【emWin实战教程V2.0】第28章 矢量字体（支持汉字全字库，Unicode编码）

会员952544

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本期教程跟大家讲解矢量字体的相关知识，矢量字体最大的好处就是可以任意放大或者缩小字体，而且字体的显示效果不失真。矢量字体也有缺点，即非常消耗内存。但是本教程配套开发板的STM32F429是支持外接SDRAM，这样就有大容量的空间供矢量字体使用了。
28.1 初学者重要提示
28.2 矢量字体介绍
28.3 STemWin对矢量字体的支持
28.4 矢量字体库的移植方法
28.5 矢量字体库的使用方法
28.6 实验例程说明（RTOS）
28.7 实验例程说明（裸机）
28.8 总结

28.1  初学者重要提示 1、使用STM32F429+大容量的SDRAM来实现矢量字体具有一定的实战意义，可用于实际项目。 2、实验中发现了以下三个问题，给大家分享下：     （1）、不是所有电脑端的矢量字体都可以显示，测试发现有些无法正常显示，估计是emWin库不支持。     （2）、不能显示太大的字体，测试发现130点阵之后就无法显示了，不知道是不是动态内存和系统堆空间分配小了，以后换了超大容量SDRAM再测试。     （3）、显示比较大的字体，STM32F429的图形性能完全跟的上，但CPU的计算性能有些吃紧，表现在800*480界面显示满屏字符的时候，整体拖动窗口反应不够流畅。 3、矢量字体也是用的Unicode编码，这点要特别注意。 4、矢量字体所有API函数在emWin手册中都有讲解，下图是中文版手册里面API函数的位置                                 登录/注册后看高清大图 下图是英文版手册里面API函数的位置：                                 登录/注册后看高清大图 28.2矢量字体介绍     下面的内容来中文版wiki百科，讲的非常好，特此转载过来：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... F%E5%AD%97%E4%BD%93 。     目前主流的矢量字体格式有3种：Type1，TrueType和OpenType，这三种格式都是与平台无关的。         Type1全称PostScript Type1，是1985年由Adobe公司提出的一套矢量字体标准，由于这个标准是基于PostScriptDescription Language(PDL)，而PDL又是高端打印机首选的打印描述语言，所以Type1迅速流行起来。但是Type1是非开放字体，Adobe对使用Type1的公司征收高额的使用费。     TrueType是1991年由Apple公司与Microsoft公司联合提出另一套矢量字标准。          Type1使用三次贝塞尔曲线来描述字形，TrueType则使用二次贝塞尔曲线来描述字形。所以Type1的字体比TrueType字体更加精确美观。一个误解是，Type1字体比TrueType字体占用空间多。这是因为同样描述一个圆形，二次贝塞尔曲线只需要8个关键点和7段二次曲线；而三次贝塞尔曲线则需要12个关键点和11段三次曲线。然而实际情况是一般来说 Type1比TrueType要小10%左右。这是因为对于稍微复杂的字形，为了保持平滑，TrueType必须使用更多的关键点。由于现代大部分打印机都是使用PDL作为打印描述语言，所以Type1字体打印的时候不会产生形变，速度快；而TrueType则需要翻译成PDL，由于曲线方程的变化，还会产生一定的形变，不如Type1美观。     这么说来，Type1应该比TrueType更具有优势，为什么如今的计算机上TrueType反而比Type1使用更广泛呢？这是因为第一：Type1由于字体方程的复杂，所以在屏幕上渲染的时候，花费的时间多，解决方案是大部分Type1字体嵌入了点阵字体，这样渲染快，但是边缘不光滑，比较难看。很多ps文档和ps转换的pdf文档都是这样，在计算机上浏览的时候字体很难看，但是打印出来很美观。TrueType则渲染比较快，可以平滑的显示在屏幕上，看上去很美观。     第二个原因是Type1的高额使用费，使得Type1没有被所有的操作系统所支持。Windows家族只有OS/2和windows2000及之后的版本从操作系统级别开始支持Type1。由于这个问题，Adobe只好在其所有的产品中嵌入Adobe Type Manager(ATM)作为渲染引擎。 OpenType则是Type1与TrueType之争的最终产物。1995年，Adobe公司和Microsoft公司开始联手开发一种兼容Type1和TrueType，并且真正支持Unicode的字体，后来在发布的时候，正式命名为OpenType。OpenType可以嵌入Type1和TrueType，这样就兼有了二者的特点，无论是在屏幕上察看还是打印，质量都非常优秀。可以说OpenType是一个三赢的结局，无论是Adobe、Microsoft还是最终用户，都从OpenType中得到了好处。Windows家族从Windows 2000开始，正式支持OpenType。打开系统的字体目录（一般是C:\Windows\Fonts\或C:\Winnt\Fonts），可以看到：一个红色A的图标的是点阵字体，两个重叠的T的图标是TrueType字体，一个O的图标就是OpenType字体。     下面是XP系统中字体的部分截图，其中矢量字体扩展名ttf，点阵字体的扩展名是fon。                                 登录/注册后看高清大图 OpenType则是Type1与TrueType之争的最终产物。1995年，Adobe公司和Microsoft公司开始联手开发一种兼容Type1和TrueType，并且真正支持Unicode的字体，后来在发布的时候，正式命名为OpenType。OpenType可以嵌入Type1和TrueType，这样就兼有了二者的特点，无论是在屏幕上察看还是打印，质量都非常优秀。可以说OpenType是一个三赢的结局，无论是Adobe、Microsoft还是最终用户，都从OpenType中得到了好处。Windows家族从Windows 2000开始，正式支持OpenType。打开系统的字体目录（一般是C:\Windows\Fonts\或C:\Winnt\Fonts），可以看到：一个红色A的图标的是点阵字体，两个重叠的T的图标是TrueType字体，一个O的图标就是OpenType字体。     下面是XP系统中字体的部分截图，其中矢量字体扩展名ttf，点阵字体的扩展名是fon。                                 