В этой статье (перевод документации [1]) обсуждаются различные вопросы, касающиеся работы с текстом с помощью графической библиотеки u8glib.

[Что такое интервалы Ascent, Descent]

Для того, чтобы задавать и определять расстояния между строками текста, существуют такие понятия, как базовая линия, Ascent, Descent и Line Spacing Factor.

Базовая линия. Координата y, относительно которой рисуется шрифт. Условно базовую линию можно представить как строку в линованной тетради, на которой Вы пишете текст. Ниже на рисунке пунктиром показана базовая линия для текста (ABg), нарисованного шрифтом u8g_font_gdr25.

u8g.setFont(u8g_font_gdr25);
u8g.drawStr(5, 40, "(ABg)");

Ascent. Дословно это переводится как "подъем", "возвышение". В библиотеке u8glib это максимальная высота текста в пикселах выше базовой линии. На рисунке красным цветом показано значение параметра Ascent, для нашего примера оно равно 31. Значение Ascent для текущего шрифта можно получить вызовом функции getFontAscent().

Descent. Дословно переводится как "спуск". Некоторые символы, такие как g, y, могут быть нарисованы частично ниже базовой линии. В библиотеке u8glib термин Descent это максимальная высота текста в пикселах ниже базовой линии. На рисунке зеленым цветом показано значение параметра Descent, для нашего примера оно равно -9. Значение Descent для текущего шрифта можно получить вызовом функции getFontDescent().

Line Spacing Factor. Ascent, descent и расстояние между строками вычисляются специальным методом расчета высоты шрифта. Ниже приведены все эти 3 метода, где вычисление "extended text" применяется по умолчанию. The three methods are:

void u8glib::setFontRefHeightText(void)

void u8glib::setFontRefHeightExtendedText(void)

void u8glib::setFontRefHeightAll(void)

Все эти три метода будут рассмотрены в следующей секции статьи.

Расстояние между строками (функция getFontLineSpacing) вычисляется из значений ascent и descent:

line_spacing = ((ascent - descent)*factor) / 64

В этой формуле мы видим параметр factor, который и есть Line Spacing Factor. Этот параметр позволяет растягивать расстояние между строками. По умолчанию factor равен 64. Значение 128 для factor позволяет удваивать расстояние между строками.

Line Spacing Factor можно установить вызовом функции setFontLineSpacingFactor.

[Чему равна высота шрифта?]

Высота шрифта очевидно зависит от самого шрифта. Авторы библиотеки создали wiki-страничку [2], на которой дан обзор существующих шрифтов на базе их размеров. Было решено, что за основу размера будет взят размер буквы A.

Однако для обычных задач графической библиотеки высота заглавной буквы A часто бесполезна, потому что есть и другие символы, размер которых больше. Возможно, что было бы лучше использовать размер символа круглой скобки ( или другой большой символ в шрифте.

В настоящий момент u8glib предоставляет 3 основные высоты шрифта. Пользователь может выбрать ту высоту шрифта, которая ему подходит больше всего. Выбор устанавливается вызовами функций, перечисленных ниже.

setFontRefHeightText(). В этом способе выбора высоты в качестве базовой взята высота заглавной буквы A. Ascent шрифта равен высоте буквы A или цифры 1. Значение descent равен количеству пикселей, которое занимает хвостик маленькой g, опускающийся ниже базовой линии шрифта.

setFontRefHeightExtendedText(). В качестве базовой выбрана высота символа (. Ascent равен количеству точек символа ( выше базовой линии. Значение descent равно спуску символа g или ( ниже базовой линии. Этот способ выбора высоты задан по умолчанию.

setFontRefHeightAll(). Этот вариант выберет самый высокий ascent и самый нижний descent среди символов шрифта.

[Как выровнять строку и выбрать её положение?]

Имеется четыре разные точки отсчета позиции для текста:

Слева вверху: setFontPosTop()
Центр: setFontPosCenter()
От базовой линии: setFontPosBaseline()
Снизу: setFontPosBottom()

В следующем примере кода в качестве опорной позиции положения шрифта будет выбран верхний (+1) левый угол текста.

u8g.setFont(u8g_font_gdr25);
u8g.setFontPosTop();
u8g.drawStr(5, 20, "(ABC)");

[Как узнать размер текста по ширине?]

Функция getStrWidth(const char *s) вычислит и возвратит ширину строки в точках по горизонтали. Возвращенное значение соответствует ширине в точках, которая должна быть зарезервирована для отображения строки. Она включает в себя некоторое пространство слева и справа от выводимого текста.

[Как нарисовать текста в рамке?]

