個性化字體APP設計與實現

易多 劉純慧 舒暢

湖南警察學院 湖南長沙 410138

書法作為中國上千年的傳承之物，是中國文化的代表作，漢字則是漢民族文化經歷數千年積累、沉淀所形成的思想智慧的結晶。隨著科技的革新和互聯網的發展，電腦和手機已經完全融入了人們的日常生活。伴隨著互聯網技術的日益成熟和手機電腦的普及，現階段的“敲字如飛”逐漸替代了傳統漢字一筆一畫的書寫。對于漢字這一傳統文化而言，長時間使用手機和電腦使得許多人只能大致記住其形態，提筆才發現無法正確地寫出其具體的部首結構。設計出這樣一款APP不但能滿足個人對個性化字體的需求，也讓人們重新認識手寫字體的重要性，避免“提筆忘字”的尷尬。對于以往的書法類APP而言，“字游”APP能夠通過拍照識圖、手繪字體的方式獲取到個人的字體，再將圖像字體輪廓錄入字庫，將個人字體轉換為圖文的形式再嵌入輸入法中，能夠實現個人個性化字體在互聯網上的流通。

一、個性化字體的原理

(一)字符編碼的發展歷程

談及字體庫數字化的呈現，不得不追溯字符編碼的發展歷程，在此只簡單介紹其中的一部分。初期由美國科學家開發了電子計算機，為了便于自身使用，ASCII編碼應運而生，所有英文符號、數字和標點符號都能夠在電腦上正確表達?？蒲腥藛T發現共有128個這樣的字符，故規定用8位二進制來表達每一個字符。隨后，一些非英語母語的發達國家也引進了計算機，而其母語字數也在128位之內，正好填補了之前ASCII碼128～256位的空白，便各自將ASCII碼進行擴展，將其后128位字符表示為各自的母語字體。例如，在法語中的“é”，它的ASCII編碼是130(二進制10000010)，但在希伯來語編碼中的同等位數又顯示是Gimel，在其他編碼中又會是另一種字符。因此不管怎樣，ASCII擴展碼中0～127表示的符號都是一樣的，而128～255的這一段卻大相徑庭。

當我國開始使用計算機時，由于漢字的數量遠大于2的8次方，我們開始自行摸索繼而有了GB2312字符編碼的誕生。其規定前127位字符與ASCII碼相同，大于127位的碼數用于定義漢字，采用兩個8位二進制定義一個字符。其規定以8位一組，將前一個字節稱為高字節，后一個字節稱為低字節，可組合表示6763個簡體漢字，依照漢字的拼音、部首和筆畫進行排序。一直到后來ISO(國際標準化組織)推出了Unicode(萬國碼)，各國才有了一個統一且能涵蓋各國字體的規范化字符編碼。

(二)字庫文件的存儲格式

在機器中，可視化的字體都源于本機的字體庫。就電腦中字體而言，windows系統所采用的默認字體為“微軟雅黑”，在C：WindowsFonts路徑下我們會發現，windows系統中還裝有“仿宋常規”“楷體常規”等以.ttf為后綴的多種字體。也就是說，由個人創造的字體庫也同樣需要寫入該路徑中，電腦才能對其進行檢索、解析及調用。再使用界面中自帶的“查找字符”功能分別去查看這些字體的字符映射表，不難發現，相同位置的字體所對應的字體字符編碼都是采用ucs-2編碼(Unicode編碼中的一種)，并且都為同一個字。我們可以從中得知其中的映射關系——字體的存儲就好比是一張相片對應著一個相框，不管相片的大小顏色如何改變，電腦的理解都只停留在相框這一層。

(三)字體形態的存儲原理

TTF(True Type Font)是由微軟與APPle公司聯合發布的字體文件格式。隨著Windows的普及，已成為目前最普遍的一個字體文檔顯示方法。

True Type字體是Windows操作系統所采用的唯一文字標準。它能夠簡單便捷地將文字輪廓轉換成曲線，可以直接根據曲線輪廓加以文字填充，構成各種不同的色彩圖案和文字效果，所以它常常被用作一種標題文字或者花樣字。

