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從 TTF 字體提取字模信息並生成多灰度級位圖

編輯：關於VC++

背景與動機

傳統點陣字體存在固有缺陷：

分辨率固定，放大嚴重鋸齒
字體資源稀缺，樣式單一
縮放變形效果差、速度慢

TTF (TrueType Font) 作為矢量輪廓字體，支持無級縮放、旋轉、傾斜、多灰度級反走樣，是現代字模提取的理想來源。本文實現從 TTF 直接提取字模並導出 BMP，支持 2/4/16/65 級灰度。

核心流程

創建邏輯字體 (CFont::CreateFont) 並選入 DC
調用 GetGlyphOutline 提取字模數據
根據灰度級處理數據對齊與位圖信息頭構建
內存顯示 (StretchDIBits) 與 BMP 文件保存

關鍵技術實現

1. 字體創建與選入

CFont newfont;
newfont.CreateFont(m_intHeight, 0, m_intAngle, 0, m_intBold, m_bCheckItalic, 
                   0, 0, DEFAULT_CHARSET, OUT_CHARACTER_PRECIS, CLIP_CHARACTER_PRECIS,
                   DEFAULT_QUALITY, DEFAULT_PITCH | FF_DONTCARE, m_strFontName);

CDC* pdc = m_ctlDisplay.GetDC();
CFont* poldfont = pdc->SelectObject(&newfont);

參數說明：m_intHeight 決定輸出分辨率，值越大字模越清晰；m_intAngle 支持旋轉；m_intBold/m_bCheckItalic 控制粗體/斜體。

2. GetGlyphOutline 核心調用

DWORD GetGlyphOutline(
    HDC hdc,           // 設備上下文
    UINT uChar,        // 目標字符 (Unicode/ANSI)
    UINT uFormat,      // 輸出格式：GGO_BITMAP/GGO_GRAY2/4/8_BITMAP
    LPGLYPHMETRICS lpgm, // 字模度量信息
    DWORD cbBuffer,    // 緩衝區大小
    LPVOID lpvBuffer,  // 緩衝區指針 (NULL 時返回所需大小)
    CONST MAT2* lpmat2 // 變換矩陣 (縮放/旋轉/切變)
);

3. 灰度級與數據對齊處理

uFormat	灰度級	像素位深	行字節對齊公式
GGO_BITMAP	2 級 (單色)	1 bit	`((gmBlackBoxX + 31) / 32) * 4`
GGO_GRAY2_BITMAP	5 級	8 bit	`((gmBlackBoxX + 3) / 4) * 4`
GGO_GRAY4_BITMAP	17 級	8 bit	`((gmBlackBoxX + 3) / 4) * 4`
GGO_GRAY8_BITMAP	65 級	8 bit	`((gmBlackBoxX + 3) / 4) * 4`

// 兩次調用模式：先查大小，再分配內存提取
DWORD nLen = GetGlyphOutline(hdc, uChar, uFormat, &gm, 0, NULL, &mat2);
if (nLen > 0) {
    BYTE* pBuf = new BYTE[nLen];
    GetGlyphOutline(hdc, uChar, uFormat, &gm, nLen, pBuf, &mat2);
    // 處理 pBuf...
}

4. 位圖信息頭構建與顯示

// 根據灰度級設置調色盤
int nColors = (uFormat == GGO_BITMAP) ? 2 : 256;
BITMAPINFOHEADER bih = {0};
bih.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
bih.biWidth = gm.gmBlackBoxX;
bih.biHeight = gm.gmBlackBoxY;
bih.biPlanes = 1;
bih.biBitCount = (uFormat == GGO_BITMAP) ? 1 : 8;
bih.biCompression = BI_RGB;
bih.biSizeImage = charLineW * gm.gmBlackBoxY;

// 構建 RGBQUAD 調色盤 (灰度級均勻分布)
RGBQUAD* pRGB = new RGBQUAD[nColors];
for (int i = 0; i < nColors; i++) {
    BYTE val = (uFormat == GGO_BITMAP) ? (i ? 255 : 0) : (BYTE)(i * 255 / (nColors - 1));
    pRGB[i] = {val, val, val, 0};
}

// 內存 DC 顯示 (雙緩衝)
CRect rect;
GetDlgItem(IDC_STATIC_PIC)->GetWindowRect(&rect);
CDC memdc;
memdc.CreateCompatibleDC(pdc);
CBitmap nbitmap;
nbitmap.CreateCompatibleBitmap(pdc, rect.Width(), rect.Height());
CBitmap* poldbitmap = memdc.SelectObject(&nbitmap);

::StretchDIBits(memdc.m_hDC, -m_intScrollHPos, -m_intScrollVPos,
                m_intPixX, m_intPixY, 0, 0, m_intPixX, m_intPixY,
                pBuf, (BITMAPINFO*)&bih, DIB_RGB_COLORS, SRCCOPY);

pdc->BitBlt(0, 0, rect.Width(), rect.Height(), &memdc, 0, 0, SRCCOPY);
memdc.DeleteDC();

5. BMP 文件保存

CFile cf;
cf.Open(strFile, CFile::modeCreate | CFile::modeWrite);

BITMAPFILEHEADER bfh = {0};
bfh.bfType = 0x4D42;  // 'BM'
bfh.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(RGBQUAD) * nColors;
bfh.bfSize = bfh.bfOffBits + charLineW * gm.gmBlackBoxY;

cf.Write(&bfh, sizeof(BITMAPFILEHEADER));
cf.Write(&bih, sizeof(BITMAPINFOHEADER));
cf.Write(pRGB, sizeof(RGBQUAD) * nColors);
cf.Write(pBuf, charLineW * gm.gmBlackBoxY);
cf.Close();