Direct2D - 如何绘制尽可能接近 GDI 渲染的文本

Posted 2023-03-15

【中文标题】Direct2D - 如何绘制尽可能接近 GDI 渲染的文本

【英文标题】：Direct2D - How to draw a text as close as possible to GDI rendering

【发布时间】：2019-04-22 06:31:29

【问题描述】：

我正在使用 Embarcadero RAD Studio XE7 编译器（C++ Builder），我正在尝试提供的 Direct2D API。我的目的是创建提供与 GDI 完全相同的渲染的应用程序，但也可能使 Direct2D 提供的新功能受益，例如 Window 10 上的彩色表情符号。

在这种情况下，我写了一个小文本绘制函数，它使用 Direct2D 来完成这项工作。我还搜索了如何配置 Direct2D/DirectWrite 以绘制尽可能接近 GDI 的文本。

这导致了以下函数：

void DrawText_Direct2D(const std::wstring& text, const TRect& rect, TColor bgColor,
        TFont* pFont, TCanvas* pCanvas)

    if (!pFont || !pCanvas)
        return;

    // fill destination canvas background with provided color
    WGDIHelper::Fill(pCanvas, rect, bgColor);

    ::D2D1_RECT_F drawRect;
    drawRect.left   = rect.Left;
    drawRect.top    = rect.Top;
    drawRect.right  = rect.Right;
    drawRect.bottom = rect.Bottom;

    // get Direct2D destination canvas
    std::unique_ptr<TDirect2DCanvas> pD2DCanvas(new TDirect2DCanvas(pCanvas->Handle, rect));

    // configure Direct2D font
    pD2DCanvas->Font->Height      = pFont->Height;
    pD2DCanvas->Font->Name        = pFont->Name;
    pD2DCanvas->Font->Orientation = pFont->Orientation;
    pD2DCanvas->Font->Pitch       = pFont->Pitch;
    pD2DCanvas->Font->Style       = pFont->Style;

    // get DirectWrite text format object
    _di_IDWriteTextFormat pFormat = pD2DCanvas->Font->Handle;

    // found it?
    if (!pFormat)
        return;

    // get (or create) the DirectWrite factory
    _di_IDWriteFactory pDirectWrite = ::DWriteFactory(DWRITE_FACTORY_TYPE_SHARED);

    if (!pDirectWrite)
        return;

    // configure and apply new rendering parameters for DirectWrite
    _di_IDWriteRenderingParams renderParams;
    pDirectWrite->CreateCustomRenderingParams(1.0f, 0.0f, 0.0f, DWRITE_PIXEL_GEOMETRY_RGB,
            DWRITE_RENDERING_MODE_CLEARTYPE_GDI_NATURAL, &renderParams);
    pD2DCanvas->RenderTarget->SetTextRenderingParams(renderParams);

    // set antialiasing mode
    pD2DCanvas->RenderTarget->SetTextAntialiasMode(D2D1_TEXT_ANTIALIAS_MODE_CLEARTYPE);

    ::ID2D1SolidColorBrush* pBrush = NULL;

    WColor color(pFont->Color);

    // create solid color brush
    pD2DCanvas->RenderTarget->CreateSolidColorBrush(color.GetD2DColor(), &pBrush);

    if (!pBrush)
        return;

    // set horiz alignment
    pFormat->SetTextAlignment(DWRITE_TEXT_ALIGNMENT_LEADING);

    // set vert alignment
    pFormat->SetParagraphAlignment(DWRITE_PARAGRAPH_ALIGNMENT_NEAR);

    // set reading direction
    pFormat->SetReadingDirection(DWRITE_READING_DIRECTION_LEFT_TO_RIGHT);

    // set word wrapping mode
    pFormat->SetWordWrapping(DWRITE_WORD_WRAPPING_WRAP);

    IDWriteInlineObject* pInlineObject = NULL;

    ::DWRITE_TRIMMING trimming;
    trimming.delimiter      = 0;
    trimming.delimiterCount = 0;
    trimming.granularity    = DWRITE_TRIMMING_GRANULARITY_NONE;

    // set text trimming
    pFormat->SetTrimming(&trimming, pInlineObject);

    try
    
        pD2DCanvas->BeginDraw();

        // draw the text
        pD2DCanvas->RenderTarget->DrawText(text.c_str(), text.length(), pFormat, drawRect, pBrush,
                D2D1_DRAW_TEXT_OPTIONS_NONE);
    
    __finally
    
        pD2DCanvas->EndDraw();
    

上面的代码是我可以做的更接近 GDI 文本绘图。但是，有一些我无法纠正的小差异。这是使用 GDI 绘制的文本的屏幕截图，并使用上述功能（注意下面的图像是拉伸的，应该以他的真实尺寸打开）：

如您所见，D2D 文本比 GDI 文本更长，并且两个版本之间的几个单词，如“humanum”，明显不同。此外，几个词的抗锯齿有些不同，比如第一个“文本”词，包括后面的逗号，这会导致这些词再次显得有些模糊。

但是，绘制相似但可见差异很小的绘图对我来说不是一个可接受的选择。我需要一张没有差异的图纸，或者至少在几乎看不到差异的地方（即没有彻底比较）。

AFAIK 使用相同的字体，并将正确的 cleartype 模式应用于 DirectWrite。那么如何改进我的 Direct2D 渲染，使其看起来更接近旧的 GDI 呢？有没有办法做到这一点？

注意我已经找到并阅读了几个关于 Direct2D 和 GDI 之间文本质量差异的主题，例如

Why can't DirectX/DirectWrite/Direct2D text rendering be as sharp as GDI?

Direct2D interface and blurry text issue

不幸的是，就我而言，我已经启用了建议的选项以允许 Direct2D 像 GDI 一样绘制文本（至少我认为我这样做是正确的），但结果仍然不足以让我使用它在我的项目中。

【参考方案1】：

我建议改用CreateGdiCompatibleTextLayout，因为Direct2D 中没有DrawTextInGdiCompatibleWay 函数变体。它不一定完全匹配 gdi 输出，但希望会更接近。

【讨论】：

是的，你所说的笨拙，CreateGdiCompatibleTextLayout 后跟 D2D DrawTextLayout 而不是 DrawText。 GDI 和 DW 之间差异的最大原因实际上是字体回退。除此之外，我们试图紧密匹配 TrueType 光栅化器指标。

感谢您的确认。为了进一步澄清，directwrite 是否会对自然和 gdi 兼容的布局使用相同的后备配置？

是的，因为 IDWriteTextLayout 在此处仅匹配 GDI 布局字形 metrics，并且无论 DWRITE_MEASURING_MODE 为何，都使用相同的后备列表。 GDI 的字体选择是 ? 层的复杂堆积，其中包含许多遗留概念，例如代码页（请参阅 FontSubstitutes 注册表项）、脚本 id（Uniscribe 脚本项）和基于基本字体的字体链接（FontLink\SystemLink 项） ，但它们之间的字体选择最大的不兼容是粗细+宽度+斜率（WPF/DWrite）与粗体/斜体（GDI/GDI+）的不同字体模型。