im6ull学习总结（三-4）freetype显示单个字体
矢量字体引入
使用点阵字库显示英文字母、汉字时，大小固定，如果放大缩小则会模糊甚至有锯齿出现，为了解决这个问题，引用矢量字体。
矢量字体形成分三步：
第1步 确定关键点，
第2步 使用数学曲线（贝塞尔曲线）连接头键点，
第3步 填充闭合区线内部空间。
什么是关键点？以字母“A”为例，它的的关键点如图 6.16 中的黄色所示。
再用数学曲线(比如贝塞尔曲线)将关键点都连接起来，得到一系列的封闭的曲线
最后把封闭空间填满颜色，就显示出一个 A 字母，
freetype如何描写字符
Freetype 是开源的字体引擎库，它提供统一的接口来访问多种字体格式文件，从而实现矢量字体显示。我们只需要移植这个字体引擎，调用对应的 API 接口，提供字体文件，就可以让 freetype 库帮我们取出关键点、实现闭合曲线，填充颜色，达到显示矢量字体的目的。
关 键 点 (glyph) 存 在 字 体 文 件 中 ， Windows 使 用 的 字 体 文 件 在c:\Windows\Fonts 目录下，扩展名为 TTF 的都是矢量字库，本次使用实验使用的是新宋字体 simsun.ttc。
给定一个字符，怎么在字体文件中找到它的关键点？
首先要确定该字符的编码值：比如 ASCII 码、GB2312 码、UNICODE 码。如果字体文件支持某种编码格式(charset)，就可以使用这类编码值去找到该字符的关键点(glyph)。有些字体文件支持多种编码格式(charset)，这在文件中被称为 charmaps(注意：这个单词是复数，意味着可能支持多种 charset)
首先要确定该字符的编码值：比如 ASCII 码、GB2312 码、UNICODE 码。如果字体文件支持某种编码格式(charset)，就可以使用这类编码值去找到该字符的关键点(glyph)。有些字体文件支持多种编码格式(charset)，这在文件中被称为 charmaps(注意：这个单词是复数，意味着可能支持多种 charset)
Charmaps 表示字符映射表，字体文件可能支持哪一些编码，GB2312、UNICODE、BIG5 或其他。如果字体文件支持该编码，使用编码值通过 charmap 就可以找到对应的 glyph，一般而言都支持 UNICODE 码。
一个文字的显示过程可以概括如下：
1、给定一个字符可以确定它的编码值(ASCII、UNICODE、GB2312)
2、设置字体大小；
3、根据编码值，从文件头部中通过 charmap 找到对应的关键点(glyph)，它会根据字体大小调整关键点；
4、把关键点转换为位图点阵；
5、在 LCD 上显示出来
如何使用 freetype库，总结出下列步骤：
1、初始化：FT_InitFreetype
2、加载(打开)字体 Face：FT_New_Face
3、设置字体大小：FT_Set_Char_Sizes 或FT_Set_Pixel_Sizes
4、选择 charmap：FT_Select_Charmap
5、根据编码值 charcode 找到 glyph_index：glyph_index = FT_Get_Char_Index（face，charcode）
6、根据 glyph_index 取出 glyph：FT_Load_Glyph（face，glyph_index）
7、转为位图：FT_Render_Glyph
8、移动或旋转:FT_Set_Transform
最后显示出来。
上面的⑤⑥⑦可以使用一个函数代替：FT_Load_Char(face, charcode, FT_LOAD_RENDER)，它就可以得到位图。
在 LCD 上显示一个矢量字体
1、使用 wchar_t 获得字符的 UNICODE 值
要显示一个字符，首先要确定它的编码值。常用的是 UNICODE 编码，在程序里使用这样的语句定义字符串时，如char *str = “中”;str 中保存的要么是 GB2312 编码值，要么是UTF-8 格式的编码。即使编译时使用“-fexec-charset=UTF-8”，str 中保存的也不是直接能使用的 UNICODE 值：
如果想在代码中能直接使用 UNICODE 值，需要使用 wchar_t，宽字符。
#include 运行结果
这里注意文件类型是utf-8格式
如果是GB2312 需要这样编译
gcc -finput-charset=GB2312 -fexec-charset=UTF-8 -o test_wchar test_wchar.c
使用freetype得到位图
#include [font_size]\n" , argv[0]);
return -1;
}
if (argc == 3)
{
//将字符串转换成ul（unsigned long）NULL表示没有使用额外的错误检验，0表示自动监测字符串的基数（也就是字符串的进制数）
//./02_freetype_show_font ./simsun.ttc 150 这里 就将150字符串转成ul
font_size = strtoul(argv[2], NULL, 0);
fd_fb = open("/dev/fb0",O_RDWR);
}
if (fd_fb < 0)
{
printf("can't open /dev/fb0\n");