登录/注册后看高清大图 Win7系统中已经变成如下这种样子：                                 登录/注册后看高清大图 除了malloc和free要用到堆空间，部分C标准库的其它函数也要用到堆空间，所以一定要及时初始化SDRAM，防止用到堆空间的时候，SDRAM还没有初始化，将导致系统崩溃。当前是将SDRAM的初始化放在了bsp.c文件的bsp_Init函数开始的地方，之前执行的程序都没有用到C标准库，所以可以放在这里。     讲解完这些，还有一点知识要补充的，矢量汉字库是非常大的，稍小点的都得10MB，大点的得20MB，教程配套板子的SDRAM只有16MB，有点捉襟见肘，所以要重新划分下，当前是把前3MB的空间给LCD的显存使用，相关代码不用做任何修改，因为默认的800*480分辨率，RGB565格式的三缓冲大小800*480*2*3 大概是2.19MB（乘以2是因为RGB565格式需要2字节来表示一个像素），小于3MB。中间的12MB用于emWin动态内存，最后1MB用于系统堆空间，这里有两个地方要修改一下，一个是bsp_fmc_sdram.h文件，修改emWin动态内存的起始地址 复制代码 /* **********************************************************************************************************                                           emWin使用 ********************************************************************************************************** */ /* emWin动态内存首地址 */ #define SDRAM_APP_BUF  (EXT_SDRAM_ADDR + 3 * 1024 * 1024) 另一个是GUIConf.c文件，将emWin的动态内存大小设置为12MB，即下面置红的字体。 复制代码 // // Define the available number of bytes available for the GUI // #define EX_SRAM   1/*1 used extern sram, 0 used internal sram */ #if EX_SRAM #define GUI_NUMBYTES  (1024*1024*12) #else #define GUI_NUMBYTES  (100*1024) #endif /* Define the average block size */ #define GUI_BLOCKSIZE 0x80 修改完毕这几个地方后，就没有问题了，使用的时候选取了仿宋体，大小是10MB，系统上电后将其加载到emWin的动态内存里面，也就是SDRAM里面。 [table=98%] 第4步：修改系统堆（heap）大小，这一步非常关键。因为矢量库要用到函数malloc和free，而这种函数是从系统堆空间里面申请内存的，鉴于矢量库非常的消耗动态内存，这里将16MB SDRAM的最后1MB空间给系统堆使用，IAR中设置堆使用外部空间比MDK要麻烦些，需要修改本章节配套例程路径\Project\EWARMv7里面的文件stm32f4xx_flash.icf，内容如下（红色字体部分是新添加的或者被修改的）： 复制代码 /*###ICF### Section handled by ICF editor, don't touch! ****/ /*-Editor annotation file-*/ /* IcfEditorFile="$TOOLKIT_DIR$\config\ide\IcfEditor\cortex_v1_0.xml" */ /*-Specials-*/ define symbol __ICFEDIT_intvec_start__ = 0x08000000; /*-Memory Regions-*/ define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0x08000000; define symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__   = 0x081FFFFF; define symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__ = 0x20000000; define symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__   = 0x2002FFFF; /*-Sizes-*/ define symbol __ICFEDIT_size_cstack__ = 0x0400; define symbol __ICFEDIT_size_heap__   = 0x100000; /**** End of ICF editor section. ###ICF###*/ define symbol __region_RAM1_start__ = 0x10000000; define symbol __region_RAM1_end__   = 0x1000FFFF; define symbol __region_RAM2_start__ = 0xC0F00000; define symbol __region_RAM2_end__   = 0xC0FFFFFF; define memory mem with size = 4G; define region ROM_region   = mem:[from __ICFEDIT_region_ROM_start__   to __ICFEDIT_region_ROM_end__]; define region RAM_region   = mem:[from __ICFEDIT_region_RAM_start__   to __ICFEDIT_region_RAM_end__]; define region RAM1_region  = mem:[from __region_RAM1_start__   to __region_RAM1_end__]; define region RAM2_region  = mem:[from __region_RAM2_start__   to __region_RAM2_end__]; define block CSTACK    