EBDT (TrueType 字体中的 Mono 嵌入式位图数据) 到 BM (位图)

LeisureBamboo

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2020年3月3日

CPOL

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随机读取TTF文件中的任何嵌入的单色矩阵，并将其导出为位图文件（打包在压缩文件中）

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引言

此源代码展示了

如何从TTF（TrueType字体）文件中随机读取嵌入的单色汉字矩阵
如何将一些矩阵导出为位图文件（如果您只在GUI中看到它们，而其他人无法在其他平台上检查它们，那就太令人沮丧了。）
如何将它们全部导出到一个打包文件中（成千上万个微小文件=巨大的占用空间）
（0.1）~（0.3）后，它们已检查通过，如何显示它们
如何从一个打包文件中制作一个TTF文件（仅单色EBDT，无矢量数据）
如何使用7z制作一个打包文件

在中低端嵌入式软件中，我们可能会使用几种汉字字体。但是，一个字体中有成千上万个小的矩阵（16*16？20*20？），导致文件碎片过多。如果我们将其打包到一个文件中，那么我们的美术设计师将花费大量时间在打包文件中查找（他们想要的）汉字矩阵。

我们的解决方案是将它们打包到一个TTF文件中。这样，在嵌入式软件中：没有文件碎片，并且我们可以像往常一样随机读取embedded_mono_matrix。在PC上：我们的美术设计师可以使用TTF自由地文本输出（他们想要的）任何矩阵。

如果有人想修改（很少见，但并非不可能）其TTF文件中的某些矩阵，他们可以导出所有矩阵，修改其中一些，将它们打包到一个文件中，然后从中制作一个新的TTF文件。如果这种情况经常发生，请不要删除矩阵的位图，它可以供以后使用。

背景

TrueType字体	https://developer.apple.com/fonts/TrueType-Reference-Manual/
“嵌入式位图数据表” 或“位图数据表”	https://docs.microsoft.com/en-us/typography/opentype/spec/ebdt https://developer.apple.com/fonts/TrueType-Reference-Manual/RM06/Chap6bdat.html
Portable BitMap（便携位图）	http://netpbm.sourceforge.net/doc/pbm.html
7z	http://cpansearch.perl.org/src/BJOERN/Compress-Deflate7-0.9/7zip/DOC/7zFormat.txt

Using the Code

1.1. ebdt2bm.c\get_matrix_fail(TTF_STRUCT* p_ttf, unsigned int scale_index, unsigned short glyph_index,..., unsigned char* dst_bmp, ...)

ttf文件以scale_index和glyph_index的规则顺序存储矩阵。例如

	glyph_1	glyph_2	glyph_3	glyph_4	glyph_5	glyph_6	glyph_7	glyph_8	glyph_9	...
scale_0 (8*8)	matrix_01	matrix_02	matrix_03	matrix_04			matrix_07	matrix_08	matrix_09	...
scale_1 (16*16)			matrix_13	matrix_14	matrix_15	matrix_16	matrix_17	matrix_18		...
scale_2 (20*20)		matrix_22	matrix_23		matrix_25	matrix_26		matrix_28		...
...	...

因此，"get_matrix_fail(&ttf,0,2,..,&bmp...)"将获取bmp 中的matrix_02；

"get_matrix_fail(&ttf,1,5,..,&bmp...)"将获取 bmp 中的matrix_15；

"get_matrix_fail(&ttf,2,7,..,&bmp...)"将失败。

函数 "get_matrix_fail()" 的剩余参数包括 "unsigned short *p_out_w" 和 "unsigned short *p_out_h"。这对于导出位图可能很有用。

1.5. charMap2.c

ebdt2bm.exe 只是一个控制台 EXE。

太可惜了！

我们可以给它一个 GUI 外壳，
其外观类似于
Microsoft 的charmap.exe，
所以我们称之为charMap2.exe。

charMap2.c 也是一个单独的 C 文件。在文件开头，有关于如何将其从 c 编译为 GUI EXE 的说明。EXE 的大小为 26K 字节。

用户也可以打开 vc6 项目（charMap2.dsw）进行编译。

1.5.1. 它的外观

它显示了 TTF 文件中的所有 embedded_mono_matrices，它们按 scale_index 和 glyph_index 的规则顺序存储。所有字体缩放比例都显示在右上角的组合框中。所有 glyph_index 都在状态栏中显示为 "g=%04xh"。每个矩阵都有其 matrix_offset（在 TTF 文件中）、matrix_length_byte_cnt、matrix_width(pixels) 和 matrix_height(pixels)，因此它们显示在状态栏中，如 "ofs=%xh,len=%xh" 和 "w=%d,h=%d"。

