使用FreeType实现矢量字体的粗体、斜体、描边、阴影效果（转载）

前言：

Freetype是一个跨平台、开源的字体渲染器，网上很多文章介绍，本人就不啰嗦了。本文重点在于实现文章标题所属的各种效果，不是Freetype的基本使用方法介绍文档，所以对于Freetype不熟悉的同学们请先学习下Freetype的基本用法，才可以使用本文中所提及的方法。

正文：

用FreeType实现矢量字体的粗体、斜体、描边、阴影效果不是一件容易的事，本人认为皆因Freetype的接口太过于底层化，Freetype没有对其进行上层包装，所以要实现这些对于软件/游戏来说的基本效果，都是件挺麻烦的事情。不过，问题总是会有解决方法的，这些效果的实现，请听本人一个个道来：

1.      加粗

加粗可以使用FreeType中的一个API来实现FT_Outline_Embolden，但是这个API不支持水平垂直方向加粗量的分别设置，所以，需要参照FT_Outline_Embolden的实现重新编写一个函数，GDI++已经做了这个事情，引用它的代码：

 

//  就是FT_Outline_Embolden FT_Error Old_FT_Outline_Embolden( FT_Outline *   outline, FT_Pos strength ) {     FT_Vector *     points;     FT_Vector    v_prev, v_first, v_next, v_cur;     FT_Angle    rotate, angle_in, angle_out;     FT_Int        c, n, first;     FT_Int        orientation;      if  (  ! outline )          return  FT_Err_Invalid_Argument;     strength  /=   2 ;      if  ( strength  ==   0  )          return  FT_Err_Ok;     orientation  =  FT_Outline_Get_Orientation( outline );      if  ( orientation  ==  FT_ORIENTATION_NONE )      {          if  ( outline -> n_contours )              return  FT_Err_Invalid_Argument;          else              return  FT_Err_Ok;     }      if  ( orientation  ==  FT_ORIENTATION_TRUETYPE )         rotate  =   - FT_ANGLE_PI2;      else         rotate  =  FT_ANGLE_PI2;     points  =  outline -> points;     first  =   0 ;      for  ( c  =   0 ; c  <  outline -> n_contours; c ++  )      {          int   last  =  outline -> contours[c];         v_first  =  points[first];         v_prev   =  points[last];         v_cur    =  v_first;          for  ( n  =  first; n  <=  last; n ++  )          {             FT_Vector     in ,  out ;             FT_Angle    angle_diff;             FT_Pos        d;             FT_Fixed    scale;              if  ( n  <  last )                 v_next  =  points[n  +   1 ];              else                 v_next  =  v_first;              /*  compute the in and out vectors  */              in .x  =  v_cur.x  -  v_prev.x;              in .y  =  v_cur.y  -  v_prev.y;              out .x  =  v_next.x  -  v_cur.x;              out .y  =  v_next.y  -  v_cur.y;             angle_in    =  FT_Atan2(  in .x,  in .y );             angle_out   =  FT_Atan2(  out .x,  out .y );             angle_diff  =  FT_Angle_Diff( angle_in, angle_out );             scale       =  FT_Cos( angle_diff  /   2  );              if  ( scale  <   0x4000L   &&  scale  >   - 0x4000L  )                  in .x  =   in .y  =   0 ;              else              {                 d  =  FT_DivFix( strength, scale );                 FT_Vector_From_Polar(  & in , d, angle_in  +  angle_diff  /   2   -  rotate );             }             outline -> points[n].x  =  v_cur.x  +  strength  +   in .x;              // 伀偙傟傪僐儊儞僩傾僂僩偟偨偩偗              // outline->points[n].y = v_cur.y + strength + in.y;             v_prev  =  v_cur;             v_cur   =  v_next;         }         first  =  last  +   1 ;     }      return  FT_Err_Ok; } //  垂直加粗 FT_Error Vert_FT_Outline_Embolden( FT_Outline *   outline, FT_Pos strength ) {     FT_Vector *     points;     FT_Vector    v_prev, v_first, v_next, v_cur;     FT_Angle    rotate, angle_in, angle_out;     FT_Int        c, n, first;     FT_Int        orientation;      if  (  ! outline )          return  FT_Err_Invalid_Argument;     strength  /=   2 ;      if  ( strength  ==   0  )          return  FT_Err_Ok;     orientation  =  FT_Outline_Get_Orientation( outline );      if  ( orientation  ==  FT_ORIENTATION_NONE )      {          if  ( outline -> n_contours )              return  FT_Err_Invalid_Argument;          else              return  FT_Err_Ok;     }      if  ( orientation  ==  FT_ORIENTATION_TRUETYPE )         rotate  =   - FT_ANGLE_PI2;      else         rotate  =  FT_ANGLE_PI2;     points  =  outline -> points;     first  =   0 ;      for  ( c  =   0 ; c  <  outline -> n_contours; c ++  )      {          int   last  =  outline -> contours[c];         v_first  =  points[first];         v_prev   =  points[last];         v_cur    =  v_first;          for  ( n  =  first; n  <=  last; n ++  )          {             FT_Vector     in ,  out ;             FT_Angle    angle_diff;             FT_Pos        d;             FT_Fixed    scale;              if  ( n  <  last )                 v_next  =  points[n  +   1 ];              else                 v_next  =  v_first;              /*  compute the in and out vectors  */              in .x  =  v_cur.x  -  v_prev.x;              in .y  =  v_cur.y  -  v_prev.y;              out .x  =  v_next.x  -  v_cur.x;              out .y  =  v_next.y  -  v_cur.y;             angle_in    =  FT_Atan2(  in .x,  in .y );             angle_out   =  FT_Atan2(  out .x,  out .y );             angle_diff  =  FT_Angle_Diff( angle_in, angle_out );             scale       =  FT_Cos( angle_diff  /   2  );              if  ( scale  <   0x4000L   &&  scale  >   - 0x4000L  )                  in .x  =   in .y  =   0 ;              else              {                 d  =  FT_DivFix( strength, scale );                 FT_Vector_From_Polar(  & in , d, angle_in  +  angle_diff  /   2   -  rotate );             }              // outline->points[n].x = v_cur.x + strength + in.x;              // 仾偙傟傪僐儊儞僩傾僂僩偟偨偩偗             outline -> points[n].y  =  v_cur.y  +  strength  +   in .y;             v_prev  =  v_cur;             v_cur   =  v_next;         }         first  =  last  +   1 ;     }      return  FT_Err_Ok; } //  新的加粗函数 FT_Error New_FT_Outline_Embolden( FT_Outline *   outline, FT_Pos str_h, FT_Pos str_v ) {      if  (  ! outline )  return  FT_Err_Invalid_Argument;      int  orientation  =  FT_Outline_Get_Orientation( outline );      if  ( orientation  ==  FT_ORIENTATION_NONE )          if  ( outline -> n_contours )  return  FT_Err_Invalid_Argument;     Vert_FT_Outline_Embolden( outline, str_v );     Old_FT_Outline_Embolden( outline, str_h );      return  FT_Err_Ok; } //  让一个字体槽加粗，并且填充其他的大小属性 void  New_GlyphSlot_Embolden( FT_GlyphSlot  slot ,  const  Vector2Float  & embolden) {      if (embolden  ==  Vector2Float::ZERO)          return ;     FT_Library  library  =  slot -> library;     FT_Face     face     =  slot -> face;     FT_Error    error;     FT_Pos      xstr  =  embolden.x, ystr  =  embolden.y;      if  ( slot -> format  !=  FT_GLYPH_FORMAT_OUTLINE  &&         slot -> format  !=  FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP )          return ;      if  ( slot -> format  ==  FT_GLYPH_FORMAT_OUTLINE )      {         FT_BBox oldBox;         FT_Outline_Get_CBox( & slot -> outline ,  & oldBox);         error  =  New_FT_Outline_Embolden(  & slot -> outline, xstr , ystr);          if  ( error )              return ;         FT_BBox newBox;         FT_Outline_Get_CBox( & slot -> outline ,  & newBox);         xstr  =  (newBox.xMax  -  newBox.xMin)  -  (oldBox.xMax  -  oldBox.xMin);         ystr  =  (newBox.yMax  -  newBox.yMin)  -  (oldBox.yMax  -  oldBox.yMin);     }      else   if  ( slot -> format  ==  FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP )      {         xstr  =  FT_PIX_FLOOR( xstr );          if  ( xstr  ==   0  )             xstr  =   1   <<   6 ;         ystr  =  FT_PIX_FLOOR( ystr );         error  =  FT_Bitmap_Embolden( library,  & slot -> bitmap, xstr, ystr );          if  ( error )              return ;     }      if  ( slot -> advance.x )         slot -> advance.x  +=  xstr;      if  ( slot -> advance.y )         slot -> advance.y  +=  ystr;     slot -> metrics.width         +=  xstr;     slot -> metrics.height        +=  ystr;     slot -> metrics.horiBearingY  +=  ystr;     slot -> metrics.horiAdvance   +=  xstr;     slot -> metrics.vertBearingX  -=  xstr  /   2 ;     slot -> metrics.vertBearingY  +=  ystr;     slot -> metrics.vertAdvance   +=  ystr;      if  ( slot -> format  ==  FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP )         slot -> bitmap_top  +=  ystr  >>   6 ; }

