GTK+(基于DirectFB)的字体处理

GTK+(基于DirectFB)的字体绘制是通过pango+freetype+fontconfig三者协作来完成的，其中，fontconfig负责字体的管理和配置，freetype负责单个字符的绘制，pango则完成对文字的排版布局。这几天花了点时间研究GTK+的字体处理，这里记录一些笔记。

用pango排版文字，首先要创建一个PangoLayout对象。一般来说，不必直接调用pango_layout_new函数创建，而是调用gtk提供的包装函数gtk_widget_create_pango_layout。在该函数又调用gtk_widget_get_pango_context函数获得PangoContext对象。

什么是PangoContext呢？顾名思义，PangoContext就是用来保存Pango上下文信息的。其中最重要的是PangoFontMap对象，从字面上讲PangoFontMap是从字体描述到字体之间的映射，它的实际功能就是加载字体。它根据字体的描述，调用fontconfig的函数找到对应的字体文件，然后调用freetype的函数加载该字体。

l         字体的初始化。

字体的初始化并不是在gtk_init函数完成中，而是在实际使用字体时才初始化。调用路径为

u       gtkwidget.c: gtk_widget_get_pango_context

u       gtkwidget.c: gtk_widget_create_pango_context

u       gdkpango-directfb.c: gdk_pango_context_get

u       pangoft2-fontmap.c: pango_ft2_get_context

u       pangoft2-fontmap.c: pango_ft2_font_map_for_display

u       pangoft2-fontmap.c: pango_ft2_font_map_new

u       ftinit.c: FT_Init_FreeType

初始化并不加载任何字体，字体的加载是根据需要，要任何时候都可以加载。在初始化时，主要是加载freetype的后端。内置的Freetype后端是在ftmodule.h里定义的，可以在此进行裁减，默认内置的后端有：

FT_USE_MODULE(autofit_module_class)

FT_USE_MODULE(tt_driver_class)

FT_USE_MODULE(t1_driver_class)

FT_USE_MODULE(cff_driver_class)

FT_USE_MODULE(t1cid_driver_class)

FT_USE_MODULE(pfr_driver_class)

FT_USE_MODULE(t42_driver_class)

FT_USE_MODULE(winfnt_driver_class)

FT_USE_MODULE(pcf_driver_class)

FT_USE_MODULE(psaux_module_class)

FT_USE_MODULE(psnames_module_class)

FT_USE_MODULE(pshinter_module_class)

FT_USE_MODULE(ft_raster1_renderer_class)

FT_USE_MODULE(sfnt_module_class)

FT_USE_MODULE(ft_smooth_renderer_class)

FT_USE_MODULE(ft_smooth_lcd_renderer_class)

FT_USE_MODULE(ft_smooth_lcdv_renderer_class)

FT_USE_MODULE(otv_module_class)

FT_USE_MODULE(bdf_driver_class)

l         字体的加载。

程序第一次显示文字或者后面改变文字的字体，都可能会导致字体加载。在pango排版时，若对应的字体没有加载，它会调用pango_fc_font_map_load_fontset函数去加载该字体。

函数pango_fc_font_map_get_patterns会根据字体的描述，调用FcPatternBuild创建一个pattern。pattern是fontconfig的一个术语，fontconfig根据pattern的描述，在配置文件中查找最接近要求的字体，这是一种模糊查询，不必定义精确的查找条件, 它通常始终会返回一种相近的字体。

如果pattern对应的字体没有加载，则调用pango_fc_font_map_new_font加载该字体。转了N道弯之后，来到了pango_ft2_font_get_face函数，该函数从pattern中取出一些参数，其中最重要的是字体文件名，然后调用FT_New_Face真正加载字体。

l         字体的匹配。

如果没有fontconfig的帮助，要精确的指定字体参数是件痛苦的事情。那些神秘的参数很容易把人搞晕了，即使指定了正确的字体参数，换一个系统如果没有该字体，程序可能就完全不能运行了。而在fontconfig的帮助下，你只要说明对字体的要求，fontconfig总是可以帮你找到最接近要求的字体。

Fontconfig的主配置文件在/etc/fonts/目录里，也可以在~/.fonts目录下存放用户自己的配置信息。/etc/fonts/fonts.conf文件是默认的配置，一般不要修改它，但可以修改/etc/fonts/local.conf，fonts.conf包含了local.conf。

配置文件里的dir段指明了字体文件存放的路径，在小机上，字体的存放路径一般与PC上不同，所以可能要修改dir段，加入实际字体文件所在的路径。其它配置一般不用修改，使用默认的即可。

要注意，字体有三类，Serif、Sans serif和Monospace。“sans”来源于古法语, 意为“without”, 即“非”。 而“serif”来源于荷兰语, 译为衬线, 指字母的拐角或端点位置的修饰线。Serif和Sans serif是非等宽字体，而Monospace是等宽字体。通过下面的实际效果可以看出它们的差异。

Serif : E

Sans serif : E

Monospace: Courier

l         字体的显示。

pango_ft2_font_render_glyph函数调用了FT_Load_Glyph去加载字模数据，我想当然的       认为字体是在pangoft2-render.c中绘制的，而且GTK/GDK都不应该知道freetype的细节信息，否则两者之间的耦合就太死了。

但是事实是，Pango排版完成后，并没有管字体显示的问题。字体真正显示是在gdk_directfb_draw_glyphs函数里完成的，它调用_glyph_surface_cache_get_surface函数把freetype的字模bitmap拷贝到一个surface里，然后把该surface中的内容blit到窗口的surface上。

l         修改widget的字体。

修改widget的字体很简单，调用gtk_widget_modify_font函数即可。如：

l         GTK+2.6 + DirectFB-0.9.22关于字体问题的BUG。

字体无法显示。Fontconfig配置正确，对应的字体文件也存在，但是字体就是显示不出来。原因在于，字体显示实际上中调用的函数gdk_draw_glyphs_transformed而不是gdk_draw_glyphs，而函数gdk_draw_glyphs_transformed在gdk-directfb中并没有实现，这导致了字体无法显示。解决方法：若不存在旋转字体，可以直接用gdk_draw_glyphs来实现gdk_draw_glyphs_transformed。

大部文字都带有下划线，界面显得很怪异。原因在于，glyphsurfacecache.c中的函数surface_new创建surface后没有把surface清理一下，里面有些垃圾数据，而字模又并不一定完全占满整个surface，所以这些垃圾数据也被Blit到窗口上了。解决方法：这可以在调用CreateSurface成功后，再调用一下Clear函数。

参考资料：

http://jorux.com/archives/property-2-if-you-love-css/

http://fontconfig.org

http://www.gtk.org/