但是 glyph_index 在 TTF 文件内部使用。在人类世界中，我们使用 Unicode，所以我们在状态栏中显示 printf("U+%04xh(%c)",ucs16,ucs16)。在上方的捕获图像中，我们可以看到焦点 = Unicode 'A'，其 hex_unicode_value=41h，其 glyph_index=21h。

如果我们想通过 Unicode、hex_unicode_value 或 glyph_index 来更改焦点，我们可以在对话框底部的 edit_box 中设置其中之一，按 enter_key 或单击 edit_box 上方的 arrow_button，以更新状态栏中的旧值。

如果我们只是浏览矩阵，我们可以使用 arrow_key、pgUp、pgDn，或单击滚动条。适合浏览！

1.5.2. 我们是如何做到的？

init_instance() 调用 prepare_bmp_content()，后者代码如下：str_bmp=malloc(...)，然后

p_wh=p_ttf->str_whls;//Width,Height,Length_byte_cnt,offSet
for(show_seq=0; show_seq<max_show; show_seq++,p_wh++)
	{...
	x=...; y=...;
	glyph_index=g_ttf.get_glyIdx_from_seq[show_seq];
	if(0xffff==glyph_index);
	else	{get_matrix_fail(p_ttf, d1.cur_combox_index, (unsigned short)glyph_index,0,
			str_bmp,bmp_byte_per_line,
			x+1,y+1, x+(mtx_w+1), y+(mtx_h+1),//the area which designated by us
			&ofs,&byteCnt,&fmt,&w,&h);
		p_wh->w=w; p_wh->h=h; p_wh->fmt=fmt; p_wh->leng=byteCnt; p_wh->ofs=ofs;
		}
	}

此代码获取 str_bmp 区域中的每个矩阵（该区域由我们指定），并记录矩阵的任何信息（例如 Width、Height、Length_byte_cnt、offSet）在我们的数组中。这样我们就可以在窗口中显示任何矩阵，并在状态栏中显示其信息。

1.5.3. 它的菜单

在 charMap2.c\WinMain() 中

if(WM_COMMAND==g_msg.message){

if(ID_MENU_OPEN_FNT==g_msg.wParam)
	get_open_name();   //GetOpenFileNameW()
                       //+ fopen_ttf_fail(new_name) + 
                       //  fclose_ttf(old_ttf);
                       //see (1.4)
else if(ID_MENU_SAVE_1_BM==g_msg.wParam)
	get_save_name();   //GetSaveFileNameW() + ebdt2bm_fail() //see (1.2)
else if(ID_MENU_SAVE_ALL_BM==g_msg.wParam)
	get_export_name(); //GetSaveFileNameW() + export_zip()
	                   //see (1.3)
else{;}
}

即使我们不使用菜单，我们也可以使用快捷键（ctrl+O，ctrl+S）调用 get_open_name() 或 get_save_name()。

1.6. 如何从一个打包文件中制作一个TTF文件？

使用 bm2ebdt.exe，其源 C 文件是单独的 C 文件（bm2ebdt.c）。在 C 文件开头，有关于如何将其从 c 编译为控制台 EXE 的说明。EXE 的大小为 16K 字节。

用户也可以打开 vc6 项目（bm2ebdt.dsw）进行编译。

我们可以在 readZip.c（bm2ebdt.c 的一个子文件）中#define "USE_ZIP" 或 "USE_7Z"，默认值是 "USE_7Z"。

在 cmd 控制台中，输入 "bm2ebdt.exe /?"，我们将获得 str_default[] ={"bm2ebdt.exe <file.7z>"}

示例 4：我们输入 "bm2ebdt.exe demo.7z"，我们将获得 demo.ttf。

1.6.1. 记录所有位图的宽度、高度和矩阵

在 bm2ebdt.c\int find_every_file_from_folder_fail(char* folder_name,...)

 if(find_1st_file_fail(folder_name, &hSeek,...);
 else
 do	{...
	hFile_tmp=f_open(psp.cFileName,...,"rb",...);
	check_bm_head_fail(hFile_tmp,...,&w,&h...);
	read_mtx_fail(hFile_tmp...);
	...
	f_close(hFile_tmp);
	}while(find_nx_file_ok(&hSeek,&psp...)

1.6.2. 为这些矩阵添加TTF头

在 bm2ebdt.c\int write_ttf_fail(char* ttf_name...)

 hFile=_lcreat(ttf_name,0);
 _lwrite(hFile,(char*)str_ttf_file_head,SIZEOFFILEHEAD);/* write 12 bytes of head */
 _lwrite(hFile,(char*)str_dir,MAX_DIR<<4));/* write 160 bytes of table_directory */

 for(i=0;i<MAX_DIR;i++)
    {switch(i)
	{
	case HCMAP: j=write_cmap(hFile); break;
	case HHEAD: j=write_head(hFile); break;
	case HNAME: j=write_name(hFile); break;
	case HPOST: j=write_post(hFile); break;
	case HOS2:  j=write_os2 (hFile); break;
	case HMAXP: j=write_maxp(hFile); break;
	case HHHEA: j=write_hhea(hFile); break;
	case HHMTX: j=write_hmtx(hFile); break;
	case HLOCA: j=write_loca(hFile); break;
	case HGLYF: j=write_glyf(hFile); break;
	case HEBLC: j=write_eblc(hFile); break;
	case HEBDT: j=write_ebdt(hFile); break;
	}
     if(j)//err
	{...}
     else{;}
     }
 _lclose(hFile);

