True type fontのレンダリング その1

True type fontをbitmapにレンダリングするプログラムを作成しました。レンダリングにはFreeTypeライブラリを使用しました。プログラムの作成はRaspberry Pi4で行っています。画像の表示にはEGGX / ProCALLライブラリを使用しました。

FreeTypeライブラリのインストール

$ sudo apt install libfreetype6-dev

コンパイル

$ gcc -Wall -o hoge hoge.c -I/usr/include/freetype2 -lfreetype

EGGX/ProCALLも含めた場合
$ gcc -Wall -o hoge hoge.c -I/usr/local/include -I/usr/include/freetype2  -L/usr/local/lib   -leggx -lX11 -lm -lfreetype

基本となるプログラム

#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/* freetype ライブラリ用のヘッダ */
#include <ft2build.h>
#include FT_FREETYPE_H
/* EGGX / ProCALL  C言語，FORTRAN言語用のX11グラフィックスライブラリ*/
#include <eggx.h> /* EGGX を使う時に必要 */

int main(int argc,char *argv[]){
    FT_Library library;
    FT_Face    face;
    FT_GlyphSlot slot;
    int error,win;
    char text[] = "hello,world!";
    int pen_x, pen_y;
    int num_chars = (int)strlen( text);

    gsetinitialattributes(DISABLE, BOTTOM_LEFT_ORIGIN); /*eggxの座標設定を通常のグラフィックスと同じに*/
    win = gopen(800,400); /* 800x400 ピクセルのグラフィックス用ウィンドゥを開く */
    //layer(win, 0, 1); /* 描画レイヤを設定 */
    /* FreeTypeの初期化 */
    error = FT_Init_FreeType( &library );
    if(error) {
        fprintf(stderr,"error FT_Init_FreeType\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* TrueTypeフォントの読み込み */
    /* フォントファイルは fc-list コマンドで取得可能 */
    error = FT_New_Face( library, "/usr/share/fonts/opentype/noto/NotoSansCJK-Bold.ttc", 0, &face );
    if(error == FT_Err_Unknown_File_Format) {
        fprintf(stderr,"unsupport fonts format\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if(error) {
        fprintf(stderr,"fonts file not found\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    slot = face->glyph;

    error = FT_Set_Pixel_Sizes( face, 0, 120 ); /* ピクセル単位でサイズ指定 */
    //error = FT_Set_Char_Size( face, 0, 16 * 64, 300, 300); /* ポイント単位でサイズ指定 */
    if(error) {
        fprintf(stderr,"error FT_Set_Pixel_Sizes\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    pen_x = 10;  /* 文字の表示座標 左下のベースライン x座標 */
    pen_y = 150; /* 文字の表示座標 左下のベースライン y座標 */
    newrgbcolor(win,0,0,255); /* 色の指定 */
    drawline(win,pen_x,pen_y,800,pen_y); /* 文字の基準となる線を引く */
    for (int n = 0;n < num_chars; n++ ){
        int i;
        FT_Bitmap bitmap;

        /* n文字目の文字をビットマップ化 */
        //error = FT_Load_Char( face, text[n], FT_LOAD_VERTICAL_LAYOUT|FT_LOAD_RENDER ); /* 縦書き */
        error = FT_Load_Char( face, text[n], FT_LOAD_RENDER ); /* 横書き */
        if(error) {
            fprintf(stderr,"error FT_Load_Char\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        bitmap = slot->bitmap;
        /* bitmap.buffer[] に保存されているデータはアンチエリアシングのためのα値 */
        /* bitmap.width はbitmap化された文字画像の横幅 */
        /* bitmap.rows はbitmap化された文字画像の高さ */
        for( i = 0; i < bitmap.rows * bitmap.width; i++){
            newrgbcolor(win,bitmap.buffer[i],bitmap.buffer[i],bitmap.buffer[i]);/* 色の指定 */
            int x = i % bitmap.width+pen_x;
            int y = i / bitmap.width+pen_y;
            pset(win,x, y); /* 点を描く */
        }
    }
    //copylayer(win, 1, 0);  /* レイヤ1をレイヤ0に瞬時にコピー */
    ggetch(); /* キー入力があるまで待つ */
    gclose(win); /* グラフィックス用ウィンドゥを閉じる */
    /* フォントデータの終了処理 */
    error = FT_Done_Face( face );
    if(error) {
        fprintf(stderr,"error FT_Done_Face\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* FreeTypeの終了処理 */
    error = FT_Done_FreeType( library );
    if(error) {
        fprintf(stderr,"error FT_Done_FreeType\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}

実行結果

文字の位置がずれています。

その2に続きます。

参考

The FreeType project

EGGX / ProCALL X11 Graphics Library since 1999

FreeTypeでテキスト描画

freetype2 で文字列描画 (実践編)

Indexing pixels in a monochrome FreeType glyph buffer

標準ライブラリのリファレンス（ヘッダ別） | Programming Place Plus　Ｃ言語編