Про шрифты с продолжением. Часть 7

Николай Дубина info@prodtp.ru

Управление шрифтами в X Window

X Window System, называемая также просто «Иксы», X или X11 — оконная среда для графических дисплеев. На момент написания обзора последней ее версией была  X11R8.0 от апреля 2010 года. Начало X было положено в Массачусетсском технологическом институте (MIT) в 1984 году. X была реализована как часть проекта «Афина» (Project Atthena), предоставлявшего вычислительную среду, функционирующую на разнотипном оборудовании. В X­среде за вывод информации отвечает сервер экрана (display server), а логику приложения предоставляют клиенты. Взаимодействие между ними является прозрачным для сети, поэтому сервер и клиент могут работать на разных машинах. Следует отметить, что термины «клиент» и «сервер» несколько отличаются от обыденного представления. Помимо вывода информации сервер обрабатывает ввод информации от различных устройств, таких как клавиатура, мышь, графический планшет и сенсорный экран.

X­среда предоставляет набор средств для приложений с графическим интерфейсом, но не определяет конкретный интерфейс пользователя. В Linux обычно можно выбирать между графическими оболочками KDE и GNOME, а также между несколькими другими оконными менеджерами. Поскольку X не определяет интерфейс пользователя, то эти среды и оконные менеджеры выглядят по­разному.

X разрабатывалась для большого сообщества пользователей, имеющих различные типы оборудования, поэтому разные версии X­клиентов и серверов обычно неплохо взаимодействуют между собой.

Долгие годы за работу со шрифтами отвечала встроенная система шрифтов X11 (core X11 fonts system). Последние версии X­серверов XFree86 (и X.Org) включают систему шрифтов Xft («X FreeType» library). Встроенная система шрифтов первоначально поддерживала монохромные растровые шрифты, но со временем была усовершенствована. Система Xft была разработана с учетом современных требований, включая сглаживание и субпиксельное растрирование (sub­pixel rasterization) и позволяет приложениям иметь всесторонний контроль над рендерингом глифов. Основное различие между этими двумя системами шрифтов состоит в том, что встроенная система работает на сервере, а Xft­шрифты обрабатываются клиентами, которые отсылают необходимые глифы серверу.

X первоначально использовала шрифты Type 1 (или Adobe Type 1) — формат описания шрифтов, разработанный в компании Adobe. Система Xft может работать с ними наряду со шрифтами OpenType, TrueType, Speedo и CID.

Сервер шрифтов xfs

Со встроенной системой шрифтов X11 X Server получает шрифты и информацию о них от сервера шрифтов. Сервер шрифтов xfs обычно запускается как демон (англ. daemon — в системах класса UNIX — служба, работающая в фоновом режиме без прямого общения с пользователем) при старте системы, хотя возможно запустить его как обычную задачу. Как правило, вы будете устанавливать сервер шрифтов в ходе установки X. Тем не менее, поскольку X является сетевым протоколом, имеется возможность получать шрифты и информацию о них через сеть, а не с локальной машины.

X­сервер шрифтов обычно использует конфигурационный файл /usr/X11R6/lib/X11/fs/config. Пример файла конфигурации шрифтов показан в листинге 1. Конфигурационный файл также может быть расположен в или связан с /etc/X11/fs.

Листинг 1. Пример /usr/X11R6/lib/X11/fs/config

# allow a max of 10 clients to connect to this font server

client­limit = 10

# when a font server reaches its limit, start up a new one

clone­self = on

# alternate font servers for clients to use

#alternate­servers = foo:7101,bar:7102

# where to look for fonts

#

catalogue = /usr/X11R6/lib/X11/fonts/misc:unscaled,

         /usr/X11R6/lib/X11/fonts/75dpi:unscaled,

         /usr/X11R6/lib/X11/fonts/100dpi:unscaled,

         /usr/X11R6/lib/X11/fonts/misc,

         /usr/X11R6/lib/X11/fonts/Type1,

         /usr/X11R6/lib/X11/fonts/Speedo,

         /usr/X11R6/lib/X11/fonts/cyrillic,

         /usr/X11R6/lib/X11/fonts/TTF,

         /usr/share/fonts/default/Type1

# in 12 points, decipoints

default­point­size = 120

# 100 x 100 and 75 x 75

default­resolutions = 75,75,100,100

# how to log errors

use­syslog = on

# don’t listen to TCP ports by default for security reasons

no­listen = tcp

Если внимательно вчитаться, то всё становится понятно без особого напряжения. Этот пример типичен для установки Linux на рабочую станцию, где сервер шрифтов не предоставляет шрифты по TCP­соединениям (no­listen = tcp).