上述 switch 语句的最后一行是 bm2ebdt.c\int write_ebdt(HFILE hFile)，它写入矩阵的主体。

 unsigned char strbuf[864];
 for(j=0;j<(unsigned short)c_map.gly_cnt;j++)
	{...
	size=get_mtx(...,strbuf);
	_lwrite(hFile,(char*)strbuf,size)
	}

1.7. 如何使用7z制作一个打包文件

如果我们使用 7z 格式 (在 writeZip.c 和 readZip.c 中`#define` "`USE_7Z`")，我们可以选择 `compression_level="Store"`，以及 `parameters="hc=off tm=off"`（禁用 `Header_Compressing`，禁用文件的 `TiMestamps`），以制作一个用于 (1.6) 的打包文件。
如果我们使用 zip 格式 (在 writeZip.c 和 readZip.c 中`#define "USE_ZIP"`)，我们也可以选择 `compression_level="Store"`，以及 `parameters="cu"` (使用 UTF-8 作为文件名) 以制作一个用于 (1.6) 的打包文件。

1.8. 杂项

1.8.1. 平滑屏幕字体的边缘

当然，在使用此字体（仅单色 EBDT，无矢量数据）之前，我们必须禁用 Windows 操作系统的 "平滑屏幕字体边缘" 功能，迫使操作系统使用此字体的 EBDT。

1.8.2. 重新计算字体大小

例如，我们用 24 点矩阵制作一个字体，那么 Windows 假设该字体可以用作 Windows 3.0 中的 LOGPIXELS==72_dpi 和 font_height=24_dot。

如果我们的 LCD 的 LOGPIXELS=96_dpi，那么我们可以通过 font_size=18 (在 ChooseFont() 中) 看到 EBDT，这意味着在我们的 LCD 上是 font_size="18/72" 英寸，因此 tagLOGFONT.lfHeight=18/72 英寸 * 96_DotPerInch =24_dot。

如果我们的 LCD 的 LOGPIXELS=120_dpi，那么我们可以通过 font_size=15 (在 ChooseFont() 中) 看到 EBDT，这意味着在我们的 LCD 上是 font_size="15/72" 英寸，因此 tagLOGFONT.lfHeight=15/72 英寸 * 120_DotPerInch=25_dot。

这些 24_dot 和 25_dot 是 bm2ebdt.c 中的 "unsigned int h_96dpi,h_120dpi"，它们是 demo.ttf 中的 scale_0 和 scale_1。

1.8.3. 在 DOS 中使用

ebdt2bm.com, charMap2.com 和 bm2ebdt.com 是用 tc2.0 编译的（在相应的 c 文件开头，有关于如何将它们从 c 编译为 xxx.com 的说明），它们可以在 [dosbox] 或 [vdos] 或 [带 xms 驱动程序的 dos] 中使用。

在 dosbox 中，我们使用 "memsize=63" 来获得 63MB 的 xms，并使用 "cycles=max" 和 "core=full" 来获得全速。

在 vdos 中，我们使用 "XMEM = 63 XMS" 来获得 63MB 的 xms，使用 "SCALE = 1" 来禁止 vdos 缩放，并使用 "MOUSE = ON" 来在 charMap2.com 中显示鼠标。

但是它们不能在 Windows 的 cmd 控制台中运行，因为它们直接访问扩展内存。

关注点

在中国有一个黑色幽默：

如果 [我们嵌入式产品的矩阵] 没有精确匹配 [国家标准（其缩写为 "GB"）的矩阵]，我们的产品可能（不确定，只是可能）被 NITS（中国国家信息技术标准化技术委员会）判定为 "不合格产品"。

但是，如果矩阵精确匹配它们，那么我们可能就会卷入关于它们的专利侵权问题。

这是一个进退两难的局面。NITS {故意忽视小公司；} 而（公司 != 富有）；

当公司变得富有后，它们必须每 4 年购买一次字体的版权。根据 oemfont.com，在 2005 年 1 月，字体的价格是 GB2312_font=$15'000/4_years，GB13000_font=$40'000/4_years，GB18030_font=$40'000/4_years。

历史

2020年3月3日：提交，可以使用 bc 5.2 和 tc 2.0 编译。
2016年8月：可以使用 vc6.0 和 armCC 编译。