如何从 Opentype 字体的 GPOS 表中使用和提取字距调整对，以在 Java 中将字形正确显示为 Path2D？

Posted 2023-03-15

【中文标题】如何从 Opentype 字体的 GPOS 表中使用和提取字距调整对，以在 Java 中将字形正确显示为 Path2D？

【英文标题】：How can I use and extract kerning pairs from from GPOS table in Opentype fonts to correctly show glyphs as Path2D in Java?

【发布时间】：2021-02-25 17:47:59

【问题描述】：

这个问题与很久以前提出的几个问题有关。我看到 cmets 说 Java 不支持 Opentype 字体，但这是 11 年前的事了。现在他们是。唯一的问题是 kerning pair 仅在 GPOS 表中给出。我已经看到它们在那里，但很难确保代码是正确的。

我目前正在转储 GPOS 表，试图跟随指针直到字距调整对。

到目前为止的代码如下，其中 GPOS 表之前已复制到数组gpos。转储表的函数是dumpGPOS()。我需要帮助来确定我所做的是否正确以及如何编写 TODO 部分：

byte[] gpos;

char[] hexasc( char[] hex, byte num ) 
    int up = num >> 4;
    int down = num & 15;
    hex[0] = (char) ((up < 10)? '0' + up : 'A' + up - 10);
    hex[1] = (char) ((down < 10)? '0' + down : 'A' + down - 10);
    return hex;


char[] hex =  '0', '0' ;
void printHex(byte b) 
    hexasc(hex, b);
    System.out.print(hex[0]);
    System.out.print(hex[1]);


void dumpGPOS() 
    int i, j;
    System.out.println("GPOS header");
    System.out.print("Version:        ");
    for ( i = 0; i < 4; i++ ) printHex(gpos[i]);
    System.out.println("    (" + (gpos[0] << 8 | gpos[1]) + "." + (gpos[2] << 8 | gpos[3]) + ")" );
    j = i;
    System.out.print("TheScriptList:        ");
    for ( i = 4; i < 6; i++ ) printHex(gpos[i]);
    System.out.println("        (" + (gpos[j] << 8 | gpos[j+1]) + ")" );
    j = i;
    System.out.print("TheFeatureList:        ");
    for ( i = 6; i < 8; i++ ) printHex(gpos[i]);
    System.out.println("        (" + (gpos[j] << 8 | gpos[j+1]) + ")" );
    j = i;
    System.out.print("TheLookupList:        ");
    for ( i = 8; i < 10; i++ ) printHex(gpos[i]);
    int lookup = (gpos[j] << 8 | gpos[j+1]);
    System.out.println("        (" + lookup + ")" );
    j = i;

    System.out.println("Lookup List Table");
    System.out.print("lookupCount:        ");
    for ( i = lookup; i <= lookup+1; i++ ) printHex(gpos[i]);
    System.out.print('\n');
    int count = (gpos[lookup] << 8 | gpos[lookup+1]);
    int tab = lookup + 2;
    int[] LookupList = new int[count];
    for ( j = 0; j < count; j++ ) 
        System.out.print("lookup[" + j + "] =         ");
        printHex(gpos[tab]);
        printHex(gpos[tab + 1]);
        System.out.println("        (" + ( LookupList[j] = (gpos[tab] << 8 | gpos[tab+1]) ) + ")" );
        tab += 2;
    
    int item, sub, size;
    for ( j = 0; j < count; j++ ) 
        item = lookup + LookupList[j];
        System.out.println("Lookup [" + j + "]");
        System.out.println("Lookup Type:        " + (gpos[item] << 8 | gpos[item + 1]) );
        System.out.print("Lookup flag:        ");
        printHex(gpos[item + 2]);
        printHex(gpos[item + 3]);
        size = (gpos[item + 4] << 8 | gpos[item + 5]);
        System.out.println("\nNumber of subtables:    "  + size);
        sub = item + 6;
        int[] subTable = new int[size];
        System.out.println("Subtable offsets");
        for ( i = 0; i < size; i++ ) 
            subTable[i] = (gpos[sub] << 8 | gpos[sub +1 ]);
            sub += 2;
            System.out.println( "    " + subTable[i] );
        
        for ( i = 0; i < size; i++ ) 
            System.out.println("Subtable [" + i + "]");
            sub = item + subTable[i];
            printSubtable(sub);
        
    


void printSubtable(int sub) 
    int format = gpos[sub] << 8 | gpos[sub + 1];
    System.out.println("Format:        " + format );
    if (format == 1) 
        /* TODO format 1*/
        return;
    
    /* TODO format 2*/

这个问题也和问题How to use kerning pairs extracted from a TTF file to correctly show glyphs as Path2D in Java?有关。