Библиотека Xft

Библиотека Xft предоставляет функции, позволяющие клиентским приложениям выбирать шрифты по заданному образцу и генерировать глифы для отправки их на сервер. Образцы учитывают семейство шрифтов (Helvetica, Times и т.д.), кегль, начертание и множество других характеристик. В то время как встроенная система шрифтов позволяет клиенту найти лишь первый подходящий шрифт на сервере, Xft находит лучший шрифт по всем критериям и затем отсылает информацию о глифах на сервер. Xft взаимодействует с FreeType для создания картинки из глифа и с расширением RENDER сервера X, ускоряющим процесс рендеринга. Xft входит в состав текущих версий как XFree86, так и X.Org.

Примечание. Если ваш X­сервер работает через сеть и используется видеокарта, не поддерживающая расширение RENDER, то производительность сети в данной ситуации может создать проблемы и вы можете захотеть отключить сглаживание. Вы можете использовать команду xdpyinfo для просмотра информации о вашем X­сервере. Листинг 4 содержит часть информации, выводимой xdpyinfo. Поскольку объем информации, создаваемой xdpyinfo, велик, можно воспользоваться командой grep для поиска ‘RENDER’.

Листинг 2. Проверка наличия расширения RENDER программой xdpyinfo

[ian@lyrebird ian]$ xdpyinfo

name of display:    :0.0

version number:    11.0

vendor string:    The XFree86 Project, Inc

vendor release number:    40300000

XFree86 version: 4.3.0

maximum request size:  4194300 bytes

motion buffer size:  256

bitmap unit, bit order, padding:    32, LSBFirst, 32

image byte order:    LSBFirst

number of supported pixmap formats:    7

supported pixmap formats:

    depth 1, bits_per_pixel 1, scanline_pad 32

    depth 4, bits_per_pixel 8, scanline_pad 32

    depth 8, bits_per_pixel 8, scanline_pad 32

    depth 15, bits_per_pixel 16, scanline_pad 32

    depth 16, bits_per_pixel 16, scanline_pad 32

    depth 24, bits_per_pixel 32, scanline_pad 32

    depth 32, bits_per_pixel 32, scanline_pad 32

keycode range:    minimum 8, maximum 255

focus:  window 0x2000011, revert to Parent

number of extensions:    30

    BIG­REQUESTS

    DOUBLE­BUFFER

    DPMS

    Extended­Visual­Information

    FontCache

    GLX

    LBX

    MIT­SCREEN­SAVER

    MIT­SHM

    MIT­SUNDRY­NONSTANDARD

    RANDR

    RECORD

    RENDER

    SECURITY

    SGI­GLX

    SHAPE

    SYNC

    TOG­CUP

    X­Resource

    XC­APPGROUP

    XC­MISC

    XFree86­Bigfont

    XFree86­DGA

    XFree86­DRI

    XFree86­Misc

    XFree86­VidModeExtension

    XInputExtension

    XKEYBOARD

    XTEST

    XVideo

default screen number:    0

number of screens:    1

Примечание. Xft вместо встроенной системы шрифтов X требует внесения изменений в приложения, поэтому вы можете обнаружить, что некоторые приложения не используют преимущества улучшенного рендеринга шрифтов в Xft. На момент написания статьи примерами приложений, применяющих Xft, были Qt (используется в KDE), GTK+ (применяется в GNOME) и Mozilla 1.2.

Установка шрифтов

Существует два метода установки шрифтов: один для Xft и более сложный — для встроенной системы шрифтов X11.

Шрифты для Xft

Xft использует шрифты, расположенные в ряде хорошо известных каталогов шрифтов, а также в подкаталоге
.fonts домашнего каталога пользователя. Хорошо известные каталоги шрифтов включают подкаталоги /usr/X11R6/lib/X11/lib/fonts, как перечислено в разделе каталогов в /usr/X11R6/lib/X11/fs/config. Другие каталоги шрифтов могут быть заданы в разделе FontPath файлов XF86Config или xorg.conf (в зависимости от используемого вами X­сервера).

