在给网友答题时突然间想到的，要把点阵字库拿出来研究研究的。适逢国庆佳节，刚好用它来打印国庆节祝福语，以表达我对伟大祖国生日的致敬！
❤️一段老代码
以下是一段上世纪90年代比较流行的C代码，从字库文件里读取字模然后还原成点阵输出：
#include <stdio.h> #include <conio.h> const unsigned char bit[8]={128,64,32,16,8,4,2,1}; unsigned char buffer[32]; unsigned long offset; unsigned int q,w; int x,y,qw; void display(char *hz) { FILE *hzk; qw = *((int *)hz); q = (qw&0x00FF)-0xA1; w = ((qw>>8)&0x00FF)-0xA1; offset = q*0x5E + w; offset *= 32; if ((hzk = fopen("HZK16","rb"))==NULL) { printf("Can not open file HZK16!\n"); return; } fseek(hzk,offset,SEEK_SET); fread(buffer,1,32,hzk); fclose(hzk); for (y=0;y<16;y++) { printf(" "); for (x=0;x<16;x++) { if (buffer[y*2+x/8] & bit[x%8]) { printf("%s","＊"); } else { printf(" "); } } printf("\n"); } printf("\n"); } int main() { display("国"); display("庆"); display("节"); getch(); }
以上代码在 Dev-C++ 5.11(TDM-GCC 4.9.2 64-bit) 上通过编译，效果如下：
实际输出时字是竖排的，为降低图片高度已ps成横排
❤️点阵字库原理
点阵字库是比较古老的技术，上世纪90年代初个人PC刚刚出现，中文大多都是用点阵字库来记录的，读出汉字字模后用于显示和打印，有12点阵、16点阵、24点阵以及32点阵等。1992年时，我见到了当时学校唯一一台486的康柏电脑，安装的是Win3.1中文版，也是我第一次见到有图形界面的操作系统。后来很多年后才由现在广泛使用的矢量字库逐渐替代点阵字库，不过现在还有银行等单位在用针式打印机打印凭证、报表等，里面固化的应该还是点阵字库。
以下原理性表述来源于网络：
HZK16字库是符合GB2312标准的16×16点阵字库，HZK16的GB2312-80支持的汉字有6763个，符号682个。其中一级汉字有 3755个，按声序排列，二级汉字有3008个，按偏旁部首排列。HZK16字库里的16×16汉字一共需要256个点来显示，也就是说需要32个字节才能达到显示一个普通汉字的目的。
一个GB2312汉字是由两个字节编码的，范围为0xA1A1~0xFEFE。A1-A9为符号区，B0-F7为汉字区。每一个区有94个字符(注意:这只是编码的许可范围，不一定都有字型对应，比如符号区就有很多编码空白区域)。
下面以汉字"我"为例，介绍如何在HZK16文件中找到它对应的32个字节的字模数据。前面说到一个汉字占两个字节，这两个中前一个字节为该汉字的区号，后一个字节为该字的位号。其中，每个区记录94个汉字，位号为该字在该区中的位置。所以要找到"我"在hzk16库中的位置就必须得到它的区码和位码。
区码: 汉字的第一个字节-0xA0
位码: 汉字的第二个字节-0xA0
汉字编码是从0xA0区开始的， 所以文件最前面就是从0xA0区开始， 要算出相对区码。这样就可以得到汉字在HZK16中的绝对偏移位置: offset=(94*(区码-1)+(位码-1))*32
注解:
区码减1是因为数组是以0为开始而区号位号是以1为开始的
(94*(区号-1)+位号-1)是一个汉字字模占用的字节数
最后乘以32是因为一个汉字要用到32个字节来存储。
注：在上面C代码中所用到的及以下python代码中将会用到的，就是上述文字中所讲到的字体文件“HZK16”，可以到网上搜索“UCDOS HZK16下载”来获得。
❤️改写C代码
实现用python显示点阵字库
def hzk_offset(hz): q,w = list(bytes(hz,encoding='gbk')) return ((q-161)*94+w-161)*32 def hz_buffer(hzstr): buffers = [] f = open('d:\\hzk16','rb') for z in hzstr: f.seek(hzk_offset(z),0) buffers.append(f.read(32)) f.close() return buffers def hz_print(hzstr): buffers = hz_buffer(hzstr) bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)] for buffer in buffers: for y in range(16): for x in range(16): if buffer[y*2+x//8]&bit[x%8]: print(".",end='\n' if x==15 else '') else: print(' ',end='\n' if x==15 else '') print() if __name__ == '__main__': hz_print('国庆快乐')