上下文是相同的，但由于Apache FOP 不读取 Opentype 字体，并且 Opentype 字体仅使用 GPOS 表中的字距调整信息，因此要困难得多。

我使用的是 Microsoft Opentype 参考，但它太过分了（太模糊，没有图纸，没有示例代码，也没有足够的示例）。还有什么提示、一些图纸、代码 sn-ps、更多示例（尤其是用于从 GPOS 表中提取字距调整表）？ p>

我怎样才能 100% 确定这段代码确实在做它应该做的事情？

【问题讨论】：

虽然 GPOS 处理（而不是古老的 kern 表处理）可能看起来有点过头了，但非常困难，因为语言非常困难：GPOS 是脚本， langsys，并且依赖于功能，并且可能需要以特定顺序多次通过各种 GPOS 查找来执行正确的整形。最好的办法是查看其他人已经编写的解析器代码（Harfbuzz、Opentype.js 等）。但是，在正确的位置发帖也是明智之举：typedrawers.com 是迄今为止询问字体工程的更好论坛 =)

嗨@Mike'Pomax'Kamermans！自 80 年代末以来，我一直从事图形工作。您的贝塞尔曲线入门是一项了不起的工作！恭喜！我觉得语言并不难。可怕的是 Truetype 和 Opentype（尤其是第二个）的文档。我知道你是一个 JS 人，但那是我讨厌的语言。 Harfbuss 是用 C++ 编写的，我已经编写了很多年，但是 C++ 中的代码并不是特别清晰，除非它有很好的注释。感谢 typedrawers.com 的建议。我一定会检查出来的。我不知道它存在。太久没有认真做字体了。

我不反对讨厌 JS 的人，它可以在网络上运行，但网络只是网络（即使它有很深的影响力）。 Harfbuzz 基本上是解析方面的权威，Behdad 在这方面做得非常好，但如果它的来源不够，大多数 OG 字体的人都在打字机上，所以如果你想从字面上的人那里得到建议编写 OT 规范：这就是应该做的地方 =)

@Mike'Pomax'Kamermans，我下载了Opentype.js 和font-inspector.html。我在本地使用 font-inspector.html 运行它。我还复制了 site.css 进行格式化。我修改了inspector.html 以显示GPOS 表。它有效，但很奇怪。我必须使用按钮加载文件。它无法加载我在代码中提供的文件。这就是我讨厌这种语言的原因，:-)))

虽然说起来非常奇怪，因为这与 javascript 无关，而与“该 html 文件的编写方式”有关。任何具有 JS 知识的人都可以更新该文件，这样您就无需使用“浏览”按钮加载文件。这有点像说你讨厌 C#，因为你不喜欢某些孩子的 CLI 实用程序需要你传递全部大写的运行时标志：这与 C# 本身无关 =) （现代 JS 永远不需要运行 HTML自从几年前 Node 发布以来，它是一种脚本语言，如 php、python 等，也可以在浏览器中运行）

【参考方案1】：

问题解决了！

一个建议：如果您尝试在 Java 中执行此操作，那么您正在浪费时间。只需使用Opentype.js 和网站https://opentype.js.org，尤其是glyph inspector 和font inspector，即可解决此问题。

我通过从页面源代码复制和粘贴下载了这两个代码。然后我修改了glyph inspector 来完成这项工作。不过，您需要深入了解 Opentype.js 以获得字距调整对，但它就在那里（检查下面的代码）。

我最终将整个程序移植到 JavaScript。我之前没有过多地编写 JavaScript。因此，对于已经使用 JavaScript 编程的人来说，这一定非常容易。该程序只生成一个带有字形、字距调整对和宽度（每个字形的 advanceWidth）的 Java 类。

这里，显示结果的图像：

JavaScript 中的以下代码将 GPOS 字距调整表转储到字符串 text 中，呈现包含每行中的第二个字符和字距值的集合列表，而该对的第一个字符显示为 Java 字符行的开头。请注意，使用字符的 ASCII 码可以避免字形索引。

这只会将' '（空格）转储到''，这对英语很有用。要扩展到其他字符，只需使用 Unicode。

<!-- indoc: true -> writes in HTML on this page  -->
const indoc = true;
const nl = (indoc) ? "<br>" : "\n";
var chars = font.tables.cmap.glyphIndexMap;
var g1,g2;
var i, j, kern;
var text = "";
for ( i = 32; i < 126; i++ ) 
    g1 = font.glyphs.get(chars[i]);
    text += "'" +
    (( i == 39 || i == 92) ? "\\" + String.fromCharCode(i) : String.fromCharCode(i) )+ "'";
    for ( j = 32; j < 126; j++ ) 
        g2 = font.glyphs.get(chars[j]);
        if ( (kern = font.getKerningValue(g1,g2)) !== 0 ) 
            text += ",  '" +
            (( j == 39 || j == 92) ? "\\" + String.fromCharCode(j) : String.fromCharCode(j) )+
            "', " + kern + " ";
        
    
    text += nl;