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点阵字体显示系列之一:ASCII码字库的显示

起因:

早在阅读tslib源代码时就注意到里面有font_8x8.c和font_8x16.c两个文件(后来才得知,它们来自Linux内核,具体目录是./drivers/video/console),它们包含了在屏幕上显示所需的所有字符(当然,是可打印字符),由此也看了一下tslib显示字符的代码。对将来在触摸屏上显示汉字有所帮助,——这是后话,暂且按下不提。

上面所说的字符当然是ASCII码了,这种编码学过计算机的人可能会很熟悉,就不多讲了。本文所述者,就是通过ASCII码字库文件(网上有下载)和上面提到的其中之一的文件在终端上显示ASCII字符。这也为研究汉字显示打下基础(此为假话,写文章及做作所需也,实际上本文作者是先研究汉字显示再研究ASCII码显示的,勿模仿,切切)。

本文中使用的字库是8×16,每个字符占用内存空间为16字节(后面不再提及),文中显示字符所做工作有下面几步(显示汉字也差不多,当然,这又是后话 ):

1、打开字库文件(似乎是废话);

2、计算出要打印的字符在字库文件中的偏移量(亦即网上所说的“寻址”);

3、将这个偏移地址的数据(16字节)读取缓冲区中;

4、显示这个缓冲区,为1者打印,为0者留空。(由于是在终端上显示,因此,可以使用如“#”、“*”等字符代替。)

 

先说说如何找到某个字符在字库文件中的偏移量。字库里的字符排序是符合ASCII码顺序的,而每个字符占16字节,因此,将要打印的字符与16相乘,便得到这个字符在字库中的位置了,这个位置之后的16个字节的数据,就是这个字符了。比如大写字母“A”,十六进制是0x41(“A”还是十进制的65、八进制的101,其实都是一回事),它与0x10(十进制的16)相乘,得到0x410(计算机中使用十六进制十分方便,对于某些试题要求计算出某地址的十进制,我表示不理解,既不直观,又不方便,还容易出错)。使用十六进制编辑器(用UE相信会更方便些)查看这个偏移量,会发现有如下数据:

$ hexdump -C ../HZK/ASC16 | grep 41000000410  00 00 10 38 6c c6 c6 fe  c6 c6 c6 c6 00 00 00 00  |…8l………..|

 

所谓的字库,里面就是一些二进制数据。我们看看上面得到“A”的16个字节数据显示效果是怎样的。将上面的十六进制数据按二进制输出,一个字节一行,共占16行,如下:

0000000000000000

00010000

00111000

01101100

11000110

11000110

11111110

11000110

11000110

11000110

11000110

00000000

00000000

00000000

00000000

不直观,将出现0的地方留空,则变成如下形状(受网页影响,为美观起见进行调整,虽非实际中二进制所示,但形状是一致的):

1

111

11  11

11      11

11      11

1111111

11      11

11      11

11      11

11      11

 

上面的便是传说中的“A”了。

下面就用代码读取字库信息,并显示出来。完整代码如下:

/***************************************************源代码文件编码:ANSI

测试环境编码:zh_CN.UTF-8、zh_CN.gd2312

* ************************************************/

#include<stdio.h>#include<unistd.h>

#include<sys/stat.h>

#include<sys/types.h>

#include<fcntl.h>

#include<stdlib.h>

#include<errno.h>

#include<string.h>

#ifdef DEBUG

#define debug(fmt, …) printf(fmt, #__VA_ARGS__)

#else

#define debug(fmt, …)

#endif
void display_font_ascii(char *asc)

{

int i, j;

debug(“=================n”);

for(i=0;i<16;i++)

{

for(j=0;j<8;j++)

{

/* 逐位相与,为1者打印“*”,否则打印空格 */

if(asc[i] & (0x80>>j))

printf(“*”);

else

printf(” “);

}

printf(“n”);

}

debug(“=================n”);

}

int main()

{

int i;

unsigned char *p;

unsigned char asciicode[] = “Ab”;

unsigned long offset;

FILE *asc;

char ascii[16];

if((asc=fopen(“ASC16″,“rb”))==NULL)

{

perror(“Can’t Open ASC16″);

exit(0);

}

/* ASCII字库文件 */

for (i = 0; i < sizeof(asciicode)-1; i++)

{

debug(“%c %xn”, asciicode[i], asciicode[i]); /* 打印数值 */

offset = asciicode[i]*16;

debug(“offset: %xn”, offset); /* 打印偏移量 */

fseek(asc,offset,SEEK_SET);

fread(ascii,16,1,asc);              /* 读取16字节 */

display_font_ascii(ascii);        /* 显示 */

}

fclose(asc);

return 0;

}

 

由于是示意性代码,不必纠结于代码优化、代码风格等等问题。效果(同样进行了调整)如下:

$ ./a.out*

***

**  **

**      **

**      **

*******

**      **

**      **

**      **

**      **

***

**

**

****

**  **

**    **

**    **

**    **

**    **

*****

 

还有另一种方法,不读取字库,而是将所有的字符存放于某个数组中,比如像font_8x16.c文件中的fontdata_8x16数组。这里假设数组为ascii_code,那么,上面的代码只需修改一小部分,如下:

 for (i = 0; i < sizeof(asciicode)-1; i++){

debug(“%c %xn”, asciicode[i], asciicode[i]);

offset = asciicode[i]* 16; // 寻址

p = ascii_code+offset;    // 查找字符在ascii_code数组中的偏移量

debug(“offset: %xn”, offset);

display_font_ascii(p);

}

 

效果是一样的,所不同的是,前一种方法需要读取字库文件,后一种方法直接在内存中读取,完整的ASCII码占用空间为4KB。不过,ASCII中可打印的字符共96个(经过认真数那些可打印的字符,发现实际上是95个(即32号到126号),这里将127号算上了,具体的请搜索一下ASCII),占用空间为96*16,即1536字节。由于前面0x20(即32)个字符在显示中没有用到,因此是可以去掉的,这样一来,寻址方式又稍有不同,如下:

 for (i = 0; i < sizeof(asciicode)-1; i++){

debug(“%c %xn”, asciicode[i], asciicode[i]);

 offset = (asciicode[i] – 0x20 )* 16; // 寻址

p = ascii_code+offset;    // 查找字符在ascii_code数组中的偏移量

debug(“offset: %xn”, offset);

display_font_ascii(p);

}

由于文中涉及知识、代码、字库文件都可以在网络上找到,因此文中就不提供下载了。

资料:

1、ASCII码字库,有多种形式,如8*16、8*12,名称为ASC12、ASC16,搜索一下就能找到。

2、“字库数组”,可以在Linux内核源代码的./drivers/video/console目录下找到很多相关代码文件,如font_8x8.c、font_8x16.c、font_sun8x16.c等等。像font_8x16.c文件,代码中说是由cpi2fnt这个东西产生的,但搜索一下,没什么介绍,英文的又不想去看,对这个东西也就不了解了。

3、可以搜索一下字库生成工具,用这些工具可以生成需要的字库。

本文固定链接: http://www.latelee.org/programming-under-linux/dot-font-ascii-code.html

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