Модули работы со шрифтами X-сервера

Просто скопируйте ваши шрифты в пользовательский каталог .fonts или для применения во всей системе — в /usr/local/share/fonts. Сервер шрифтов должен выбрать новые шрифты и сделать их доступными при следующем запуске. Вы можете провести обновление без перезапуска сервера командой fc­cache.

Текущая технология работы со шрифтами в X использует загружаемые модули для поддержки различных типов шрифтов, как показано в таблице.

Если у вас возникли проблемы с установкой и применением шрифта, то проверьте журнал сервера (например /var/log/XFree86.0.log), чтобы убедиться в том, что соответствующий модуль был загружен. Имена модулей чувствительны к регистру. Для просмотра (и изменения) настроек X­сервера, включая путь к шрифтам, расположение конфигурационных файлов и журналов, вы можете использовать команду xset, как показано в листинге 3.

Листинг 3. Отображение настроек X­сервера командой xset

[ian@lyrebird ian]$ xset ­display 0:0 ­q

Keyboard Control:

  auto repeat:  on    key click percent:  0    LED mask:  00000000

  auto repeat delay:  500    repeat rate:  30

  auto repeating keys:  00ffffffdffffbbf

                        fadfffffffdfe5ff

                        ffffffffffffffff

                        ffffffffffffffff

  bell percent:  50    bell pitch:  400    bell duration:  100

Pointer Control:

  acceleration:  2/1    threshold:  4

Screen Saver:

  prefer blanking:  yes    allow exposures:  yes

  timeout:  0    cycle:  0

Colors:

  default colormap:  0x20    BlackPixel:  0    WhitePixel:  16777215

Font Path:

  /home/ian/.gnome2/share/cursor­fonts,unix/:7100,/home/ian/.gnome2/share/fonts

Bug Mode: compatibility mode is disabled

DPMS (Energy Star):

  Standby: 7200    Suspend: 7200    Off: 14340

  DPMS is Enabled

  Monitor is Off

Font cache:

  hi­mark (KB): 5120  low­mark (KB): 3840  balance (%): 70

File paths:

  Config file:  /etc/X11/XF86Config

  Modules path: /usr/X11R6/lib/modules

  Log file:     /var/log/XFree86.0.log

Если вам требуется дополнительный контроль поведения Xft, вы можете использовать либо общесис­темный (/etc/fonts/fonts.conf), либо пользовательский (.fonts.conf в домашнем каталоге пользователя) конфигурационный файл. Кроме того, вы можете включить или отключить сглаживание и управлять субпиксельным рендерингом (применяется на ЖК­дисплеях). Это XML­файлы. Поэтому вы должны убедиться в том, что после редактирования они остались корректными. За дополнительной информацией о содержании и формате этих файлов обратитесь к интерактивной справке.

Встроенные шрифты X11

Перед установкой шрифтов в формате Bitmap Distribution Format (BDF; двоичный формат распространения) желательно преобразовать их в Portable Compiled Format (PCF, переносимый скомпилированный формат) и сжать, используя gzip. После этого вы можете скопировать новые шрифты в каталог, например /usr/local/share/fonts/bitmap/, и затем выполнить команду mkfontdir для создания каталога шрифтов, который будет применяться сервером. Эти шаги показаны в листинге 4.

Листинг 4. Установка растровых шрифтов

[root@lyrebird root]# bdftopcf courier12.bdf ­o courier12.pcf

[root@lyrebird root]# gzip courier12.pcf

[root@lyrebird root]# mkdir ­p /usr/local/share/fonts/bitmap

[root@lyrebird root]# cp *.pcf.gz /usr/local/share/fonts/bitmap/

[root@lyrebird root]# mkfontdir /usr/local/share/fonts/bitmap/

[root@lyrebird root]# ls /usr/local/share/fonts/bitmap/

courier12.pcf.gz  fonts.dir

Обратите внимание на то, что команда mkfontdir создает файл fonts.dir.

Для установки масштабируемых шрифтов типа TrueType или Type1 требуется дополнительный шаг. После копирования файлов шрифтов в целевой каталог выполните команду mkfontscale а затем mkfontdir. Команда mkfontscale создаст перечень масштабируемых шрифтов в файле fonts.scale.