Для этого нужно определить размеры строки по вертикали и горизонтали:

h = u8g.getFontAscent()-u8g.getFontDescent();
w = u8g.getStrWidth("(AgI)");

Обратите внимание, что только ширина w зависит от содержимого строки. Высота h определяется текущими установками для расчета высоты (о чем говорилось ранее):

void u8glib::setFontRefHeightText(void)

void u8glib::setFontRefHeightExtendedText(void)

void u8glib::setFontRefHeightAll(void)

Ниже приведен код, который рисует текст вместе с рамкой вокруг текста:

u8g.setFontRefHeightExtendedText();
u8g.setFontPosTop();
...
h = u8g.getFontAscent()-u8g.getFontDescent(u8g);
w = u8g.getStrWidth("(AgI)");
u8g.drawStr(3, 10, "(AgI)");
u8g.drawFrame(3-1, 10, w+2, h+2);

static void drawFont (const u8g_fntpgm_uint8_t* font)
{
   u8g_uint_t x, y, symwidth;
   uint8_t startcode, endcode, symcode;
   
   memset(Screen4bit, 0, sizeof(Screen4bit));
   u8g_SetFont(&u8gval, font);
   x = 0;
   y = u8g_GetFontLineSpacing(&u8gval);
   
   startcode = u8g_font_GetFontStartEncoding(font);
   endcode = u8g_font_GetFontEndEncoding(font);
   symcode = startcode;
   while(true)
   {
      symwidth = u8g_draw_glyph(&u8gval, x, y, symcode);
      if (x+symwidth >= (WIDTH-1))
      {
         y += u8g_GetFontLineSpacing(&u8gval);
         x = 0;
      }
      else
         x += symwidth;
      if (symcode==endcode)
         break;
      else
         symcode++;
   }
}

[Вывод русского текста]

Шрифты: в оригинальной библиотеке u8glib почти все шрифты в кодировке ISO10646-1, и только один из них ISO8859-1. Ни один из этих шрифтов не позволяет не выводить русские буквы в кодировке ANSI (кодировка ANSI наиболее удобна, потому что текст программного кода, где есть русские буквы в тексте сообщений, почти во всех популярных IDE используют кодировку ANSI, т. е. Windows 1251).

Можно найти выход из положения, если найти шрифты для u8glib в кодировке ISO8859-5, где есть русские буквы. Для вывода русского текста в кодировке ANSI можно использовать шрифты ISO8859-5, если немного подправить код функции вывода символа u8g_draw_glyph:

//Эти шрифты раньше были ISO10646-1, поменял их на ISO8859-5 с русскими буквами:

static const u8g_fntpgm_uint8_t *ISO8859fonts[] =

{
   u8g_font_10x20,   //крупные буквы
   u8g_font_4x6,     //очень мелкие буквы
   u8g_font_5x8,     //мелкие буквы
   u8g_font_6x10,    //минимально разборчивый шрифт
   u8g_font_6x12,    //разборчивый шрифт
   u8g_font_8x13B,   //толстые буквы, шрифт крупнее
   u8g_font_8x13,    //шрифт крупнее
   u8g_font_8x13O,   //шрифт крупнее, наклонный
   u8g_font_9x15B,   //крупный шрифт, толстый
   u8g_font_9x15,    //крупный шрифт
   u8g_font_9x18B,   //самый крупный шрифт, толстый
   u8g_font_9x18,    //самый крупный шрифт
   NULL
};

bool isFontRussian (const u8g_fntpgm_uint8_t *font)
{
   uint8_t fontidx = 0;
   
   while(true)
   {
      if (NULL == ISO8859fonts[fontidx])
         break;
      else if (font == ISO8859fonts[fontidx])
         return true;
      fontidx++;
   }
   return false;
}

int8_t u8g_draw_glyph(u8g_t *u8g, u8g_uint_t x, u8g_uint_t y, uint8_t encoding)
{
  const u8g_pgm_uint8_t *data;
  uint8_t w, h;
  uint8_t i, j;
  u8g_uint_t ix, iy;

  if (isFontRussian(u8g->font) && (encoding >= (uint8_t)'А'))
  {
     encoding -= 16; //коррекция кода шрифта
  }
  
  {
    u8g_glyph_t g = u8g_GetGlyph(u8g, encoding);
    if ( g == NULL  )
      return 0;
    data = u8g_font_GetGlyphDataStart(u8g->font, g);
  }
  
  w = u8g->glyph_width;
  h = u8g->glyph_height;
  
  x += u8g->glyph_x;
  y -= u8g->glyph_y;
  y--;

  w += 7;
  w /= 8;
  
  iy = y;
  iy -= h;
  iy++;
  for( j = 0; j < h; j++ )
  {
    ix = x;
    for( i = 0; i < w; i++ )
    {
      u8g_Draw8Pixel(u8g, ix, iy, 0, u8g_pgm_read(data));
      data++;
      ix+=8;
    }
    iy++;
  }
  return u8g->glyph_dx;
}

Русскоязычные шрифты, исправленный код библиотеки u8glib и пример использования можно скачать в архиве [3], см. проект u8glib-test-fonts (проект VisualDSP для процессора Blackfin, но шрифты и код функций модуля u8g_font можно использовать и в проектах для других микроконтроллеров).

[Ссылки]

1. u8glib Font and String Handling site:code.google.com.
2. Fonts, sorted by capital A height site:code.google.com.
3. 150924u8glib-blackfin.zip.
4. Обзор шрифтов библиотеки u8glib.