而ttf文件實質上也正如一個集裝箱，每種True Type字體包含于單個ttf文件中。其文字目錄中包含記載著所有文字格式文件的版本號文件和幾個表，各個表上又各自存儲記載著所有不同形式的文字邏輯記錄，包括最基本的圖元中的數據、字距的調整和信息文字、與圖元之間的映射等。

字體設計是針對一個參考網格設計的，該網格被稱為em-square，網格中的坐標系可以表達文字中的圖元。所以，em-squrare大小直接定義了文本中所有圖元被縮放的方式。True Type字體對網格調節的要求可體現在控制值表中。例如，對于需要設計的文字來說，字體長度、字體筆畫的長度，都可以是被限制的數值。

(四)字體內容的呈現方式

在計算機中，為完成對漢字信息的存儲、傳遞和檢索等一系列操作，需要采用到一個名為漢字內碼的機內代碼。計算機通過鍵盤鍵入接收到字體信息后，會由漢字操作系統的“輸入碼轉換模塊”將其信息轉換成機內代碼。不管何種的漢字系統和錄入方法，都要先經過電腦的轉化成為機內代碼，才能對其信息加以貯存和處理。在轉化成為機內代碼之后，計算機再利用漢字字模碼用點陣的方法對漢字的字形進行塑形。這種點陣方法就如一個個黑白方塊，用黑色對所需方塊加以填充，從而得到字形，所以簡而言之漢字字模碼也就是漢字的輸出形態。針對各種漢字的輸出條件不同，其相應的點陣多少也會有所不同，如“一”“二”等簡易型漢字可用16*16點陣，而隨著漢字筆畫及其復雜程度的提升，點陣的規模也會隨之擴大。字體庫中保存了所有字體的點陣代碼。在顯示器輸出文字時，電腦才會去檢查字庫，輸出字模點陣以得到正確的字形。

二、個性化軟件的設計

(一)軟件概述

“字游”，顧名思義，是一場字體的暢游，是不同手寫字體之間的一次碰撞。同時，與“自由”諧音，包含對其字體流通的自由自在，不受拘束的美好愿景。

“字游”是一款致力于用戶的個性需求，讓手寫字體能夠在電子設備上展示的APP。APP能清晰全面地展示手寫字體，讓用戶體驗學習他人的字體。通過網絡實現個人字體在互聯網中的流通從而帶動文化傳播，增強民族自尊心、自信心。同樣，文字是文化的根，行書的美觀，楷書的實用，草書的張狂，都能表現出很強的主觀精神，具有很強的綜合性。

(二)軟件特色

“字游”APP采用兩種字體錄入方式。其一是用戶用手指在手機屏幕上直接繪制字體，其二是通過拍照的方式，對紙張上的字體進行捕捉。自助式制作屬于自己的字體，能夠為用戶帶來與眾不同的體驗。

“字游”APP主要設計有三種模塊，即登錄模塊、個性造字模塊及我的字庫模塊。登錄模塊的主要功能是用戶的注冊，登錄和退出登錄；個性造字模塊主要用于創建字庫，同時完成對個人即將創建的字體進行描述，為個人字體取名等操作。其中有兩種字庫可供用戶選擇，分別是常用字庫和國標字庫，前者包含大部分簡單字體，可滿足常用字體的錄入，后者的字庫則較為完備。在我的字庫模塊中，用戶能夠看見個人創建的所有字庫，并可對其進行刪除、繼續書寫和改寫等一系列操作。

以下是部分操作界面展示：

圖1 創建字庫界面

圖2 書寫界面

三、個性化字體的實現

(一)實現的主要原理

“字游”希望實現的功能，是將手寫漢字通過拍攝得到的圖形替換本機字體，實現“摳字”功能，就類似于將圖片進行摳圖處理。各類圖片實質上是用不同色塊像素拼接而成，我們需要摳下其中的有效色塊。打個比方，將0～255對應成黑白色塊的顏色深淺程度，“0”代表黑色，“255”代表白色，中間的數字則代表由0至255顏色逐步遞減的色塊。將需要進行“摳字”處理的圖片進行色差調節，此時的圖片只有黑白兩色，利用腳本將黑色像素的保留，可得到字體的輪廓。

