然后，您可以使用此字体创建缩放字体。从那里开始的路还不清楚。
然后您可以使用 Cairo 的文本功能来使用您的 FreeType cairo_font_face_t，对文本进行布局和渲染。不推荐；有关 Pango 的使用，请参阅 the Cairo page。不过它应该可以工作，因为你也不能使用 Pango。为什么机器没有其他可用的库？
嗯，是的 - 但他们主要解释所谓的“玩具文本 API” - 我想使用字形 API，但找不到有关如何正确使用它来获取字形布局信息的正确信息和渲染。用于我的操作系统项目 Ghost OS (ghostkernel.org) 的窗口管理器；移植 Pango 带来了相当多的依赖项，我不愿意移植（fontconfig...）只是为了获得布局功能。我以前用plain freetype的布局很好，所以一定有办法。
也就是说，您想使用 FreeType 创建一个FT_Bitmap，然后将位图应用到您的 Cairo 表面？

标签： c fonts cairo freetype text-rendering

【解决方案1】：

考虑到 Cairo 的文本系统，这些函数似乎是最好的方法。它只是表明开罗并不是真正的文本。它真的无法进行字距调整或路径。我相信 Pango 会有自己的复杂代码来做这些事情。

为了更好地推进 Ghost，我建议移植 Pango，因为您（或其他人）可能最终还是会想要它。

【讨论】：

查看我的最新评论 - 我希望 cairo 给我一个字形的布局信息和路径。这些信息必须存在，因为 Pango 就是以此为基础的。我只是找不到任何好的文档。问题是，Pango 需要诸如 fontconfig 和我在 Ghost 中不想要的 gnome 库之类的东西——这些库迫使我不想接受的设计决策，只是为了让我的角色布局。感谢您到目前为止的帮助，但很高兴看到您的兴趣:)
我会说然后使用您描述的功能。他们似乎是要走的路。这里的问题确实是 Cairo 是如此有限，没有字距调整，也没有明确的方法可以轻松地从字形创建路径。您几乎只能使用show_glyphs 或show_text_glyphs 来显示字形。现在我明白了一点，我将编辑我的答案。
查看其他答案，感谢您的努力！ :-)
我给了你赏金以求你的帮助，所以它不会丢失。
非常感谢！对不起，我不能做更多来赚取它。很高兴您找到了解决方案。

【解决方案2】：

好的，所以我找到了需要的东西。

您首先需要创建一个cairo_scaled_font_t，它代表特定大小的字体。为此，可以在设置字体后简单地使用cairo_get_scaled_font，它会为上下文中的当前设置创建缩放字体。

接下来，您使用cairo_scaled_font_text_to_glyphs 转换输入文本，这将提供一个字形数组和集群作为输出。簇映射表示 UTF-8 字符串的哪一部分属于字形数组中对应的字形。

要获取字形的范围，使用cairo_scaled_font_glyph_extents。它给出了每个字形/字形集的尺寸、进度和方位。

最后，可以使用cairo_glyph_path 将字形的路径放入上下文中。然后可以根据需要绘制这些路径。

以下示例将输入字符串转换为字形，检索它们的范围并呈现它们：

const char* text = "Hello world";
int fontSize = 14;
cairo_font_face_t* fontFace = ...;

// get the scaled font object
cairo_set_font_face(cr, fontFace);
cairo_set_font_size(cr, fontSize);
auto scaled_face = cairo_get_scaled_font(cr);

// get glyphs for the text
cairo_glyph_t* glyphs = NULL;
int glyph_count;
cairo_text_cluster_t* clusters = NULL;
int cluster_count;
cairo_text_cluster_flags_t clusterflags;

auto stat = cairo_scaled_font_text_to_glyphs(scaled_face, 0, 0, text, strlen(text), &glyphs, &glyph_count, &clusters, &cluster_count,
        &clusterflags);

// check if conversion was successful
if (stat == CAIRO_STATUS_SUCCESS) {

    // text paints on bottom line
    cairo_translate(cr, 0, fontSize);

    // draw each cluster
    int glyph_index = 0;
    int byte_index = 0;

    for (int i = 0; i < cluster_count; i++) {
        cairo_text_cluster_t* cluster = &clusters[i];
        cairo_glyph_t* clusterglyphs = &glyphs[glyph_index];

        // get extents for the glyphs in the cluster
        cairo_text_extents_t extents;
        cairo_scaled_font_glyph_extents(scaled_face, clusterglyphs, cluster->num_glyphs, &extents);
        // ... for later use

        // put paths for current cluster to context
        cairo_glyph_path(cr, clusterglyphs, cluster->num_glyphs);

        // draw black text with green stroke
        cairo_set_source_rgba(cr, 0.2, 0.2, 0.2, 1.0);
        cairo_fill_preserve(cr);
        cairo_set_source_rgba(cr, 0, 1, 0, 1.0);
        cairo_set_line_width(cr, 0.5);
        cairo_stroke(cr);

        // glyph/byte position
        glyph_index += cluster->num_glyphs;
        byte_index += cluster->num_bytes;
    }
}

【讨论】：