上述代码运行的效果为下图左一，中间和右边的效果只要把 hz_print() 函数中第一句print()输出字符串分别改为"★"和“***”，第二句print()输出字符串分别改2个和3个空格。
❤️改进python代码
把文字竖排输出改进成横排输出，重点是重组字模数组的顺序：
代码如下：
def hzk_offset(hz): q,w = list(bytes(hz,encoding='gbk')) return ((q-161)*94+w-161)*32 def hz_buffer(hzstr): buffers = [] f = open('d:\\hzk16','rb') for z in hzstr: f.seek(hzk_offset(z),0) buffers.append(list(f.read(32))) f.close() return buffers def hz_print(hzstr): global tmp buffers = hz_buffer(hzstr) bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)] tmp = ['']*16 for n,buffer in enumerate(buffers): for y in range(16): for x in range(16): if buffer[y*2+x//8]&bit[x%8]: tmp[y] += '*' else: tmp[y] += ' ' for t in tmp: print(t) if __name__ == '__main__': print() hz_print('祝福伟大祖国') print() hz_print('更加繁荣昌盛') print() hz_print('我爱你，中国！') print()
由于控制台的输出的文字间隔比较大，所以显得有点粗壮。如果把这些点阵信息还原到图形界面中去，就可以缩小间隔显示成很小的字；甚至可以读取32点阵字库，这样文字会显得更圆润饱满。
源代码如下：
import pygame,sys from pygame import * WIDTH,HEIGHT = 640,480 WHITE = (255,255,255) BLACK = (0,0,0) RED = (255,0,0) def hzk_offset(hz): q,w = list(bytes(hz,encoding='gbk')) return ((q-161)*94+w-161)*32 def hz_buffer(hzstr): buffers = [] f = open('d:\\hzk16','rb') for z in hzstr: f.seek(hzk_offset(z),0) buffers.append(list(f.read(32))) f.close() return buffers def hz_matrix(hzstr,BOLD=0): global tmp buffers = hz_buffer(hzstr) bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)] tmp = ['']*16 if BOLD==0: str = '1','0' else: str = '11','00' for n,buffer in enumerate(buffers): for y in range(16): for x in range(16): if buffer[y*2+x//8]&bit[x%8]: tmp[y] += str[0] else: tmp[y] += str[1] return tmp def draw_hz(hzstr,x,y,d=1,color=BLACK,BOLD=0): matrix = hz_matrix(hzstr,BOLD) for j,mat in enumerate(matrix): for i,dot in enumerate(list(mat)): if dot=='1': pos_on_screen, radius = (x+i*d, y+j*d), d draw.circle(screen, color, pos_on_screen, radius) if __name__ == '__main__': pygame.init() screen = display.set_mode((WIDTH,HEIGHT),0,32) display.set_caption("祝大家国庆节快乐!") screen.fill(WHITE) timer = pygame.time.Clock() draw_hz('祝福伟大祖国', 80,30) draw_hz('更加繁荣昌盛', 80,50) draw_hz('我爱你，中国！',80,70) draw_hz('祝福伟大祖国', 80,120,2,RED) draw_hz('更加繁荣昌盛', 80,160,2,RED) draw_hz('我爱你，中国！',80,200,2,RED) draw_hz('祝福伟大祖国', 80,280,2,RED,1) draw_hz('更加繁荣昌盛', 80,330,2,RED,1) draw_hz('我爱你，中国！',80,380,2,RED,1) while True: for event in pygame.event.get(): if event.type == QUIT: pygame.quit() sys.exit() timer.tick(60) display.update()
热烈庆祝中华人民共和国成立72周年！