Теперь, когда вы задали каталог шрифтов и информацию по их масштабированию, вы должны указать серверу, где искать новые шрифты. Это осуществляется включением нового каталога в путь поиска шрифтов. Вы можете сделать это на временной (используя xset) или постоянной (включением записи FontPath в файл XF86Config или xorg.conf) основе. Для того чтобы добавить новый каталог растрового шрифта в начало списка поиска шрифтов, воспользуйтесь параметром +fp команды xset, как показано в листинге 5.

Листинг 5. Обновление пути поиска шрифтов командой xset

[ian@lyrebird ian]$  xset +fp /usr/local/share/fonts/bitmap/ ­display 0:0

Хорошей идеей (хотя это здесь не показано) является включение масштабируемых шрифтов перед растровыми, поскольку это приводит к лучшему их подбору. Для добавления каталогов в конец списка используйте параметр fp+. Аналогично параметры ­fp и fp­ приводят к удалению каталогов из начала и конца списка соответственно.

Вы можете сделать изменения постоянными, отредактировав XF86Config или xorg.conf. Вы можете добавить столько строк FontPath в раздел Files, сколько необходимо, — как показано в листинге 6.

Листинг 6. Изменение XF86Config или xorg.conf

Section «Files»

# RgbPath is the location of the RGB database.  Note, this is the name of the

# file minus the extension (like «.txt» or «.db»).  There is normally

# no need to change the default.

# Multiple FontPath entries are allowed (they are concatenated together)

# By default, Red Hat 6.0 and later now use a font server independent of

# the X server to render fonts.

        RgbPath      «/usr/X11R6/lib/X11/rgb»

        FontPath     «unix/:7100»

        FontPath     «/usr/local/share/fonts/bitmap/»

EndSection

[

Информацию о том, что еще вы можете изменить в конфигурационных файлах X, смотрите в интерактивном руководстве по XF86Config или xorg.conf.

Менеджеры шрифтов

Fonty Python

Относительно простой менеджер, позволяющий просматривать, искать в системе, устанавливать и удалять шрифты в форматах TTF, OTF, TTC и Type1. У автора нет личного опыта использования Fonty Python, но, судя по описанию, при установке и удалении шрифтов менеджер оперирует не самими файлами шрифтов, а линками на них.

Окно программы Fonty Python

Fontmatrix

Данный менеджер позволяет просматривать, каталогизировать, подключать, отключать по отдельности, группами или все сразу и собирать всю коллекцию в один файл. Всё это относится к шрифтам в форматах TTF, OTF и Type1.

Надо отметить поиск шрифтов по растровым образцам и метаданным PANOSE. При этом разработчики обещают тесную интеграцию с WhatTheFont для поиска по растровому образцу, потому что своего каталога обычно бывает мало.

Окно программы Fontmatrix

Знатоки наверняка обратят внимание на функцию извлечения подмножества шрифтов из PDF. Суть ее заключается в том, что встроенные в PDF шрифтовые файлы с сохраненным подмножеством используемых глифов могут быть сохранены программой в файлы формата PFB с сохранением информации об авторском праве, а затем импортированы в каталог.

Доступны версии для Linux, Macintosh и Windows.

Font Manager

Программа для просмотра и установки шрифтов в GNOME. Она умеет просматривать установленные шрифты, сравнивать их, устанавливать и удалять, активировать и деактивировать шрифты, искать по ряду параметров и собирать шрифты в коллекции.

Окно программы Font Manager

Конвертирование шрифтов

У технологии TrueType, взятой на вооружение операционными системами серии Windows, нет многих недостатков, присущих работе со шрифтами, стандартными для «Иксов». Кроме того, имеется множество кириллических TrueType­шрифтов. К счастью, эти шрифты можно использовать и в X Window. Существует TrueType­сервер шрифтов XFSFT для X. Поддержка TrueType встроена во все современные дистрибутивы XFree86.