為實現“摳字”功能，還需要一定的環境要求，為保證字體質量，需要在適合的光亮和淡色的平滑紙張上進行書寫拍攝，手動書寫的漢字也要盡量勻稱，否則字體可能出現斷斷續續的情況。此外，通過“摳字”得到字體還需進行字體比例、位置的調節。少了這項操作，展示在我們眼前的文字會東倒西歪，甚至不在一條直線上。在ttf文件中記錄了每個字體的比例。故按照默認字體的字體比例進行調節可以很好地解決這一問題。

手繪字體的原理在于用Android屏幕進行手寫簽字的過程中，其實際是將手機觸摸屏視為畫板，將用戶指尖當作畫筆，指尖可置于手機觸摸屏上進行滑動，觸摸屏上將會自動呈現用戶指尖移動的軌跡，類似于用畫筆在一個畫板上繪畫的效果。

機器中字體替換的功能本質上是ttf文件的默認字體權限的更改。因此，將經過處理后得到的所有圖片集合轉換為ttf文件，再將其權限修改為默認字體即可。

(二)實現的關鍵技術

字體輸入的實現應與輸入法相關聯。一個輸入法的核心類為InputMethodSe rvice，候選字的顯示以及漢字的上屏等所有邏輯功能均使用該服務來完成。我們能夠通過Keyboardview方式或者Keyboard對象來完成單一的按鍵布局格式。KeyboardView同時也是一種真空的view，它的布局是不可預見的，但它的代碼含有一個名為Keyboard的輔助類成員，它能夠承擔相應的按鍵布局，包含了中英文鍵盤、數字和符號按鍵等，把布局上的按鈕與鍵盤系統內部的KeyCode對應出來，通常我們在建立Keyboard的時候可以直接添加xml文檔。

Android手繪字體的實現，首先，要選取某個屏幕尺寸的bitmap為底圖，并設定為全透明色。其次，將整個canvas內置于bitmap上，把觸控點擊事件作為paint即可。具體操作步驟為：獲取當前屏幕的長和寬，獲取布局和button，并寫出點擊事件，設置畫圖相關的bitmap、canvas、paint等，再寫點擊事件。最后，加載一個view，并再加上一個新的button，點擊取消標記即可。

具體關鍵代碼如下：

drawView=new DrawView(this，windowHeight，windowWidth)；//通知view組件重繪

drawView.invalidate()；

rl.addView(drawView)；

btnn=new Button(this)；

btnn.setText("new button")；

RelativeLayout.LayoutParamsbtnpara=newRelativeLayout.LayoutParams(RelativeLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT，RelativeLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT)；

btnpara.addRule(RelativeLayout.CENTER_HORIZONTAL)；

btnpara.addRule(RelativeLayout.CENTER_VERTICAL)；

rl.addView(btnn，btnpara)；

btnn.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){

@Override

public void onClick(View v){

rl.removeView(drawView)；

rl.removeView(btnn)；

}

結語

這時我們會想：“為什么不能只替換自己經常用到的幾個字體呢？”事實上不能篡改Microsoft上的字體，這樣可能會涉及版權問題。為了避免這一問題的發生，我們需要創造出屬于自己的一套字庫。GB2312字符編碼可以表示6763個漢字，就算只采用現今的常用字庫也有3600余字，如果只是逐一輸入，還要保證對每個字體的滿意程度，這會是一個耗時耗力的工程，也是現今個性化字體類軟件不得不面對的一個共同難題。我們不禁聯想，是否可以開發出一種“自動學習”的功能，只獲取到用戶提供的偏旁部首，而后再去拼裝成一個完整的漢字。相信如此，錄入字體的工作量會大大減輕。