嵌入式矢量字體變色處理技術(shù)及實現(xiàn)

黃秀珍,何加銘,邰曉英

(寧波大學通信技術(shù)研究所,浙江寧波3152118)

0 引 言

短信作為一種使用方便、費用低廉的即時通信方式,在眾多通信手段中脫穎而出,得到越來越多的應用。在嵌入式系統(tǒng)中,比如手機,用戶通過手機的短信模塊可以方便地收發(fā)短信,類似的一些由單片機或者嵌入式MCU為核心構(gòu)建的嵌入式系統(tǒng)中也設置了短信模塊。隨著短信的廣泛應用,用戶不再滿足于顏色單一的點陣漢字,而是希望使用有漸變效果的矢量字體的彩色顯示,并且短信的顏色允許發(fā)送人來設置,即收信人的短信能夠顯示出發(fā)信人所設置的字體顏色、大小、形狀等格式的短信內(nèi)容。但是,目前處理能力較低、存儲較小的嵌入式系統(tǒng)受制于其低處理及低存儲能力,無法實現(xiàn)有漸變效果的矢量字體的彩色顯示[1]。為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本文提出了一種嵌入式矢量字體變色處理方法,該方法能夠在低處理能力以及低存儲能力的嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)彩色短信的收發(fā)和顯示[2]。

1 變色處理原理

本文提出的嵌入式矢量字體變色處理方法,具體過程如下。短信收發(fā)雙方使用相同的短信編碼方式,在用戶寫短信時,該用戶系統(tǒng)將短信的顏色信息加入到短信的編碼信息中,然后將編碼信息發(fā)送給對方系統(tǒng),對方系統(tǒng)接收到上述編碼信息后,解析得到相應的顏色信息和短信內(nèi)容,再執(zhí)行矢量字體的變色處理流程來處理短信內(nèi)容中的所有字符。

具有顏色信息的短信的傳遞過程如圖1所示。首先,短信發(fā)送方在編寫短信時設置了短信的顏色,發(fā)送時發(fā)送方會將短信內(nèi)容和設置的顏色信息轉(zhuǎn)化為待發(fā)送編碼。短信編碼信息的內(nèi)容包括：服務中心號碼、收信人手機號碼和短信內(nèi)容等。在發(fā)送方發(fā)送短信時,短信編碼中的前三位對應字體顏色。

短信經(jīng)過短信服務中心到達接收方時,接收方對短信編碼信息解碼,根據(jù)短信內(nèi)容的前三位,得到相應的顏色設置,其余部分則為短信內(nèi)容的文本信息。接收方對當前短信顏色進行處理。本方法的短信顏色信息傳遞過程,不改變短信編碼中的其它內(nèi)容和短信的傳輸編碼方式,只在短信內(nèi)容的前幾位中加入了顏色設置信息,不會影響短信編碼在信息中心的傳遞。

圖1 具有顏色信息的短信傳遞過程

矢量字體的變色處理的主要流程如圖2所示。當用戶要顯示短信中的字符時,嵌入式系統(tǒng)首先獲得該字符的編碼,如果不是Unicode編碼,則做編碼轉(zhuǎn)換,再調(diào)用字體引擎得到該字符每個點的相應的256級灰度信息,即濃度信息,把它存入數(shù)組中。

圖2 矢量字體的變色處理主要流程

根據(jù)短信字符的顏色信息,在嵌入式系統(tǒng)的字體顯示模塊中對所得的的濃度信息做以下處理。當用戶不需要改變顏色時,將得的每個點的灰度值直接設為其紅綠藍3個分量的值即可。如果用戶需要改變顏色,就需要根據(jù)設置的字體顏色和灰度信息將每個點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彩色信息。對字符的輪廓的不同點的信息要進行不同的處理。輪廓主干上的點,濃度值最接近最大值255,基本描述了整個輪廓的核心,將這些點其顏色設置為用戶設置的字體顏色。字符的輪廓邊緣的點,其濃度值在主干點濃度值和零之間,與主干上的點顏色有一種過渡效果。取得所有邊緣點,根據(jù)字體顏色和這些點的濃度信息運用顏色漸變算法,得到顏色信息。

一般嵌入式系統(tǒng)中使用的是點陣字體解碼器,當需要顯示矢量字體時,需修改其內(nèi)在解碼機制以適應顯示。若系統(tǒng)中有矢量字體解碼器,直接顯示進行顏色處理后的字符。

2 顏色漸變算法

2.1 算法概述

在實際運用中,可以利用多種顏色漸變算法,如線性內(nèi)插法、線性倒插法、余弦插值法[3]。線性內(nèi)插法是最常見的顏色漸變方法,線性倒插法是一種顏色有鮮明對比的顏色漸變方法,余弦插值法得出的漸變效果具有非常好的平滑效果。

設起始顏色為F,終止顏色為E,需要通過算法求取從F到E的所有中間位置P的漸變顏色M。為此,首先將F和E在RGB空間分解為紅綠藍分量,分別設為FR、FG、FB、ER、EG和EB。設漸變顏色M 的紅綠藍分量分別為MR、MG、MB。將從F到E的實際需要表達的屏幕像素長度歸一化為1,則所有中間位置P∈[0,1],可見P為浮點數(shù)。

(1)線性內(nèi)插法(Linear interpolation),各個紅綠藍分量的算法為：

(2)線性倒插法(Reverse linear interpolation),各個紅綠藍分量的算法為：

(3)余弦插值法(Cosine interpolation),各個紅綠藍分量的算法為：

以上漸變顏色算法實際應用中最為常用的算法。

2.2 優(yōu)化算法及模型

在漸變顏色處理中,根據(jù)設置顏色和這些點的濃度信息運用我們的顏色漸變算法得到輪廓邊緣上點的顏色信息[4]。有起始顏色和濃度信息,沒有設定終止顏色。每個顏色分量小于255,因此所得顏色為在起始顏色和255之間的一個值。根據(jù)其接近255的值的程度(通過濃度信息判斷),而給出一種設置方法。設置顏色為S,濃度信息為P,p∈[0,255],結(jié)果色為D。S和D的紅綠藍3個分量分別為SR、SG、SB,DR、DG、DB。則優(yōu)化改進后的顏色漸變算法公式為：

3 仿真驗證及總結(jié)

首先,在MTK模擬器上測試。運行環(huán)境為：PC機CPU(2.17GHz),內(nèi)存1GB,軟件平臺VC6.0。在模擬器上,字體顯示效果如圖3所示。

圖3 彩色漸變顯示效果圖

圖3 為彩色漸變顯示效果,圖3中每個字符都具有邊緣漸變效果。且為24位彩色抗鋸齒顯示。字符顯示時,未有延遲現(xiàn)象。在真機上測試時,可以實現(xiàn)短信雙方字體顏色的傳遞。

4 結(jié)束語

本文提出的嵌入式矢量字體變色處理方法,能夠?qū)崿F(xiàn)在低處理能力以及低存儲能力的嵌入式系統(tǒng)中彩色短信的收發(fā)和顯示,且不影響短信在信息中心的傳遞。同時,在彩色矢量字體漸變顯示時,改進后的顏色漸變算法,實現(xiàn)了彩色漸變矢量字體的24位無鋸齒顯示。在MTK平臺測試,字體顯示沒有延遲,且具有邊緣漸變效果。下一步,可將此變色處理方法應用于其它嵌入式平臺短信傳輸和處理中。

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