2.      斜体

斜体在FreeType中可以通过矩阵变换来实现，只要把矩阵设置成一个切边矩阵就可以了，方法如下：

//  倾斜度，越大就越斜 float  lean  =   0.5f ; FT_Matrix matrix; matrix.xx  =   0x10000L ; matrix.xy  =  lean  *   0x10000L ; matrix.yx  =   0 ; matrix.yy  =   0x10000L ; FT_Set_Transform( face,  & matrix,  0  );

3.      描边

网上有不少文章说描边其实很简单，就是上下左右各移动一个像素渲染一次，最后在中间再渲染一次就可以了。但是，这种方法只对于位图字体有效，对于矢量字体，效果就不好了，特别是大字体，1个像素只是很细的边界而已，对于很小的字体，1像素又显得太大。

这里提供另一种实现方案，使用的是Freetype的API：

4.         使用FT_Stroker_New创建一个笔触

5.         FT_Stroker_Set设置笔触为描边

6.         把Load后的glyph通过FT_Glyph_Copy拷贝一份出来

7.         对这个拷贝出来的glyph使用FT_Glyph_StrokeBorder设置成描边渲染

8.         使用FT_Outline_Render渲染这个描边的glyph，渲染前要设置FT_Raster_Params参数成： 

FT_Raster_Params  params ; memset( & params ,  0 ,  sizeof ( params )); params .flags  =  FT_RASTER_FLAG_AA  |  FT_RASTER_FLAG_DIRECT; params .gray_spans  =  RasterCallback;

 

9.         在回调函数RasterCallback中实现像素化到位图中

10.     对原来的glyph执行8操作，在回调函数RasterCallback中实现像素化到位图中，像素化过程使用alphablend的方式绘制上去

11.     把位图渲染到屏幕上或保存到文件中

 

这个方法是Freetype的一个example，只是很少有人注意而已，源码在这里http://www.freetype.org/freetype2/docs/tutorial/example2.cpp。

 12. 阴影

阴影的实现就比较简单了，只要一个个像素偏移后多渲染几次就可以了，再次不多说。