HarfBuzz概览

本文概述

本文主要介绍：

1）什么是HarfBuzz

2）HarfBuzz名称来源

3）为什么需要HarfBuzz

4）HarfBuzz能做什么

5）HarfBuzz不能做什么

6）哪些平台在使用HarfBuzz

可以直接跳转感兴趣部分阅读。

一、什么是HarfBuzz

HarfBuzz 是一个用 C++ 编写的文字塑形引擎（Text Shaping），即将字符序列转换成字形序列（Glyph）。

二、HarfBuzz的名称来源

HarfBuzz的作者是Behdad Esfahbod（贝赫达德·埃斯法赫博德），HarfBuzz的命名最初来自于该作者​对 OpenType 的波斯语翻译​。

三、为什么需要HarfBuzz

我们回答清楚以下几个问题，「为什么需要HarfBuzz」这个问题就理解了。

1）一段字符串从输入到上屏，需要经历哪些过程？

可以用下面这张图概括：详细的流程可以参考从0到1自定义文字排版引擎：原理篇

图中红色部分就是HarfBuzz所能做的事情。

Text Shaping/文本塑形就是将一串 Unicode 字符码点（Codepoints），根据字体中的规则，转换为一串有序的字形（Glyphs）序列及其位置信息的过程。

2）为什么不能把字符串里的字符直接从字体文件里拿出来画在屏幕上？

在一文读懂Fon文件一文中，我们知道了Font文件中存储着字符的位图信息，那能直接取出每个字符的位图进行绘制吗，答案当然是不可以！

举几个例子：

例子一：

在 Tamil（泰米尔语）语言规则中，当字母“ட”后接元音符号“ு”时，这一对字符必须替换为单个字形“டு”，即字符序列 “ட,ு” 需要用字体中的单个“டு”字形来替代。

例子二：

在配置了连字 feature 的应用中，当遇到 f 和 i 相遇时，在很多英文字体中会合并成一个单独的 fi 字形。

以上这些连字、重排、字形替换等处理，都是在Shaping阶段完成的。

四、HarfBuzz能做什么

1）塑形

沿用上面对塑形的解释：HarfBuzz可以将一串 Unicode 字符码点（Codepoints），根据字体中的规则，转换为一串有序的字形（Glyphs）序列及其位置信息。

可以用下面这张图来概括HarfBuzz的塑形流程：

图片来自：https://mrandri19.github.io/2019/07/24/modern-text-rendering-linux-overview.html

可以看出

​HarfBuzz的输入是​：字体文件 + 分段好的字符

​HarfBuzz的输出是​：字形信息（Glyph）、position、kerning等

2）字体处理

除了核心的塑形功能，HarfBuzz还提供了访问其他字体功能的函数，比如：GSUB和GPOS表，可变字体，彩色字体，字体子集化等。

五、HarfBuzz不能做什么

1）HarfBuzz 不会处理双向文本问题

如果想排版LTR、RTL（如希伯来语、阿拉伯语）混排的字符串，需要确保在提交给HarfBuzz的输入中，字符串的顺序是一致的。

也就是在将文本输入HarfBuzz之前，需要进行分段。

2）HarfBuzz无法处理包含不同字体属性的文本

比如，对于字符串“a huge breakfast”，其中“huge”希望是斜体，那么我们需要向 HarfBuzz 分开发送三个字符串：

• 使用罗马字体的a
• 使用斜体字体的huge
• 以及再次使用罗马字体的breakfast。

同样，如果在字符串中包含不同的字体、字号、字体样式、语言或方向，那么需要独立地对每个文本段进行塑形。

HarfBuzz在处理字符串时要求字符串具有相同的属性。

3）HarfBuzz不会处理换行、连字符或对齐

HarfBuzz会​将字符串排列在一条理论上长度无限的单行上，​如果想找出文本中可能的单词、句子和换行点，需要使用ICU库的断句函数。

六、哪些平台在使用HarfBuzz

参考

• https://github.com/harfbuzz/harfbuzz/wiki/
• HarfBuzz作者博客：文本渲染现状
  • https://behdad.org/text2024/
  • https://behdad.org/text/

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