J2ME 點陣字庫實現：從字模數據到螢幕繪製完整指南

背景與動機

早期 J2ME 設備內存極受限，內置字體往往不支援中文或字體單一。將常用漢字的點陣字模（12×12、16×16、24×24、48×48、64×64 等）以十六進制數組硬編碼進程式，再用 Graphics.drawLine() 逐像素繪製，成為當時實現中文顯示的主流方案。

字模數據結構

以 16×16 宋體「宋」字為例，佔 32 byte（16 行 × 2 byte/行）：

char song16[] = {
    0x02, 0x00, 0x01, 0x00, 0x7F, 0xFE, 0x41, 0x04,
    0x81, 0x08, 0x01, 0x00, 0x7F, 0xFC, 0x03, 0x80,
    0x05, 0x80, 0x05, 0x40, 0x09, 0x20, 0x11, 0x10,
    0x21, 0x0E, 0x41, 0x04, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00
};

每行 16 想素 → 2 byte（高位在前）。第 j 行、第 i 字節的第 k 位（0x80 >> k）為 1 表示該像素點亮。

核心繪製算法

void drawmat(char[] mat, Graphics g, int matsize, int x, int y, int color) {
    int n = (matsize - 1) / 8 + 1;  // 每行佔用的字節數
    for (int j = 0; j < matsize; j++) {        // 遍歷行
        for (int i = 0; i < n; i++) {          // 遍歷每行的字節
            for (int k = 0; k < 8; k++) {      // 遍歷字節內 8 位
                if ((mat[j * n + i] & (0x80 >> k)) != 0) {
                    g.drawLine(x + i * 8 + k, y + j, x + i * 8 + k, y + j); // 畫單像素
                }
            }
        }
    }
}

完整 MIDlet 示例

public class FontMIDlet extends MIDlet {
    protected void startApp() {
        Display.getDisplay(this).setCurrent(new FontCanvas());
    }
    // ... 字模數組定義 ...
    class FontCanvas extends Canvas {
        protected void paint(Graphics g) {
            g.setColor(0x0);
            g.fillRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
            drawFont(g);  // 依次調用 drawmat 繪製各字
        }
    }
}

進階優化建議

• 預解碼為 Image：啟動時將字模解碼為 MutableImage 緩存，繪製時直接 drawImage，大幅提升幀率。
• 打包為資源文件：將字模數據存入 /res/font.dat，運行時讀取，減小類文件體積，便於動態更新字庫。
• 混合策略：常用字（~3000）內置，生僻字回退系統字體或下載。

總結

點陣字庫技術雖屬「遠古」方案，但其「位操作 + 逐像素繪製」的核心邏輯在嵌入式圖形、電子墨水屏驅動、微型顯示器開發中依然通用。理解其原理有助於掌握底層字體渲染管線。