return -1;
}
if (ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var))
{
printf("can't get var\n");
return -1;
}
line_width = var.xres * var.bits_per_pixel / 8;
pixel_width = var.bits_per_pixel / 8;
screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8;
fbmem = (unsigned char *)mmap(NULL , screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0);
if (fbmem == (unsigned char *)-1)
{
printf("can't mmap\n");
return -1;
}
/* 清屏: 全部设为黑色 */
memset(fbmem, 0, screen_size);
//1、FT_Init_FreeType(&library)的作用是将 FreeType 库初始化，
//并将初始化后的库对象保存在 library 变量中。
//如果初始化成功，FT_Init_FreeType()
//函数会返回一个表示成功的错误码（通常是 0），
//否则会返回一个表示失败的错误码
error = FT_Init_FreeType(&library);
//2、加载字体文件，保存在&face 中：
//FT_New_Face() 函数是用于创建一个新的字体面对象（font face）的函数。它接受以下参数：
//library一个已经初始化的 FreeType 库对象
//argv[1]示字体文件路径的字符串，指定要加载的字体文件。
//0：表示字体索引，通常为0，用于指定要加载的字体文件中的第几个字体，如果字体文件只包含一个字体，则索引为0。
//face：一个指向 FT_Face 类型的指针，用于接收新创建的字体面对象
//simsun.ttc是一种字体文件，它是宋体字体（SimSun）的TrueType集合文件（TrueType Collection）。
error = FT_New_Face(library,argv[1],0,&face);
//face 中获得 FT_GlyphSlot，后面的代码中文字的位图就是保存在 FT_GlyphSlot 里。
slot = face->glyph;
//face：要设置像素大小的字体面对象。
//font_size：目标字体大小（以像素为单位）。
//0：表示分辨率的水平方向值，通常为0，表示使用默认值
//FT_Load_Char() 函数用于加载指定字符的字形数据。它接受以下参数：
//face：要加载字形数据的字体面对象。
//chinese_str[0]：要加载的字符，通常是一个 Unicode 字符编码值（例如，中文字符的 Unicode 编码）。
//FT_LOAD_RENDER：一个加载标志，表示要加载并渲染字形数据。
//3、设置字体大小
FT_Set_Pixel_Sizes(face, font_size, 0);
//4、根据编码值得到位图使用 FT_Load_Char 函数，就可以实现这 3 个功能：
// 根据编码值获得 glyph_index：FT_Get_Char_Index
// 根据 glyph_idex 取出 glyph：FT_Load_Glyph
// 渲染出位图：FT_Render_Glyph
error = FT_Load_Char( face, chinese_str[0], FT_LOAD_RENDER );
if (error)
{
printf("FT_Load_Char error\n");
return -1;
}
//draw_bitmap() 函数用于在指定位置绘制字形的位图数据
draw_bitmap( &slot->bitmap,var.xres/2,var.yres/2);
return 0;
}
我们先分析一下流程
1、初始化freetype库
FT_Init_FreeType(&library)的作用是将 FreeType 库初始化这个库就保存在library中
2、加载字体文件，保存在&face 中：
3、设置字体大小
4、根据编码值得到位图使用 FT_Load_Char 函数，就可以实现这 3 个功能：
draw_bitmap( &slot->bitmap,var.xres/2,var.yres/2);
bitmap就是我们得到的位图的结构体如下图所示
一个像素对应一个字节的buffer
这样我们能确定字体的宽度和高度去顶像素点个数（多少行多少列）
然后使用两个for循环处理每一个像素点将buffer中的值作为color传入lcd_put_pixel中
如果buffer中有值（非零）color就会给framebuffer映射的内存中赋值；但是由于只有一个字节var.bits_per_pixel是32也就是0x00rrggbb格式我们只能给bb值所以最终显示字体颜色为蓝色。、
这是一部分buffer值。
这里我们完成显示单个字体下面完成字体变换。