Cocos2D-X TTF 字体排版

最近在公司的一个 Cocos2D-X 项目中碰到一个问题,TTF 文本加描边后会变宽,而且很明显没有对齐,字和描边之间没齐,每个字的水平基准线也没有对齐。最后发现是排版的代码有问题,官方分支上已经修复,但是这个项目使用的是 quick 分支出来的社区版,所以手动把修改做了个补丁提交了个修复TTF 描边效果的 PR

在 Cocos2D-X 是 TTF 的排版是使用的开源库 FreeType 2,核心的实现基本都在 cocos/2d/CCFontFreeType.cpp 中的 FontFreeType::getGlyphBitmap。原理是通过 FreeType 为每个字生成位图,然后通过 FreeType 返回的排版信息放到合适的位置,而问题就出现加了描边之后,位置计算的不正确。

为了弄清楚原因,又去看了下相关的文档,了解了下 Cocos2D-X 具体是如何排版 TTF 的。

Glyph Convention

FreeType 本身不光提供的 API 文档,而且还有很丰富的文档说明字体排版中的各种概念。在排版中最小的单位是一个 Glyph,对应文本中的一个字符。Glyph 会有一个原点 (Original),又被称为 pen cursor。在横向排版中,pen cursor 会在水平基准线上从左到右排列。

Glyph 中可见像素的最小包围框被称作 Bouncing Box (略作 bbox)。Bouncing Box 左上角相对原点会有一个偏移,即 (horiBearingX, horiBearingY)。这样导出位图的时候就不用包含空白了。而 horiAdvance 则是下一个字符的原点相对该字符的偏移。

FreeType Glyph

图片参考来源

要显示一行文本只需要先确定第一个字符原点的位置,相对这个位置找到 bbox 左上角的点,然后把 Glyph 位图填充在这个位置。再根据 horiAdvance 确定下一个字符的原点,重复直到处理完所有字符。

Glyphs Line

Stroker

要添加描边的话,实际是每个字符用 FreeType 导出了两次位图,一次是字符本体,一次是描边。描边本身的位图是会比本体大的,如下如示。

Glyphs 加描边

之前的代码比较粗暴地把本体和描边中心对齐,然后也没改位图左上角相对原点的偏移。因为不同的字符描边在各个方向多出的尺寸并不是一致的,放在一起就明显会不齐了。

Glyph 没对齐

测试代码

要测试的话,比较方便的是使用有 FreeType 库的脚本语言,比如 Python,下面的代码使用到了 freetype-py 来生成位图,然后使用 Pillow 生成图片。

main.py
import freetype as ft
from PIL import Image


def main(stroke=0):
    """executable entry."""
    face = ft.Face('./WenQuanYiMicroHei.ttf')
    face.set_char_size(48*64)
    if stroke == 0:
        flags = ft.FT_LOAD_DEFAULT
    else:
        flags = ft.FT_LOAD_DEFAULT | ft.FT_LOAD_NO_BITMAP
    face.load_char('心', flags)
    slot = face.glyph
    glyph = slot.get_glyph()

    if stroke > 0:
        stroker = ft.Stroker()
        stroker.set(
            64,
            ft.FT_STROKER_LINECAP_ROUND,
            ft.FT_STROKER_LINEJOIN_ROUND,
            0
        )
        glyph.stroke(stroker, True)

    blyph = glyph.to_bitmap(ft.FT_RENDER_MODE_NORMAL, ft.Vector(0, 0), True)
    bitmap = blyph.bitmap
    width, rows, pitch = bitmap.width, bitmap.rows, bitmap.pitch

    print({
        'width': slot.metrics.width >> 6,
        'height': slot.metrics.height >> 6,
        'horiBearingX': slot.metrics.horiBearingX >> 6,
        'horiBearingY': slot.metrics.horiBearingY >> 6,
        'horiAdvance': slot.metrics.horiAdvance >> 6,
        'bitmapWidth': bitmap.width,
        'bitmapHeight': bitmap.rows
        })
    img = Image.new("L", (width, rows), "black")
    pixels = img.load()

    for y in range(img.size[1]):
        offset = y * pitch
        for x in range(img.size[0]):
            pixels[x, y] = 255 - bitmap.buffer[offset + x]

    img.show()


if __name__ == '__main__':
    main()
    main(2)

完整项目代码在 GitHub - doitian/freetype-label-test

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