Для того чтобы стандартные шрифты отображались в нужной нам кодировке (в данном случае для примера взята кодировка cp1251), в каталоге, где лежат TrueType­шрифты, необходимо создать два одинаковых файла (fonts.dir и fonts.scale) следующего вида:

timesi.ttf ­monotype­Times New Roman­medium­i­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

timesbi.ttf ­monotype­Times New Roman­bold­i­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

timesbd.ttf ­monotype­Times New Roman­bold­r­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

times.ttf ­monotype­Times New Roman­medium­r­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

couri.ttf ­monotype­Courier New­medium­i­normal—0­0­0­0­m­0­microsoft­cp1251

courbi.ttf ­monotype­Courier New­bold­i­normal—0­0­0­0­m­0­microsoft­cp1251

courbd.ttf ­monotype­Courier New­bold­r­normal—0­0­0­0­m­0­microsoft­cp1251

cour.ttf ­monotype­Courier New­medium­r­normal—0­0­0­0­m­0­microsoft­cp1251

ariali.ttf ­monotype­Arial­medium­i­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

arialbi.ttf ­monotype­Arial­bold­i­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

arialbd.ttf ­monotype­Arial­bold­r­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

arial.ttf ­monotype­Arial­medium­r­normal—0­0­0­0­p­0­microsoft­cp1251

Кроме того, сюда же необходимо положить файл encodings.dir, имеющий строку вида:

microsoft­cp1251 /usr/X11R6/lib/X11/fonts/encodings/microsoft­cp1251.enc.gz

Если вам нужны эти шрифты в кодировке KOI8­R, то вместо microsoft­cp1251 следует писать koi8­r.

Отметим, что в случае кириллической настройки  при необходимости следует использовать опцию перекодировки:

xfstt ... —encoding koi8­r,windows­1251,iso8859­1

После этого новые шрифты будут доступны для X Window.

Возможно, найденные вами шрифты окажутся не в той кодировке, которая нужна вам. Для перекодировки BDF­шрифтов можно использовать программу trbdf из пакета trscripts. Она поддерживает кодовые страницы ibm855, ibm866, iso­8859­5, koi8­c, koi8­r, koi8­u, mac­cyrillic, mik, unicode и ecma­cyrillic. Символы, отсутствующие в исходной кодировке, аппроксимируются, так что ее можно использовать, например, для генерации шрифтов KOI8­U из KOI8­R.

Начиная с версии 4.0.3 XFree официально поддерживает кодировку cp1251. Если версия вашей XFree более ранняя, то поддержку cp1251 можно получить тремя способами:

• использовать дистрибутив, поддерживающий cp1251;
• патчить XFree. Патч поддержки cp1251 для XFree 3.3.5 и 4.0 сделан Алексеем Новодворским;
• идеологически неверное решение, но работает везде и легко осуществимо: добавьте в конце файла locale.alias (обычно он находится в каталоге /usr/X11R6/lib/X11/locale) строку вида: be_BY.CP1251     en_US.ISO8859­1.

Конечно, вместо be_BY.CP1251 здесь можно поставить строку для используемой вами локали.

Если для кириллизации клавиатуры применяется утилита xmodmap, то этим всё и закончится. Если же вы захотите использовать Xkb­метод, то в клавиатурной раскладке вместо символических имен нужно указать коды символов согласно cp1251. Например, для белорусской раскладки вместо:

key <AD01> {  [  q   Q  ],

           [ Cyrillic_shorti, Cyrillic_SHORTI  ]  };

нужно применять:

key <AD01> {  [  q,  Q  ],

           [  0xe9,  0xc9  ]  };

Примечание. Только версии XFree после 4.0.0 поддерживают KOI8­U. Если у вас отсутствует поддержка KOI8­U, а вам нужна именно эта кодировка, то вы можете воспользоваться всем вышеописанным, где идет речь о cp1251.

Некоторые из приложений для Linux, такие как Star Office и LaTeX, не поддерживают шрифты TrueType, но поддерживают их в формате Type1. Тут можно выразить только большое сожаление по этому поводу, поскольку Linux с его поддержкой TrueType в ghostscript и наличием фонт­сервера для TrueType имеет всю необходимую инфраструктуру для обеспечения возможности работы с TrueType­фонтами. Итак, одной из утилит по преобразованию шрифтов является ttf2pt1. Суть ее работы состоит в том, чтобы преобразовать шрифты TrueType в формат Type1. Для этого надо лишь запустить утилиту из консоли:

ttf2pt1 ­b file.ttf name

для одного шрифта или:

for X in *.ttf; do ttf2pt1 ­b $X ${X%%.ttf}; done

в виде цикла для массива шрифтов.

Также в X Window для конвертирования шрифтов можно воспользоваться шрифтовыми редакторами FontForge и gbdfed. Но подробнее о них мы расскажем  в следующих номерах журнала.

КомпьюАрт 10'2010