with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_cstack__   { }; define block HEAP      with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_heap__     { }; initialize by copy { readwrite }; do not initialize  { section .noinit }; place at address mem:__ICFEDIT_intvec_start__ { readonly section .intvec }; place in ROM_region   { readonly }; place in RAM_region   { readwrite, block CSTACK}; place in RAM1_region  { section .sram }; place in RAM2_region  { section .sram, block HEAP }; [table=98%] define symbol __ICFEDIT_size_heap__   = 0x100000;     重新设置堆空间大小是1MB。 define symbol __region_RAM2_start__ =0xC0F00000; define symbol__region_RAM2_end__  = 0xC0FFFFFF;     添加的RAM2的起始地址和结束地址定义，       __region_RAM2_start__：表示堆起始地址为0XC0F00000，即16MB SDRAM最后1MB空间的起始地址。       __region_RAM2_end__ ： 堆结束地址0XC0FFFFFF，即16MBSDRAM最后1MB空间的结束地址。 define regionRAM2_region  = mem:[from__region_RAM2_start__   to__region_RAM2_end__];     设置新添加RAM2的区间范围。 place in RAM_region { readwrite, block CSTACK};     表示将栈空间放到RAM区域，可读可写。 place in RAM2_region  { section .sram, block HEAP };     表示将堆空间放到RAM2区域，可读可写。 [table=98%] 通过上面的设置就实现将16MB SDRAM的最后1MB空间给系统堆使用。除了malloc和free要用到堆空间，部分C标准库的其它函数也要用到堆空间，所以一定要及时初始化SDRAM，防止用到堆空间的时候，SDRAM还没有初始化，将导致系统崩溃。当前是将SDRAM的初始化放在了bsp.c文件的bsp_Init函数开始的地方，之前执行的程序都没有用到C标准库，所以可以放在这里。     讲解完这些，还有一点知识要补充的，矢量汉字库是非常大的，稍小点的都得10MB，大点的得20MB，教程配套板子的SDRAM只有16MB，有点捉襟见肘，所以要重新划分下，当前是把前3MB的空间给LCD的显存使用，相关代码不用做任何修改，因为默认的800*480分辨率，RGB565格式的三缓冲大小800*480*2*3 大概是2.19MB（乘以2是因为RGB565格式需要2字节来表示一个像素），小于3MB。中间的12MB用于emWin动态内存，最后1MB用于系统堆空间，这里有两个地方要修改一下，一个是bsp_fmc_sdram.h，修改emWin动态内存的起始地址 复制代码 /* **********************************************************************************************************                                           emWin使用 ********************************************************************************************************** */ /* emWin动态内存首地址 */ #define SDRAM_APP_BUF  (EXT_SDRAM_ADDR + 3 * 1024 * 1024 [table=98%] 另一个是GUIConf.c文件，将emWin的动态内存大小设置为12MB，即下面置红的字体。 复制代码 // // Define the available number of bytes available for the GUI // #define EX_SRAM   1/*1 used extern sram, 0 used internal sram */ #if EX_SRAM #define GUI_NUMBYTES  (1024*1024*12) #else #define GUI_NUMBYTES  (100*1024) #endif /* Define the average block size */ #define GUI_BLOCKSIZE 0x80 修改完毕这几个地方后，就没有问题了，使用的时候选取了仿宋体，大小是10MB，系统上电后将其加载到emWin的动态内存里面，也就是SDRAM里面 [table=98%] 28.5  矢量字体库的使用方法     矢量字体的使用通过下面四步就可以实现： 第1步：定义16点阵大小，24点阵大小，32点阵大小，48点阵大小，72点阵大小和120点阵大小的格式字体。 复制代码 /* ********************************************************************************************************* *                                      定义矢量字体 ********************************************************************************************************* */ GUI_TTF_CS Cs0, Cs1, Cs2, Cs3, Cs4, Cs5; GUI_TTF_DATA Data; GUI_FONT Font16, Font24, Font32, Font48, Font72, Font120;

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