摘  要：介紹嵌入式數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的字符顯示原理。提出一種提取Windows矢量字庫(kù)信息以及將其轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣字庫(kù)格式的方法。給出主要模塊的流程圖和VC程序?qū)崿F(xiàn)。在DVB-S接收機(jī)頂盒系統(tǒng)中的應(yīng)用驗(yàn)證了該方法的有效性。

關(guān)鍵詞：矢量字庫(kù) 機(jī)頂盒 字符轉(zhuǎn)換

引言

在當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，廣泛涉及到字符和圖標(biāo)的顯示。過(guò)去的方法通常是使用硬件自帶字庫(kù)或者轉(zhuǎn)換中文操作系統(tǒng)（例如UCDOS）的點(diǎn)陣字庫(kù)，但隨著嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)用戶(hù)界的要求也越來(lái)截止高，大小固定、字體有限、使用不便的點(diǎn)陣字庫(kù)已經(jīng)難再滿足要求。于是眾多開(kāi)發(fā)人員將目光投向了Windows操作系統(tǒng)豐富的字庫(kù)和圖標(biāo)資源，以Widnows 2000系統(tǒng)為例，其OpenType矢量字庫(kù)有基于Unicode內(nèi)碼的四萬(wàn)多個(gè)字符，特殊符號(hào)以及近百種字體可以選用。但是Windows系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以直接提取矢量字庫(kù)，并且矢量字庫(kù)解析算法涉及到Micorosoft和Adobe公司OpenType字體專(zhuān)利，這些問(wèn)題為Windows字庫(kù)的使用帶來(lái)了很大的困難。

在筆者參與的DVB-S數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)頂盒用戶(hù)界面的設(shè)計(jì)工作中，也遇到了同樣的問(wèn)題。按照設(shè)計(jì)要求，需要用到一套完備的，支持包括俄、德、拉丁、阿拉伯等多種語(yǔ)言和特殊符號(hào)的小型字庫(kù)，但是難以找到合適的現(xiàn)成字庫(kù)，在參考了一些商業(yè)字模提取軟件的功能后，提出了一種提取Windows矢量字符以及圖標(biāo)資源的方法，并用Visual C++6.0程序?qū)崿F(xiàn)。實(shí)際應(yīng)用表明，用本方法生成的字庫(kù)字形美觀，字體多樣，完全可以替代商業(yè)字庫(kù)，同時(shí)還具有使用方便，便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。

1 機(jī)頂盒圖文顯示原理

機(jī)頂盒中文字和位圖的顯示是通過(guò)OSD（圖文屏顯技術(shù)）模塊完成的。傳統(tǒng)的屏顯示OSD主要應(yīng)用在VCR、LD和電視機(jī)上，采用專(zhuān)用的芯片修改屏幕上指定部位的信號(hào)的角度和亮度，實(shí)現(xiàn)模擬視頻的同步改變，從而達(dá)到顯示的目的。含有OSD的視頻輸出信號(hào)在屏幕上從底向上以6個(gè)層次顯示：邊界顏色、靜止視頻圖像、活動(dòng)視頻圖像、OSD背窗口、OSD位圖區(qū)域和OSD硬件游標(biāo)。本文介紹的機(jī)頂盒系統(tǒng)是基于ST公司的方案，接收機(jī)軟件是ST公司為其數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)硬件評(píng)估板配套提供的。其主芯片采用Sti5518微控制器，內(nèi)部集成OSD處理單元。OSD功能模塊框圖如圖1所示。

OSD功能模塊位于NTSC/PAL/SECAM編碼之前，包括一張顏色查找表（LUTs）、Alpha混合濾波器和控制邏輯單元，所有子功能先于將信息從重建緩沖區(qū)傳到SDRAM或與其它靜態(tài)圖像混合前執(zhí)行。

當(dāng)要輸出圖文信息時(shí)，將字符圖標(biāo)的位圖信息送至OSD位圖區(qū)域的相應(yīng)位置。OSD位圖區(qū)域由其頭部定義，每個(gè)OSD頭主要包括OSD顯示短形區(qū)域的起始位置、大小及兩個(gè)分別指向頂場(chǎng)和底場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)的指針（這是針對(duì)隔行掃描顯示方式；對(duì)于逐行掃描，這兩個(gè)指針向同一塊內(nèi)存區(qū)域），還有一個(gè)指向下一個(gè)OSD位圖數(shù)據(jù)頭的指針。由于采用了這種基于指針的OSD數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)，理論上OSD位圖數(shù)據(jù)塊的數(shù)目不受限制，實(shí)際上它要受到內(nèi)存大小的限制。頭部不僅定義了位圖區(qū)域的尺寸、位置以及及顏色信息，而且提供了顏色表更新等功能。字符的顏色設(shè)置使用OSD處理單元（LUT）的顏色查找表，也稱(chēng)做調(diào)色板。2位的LUT意味著有4種顏色可以選擇，并且位圖中的每個(gè)像素僅占有存儲(chǔ)單元的2位。如果是透明文字，還要把第一個(gè)像素的調(diào)色板顏色值定為透明色掩碼值，這個(gè)過(guò)程由Alpha混合處理完成。如果輸出像素不在OSD區(qū)域，停止處理視頻接口處理器數(shù)據(jù)；如果輸出像素在OSD區(qū)域，OSD數(shù)據(jù)或OSD和視頻接口處理數(shù)據(jù)的混合數(shù)據(jù)經(jīng)Alpha混合濾波處理后以16位YC（Cb,Cr）格式傳輸。對(duì)于調(diào)色板顏色值是透明的情況，則直接傳送視頻數(shù)據(jù)而略過(guò)OSD位圖數(shù)據(jù)。

OSD的軟件部分可以分為兩部分：硬件抽象層和圖形函數(shù)接口。OSD模塊軟件部分為整個(gè)系統(tǒng)軟件部分提供一系列的圖形函數(shù)接口，是實(shí)現(xiàn)圖文顯示的基礎(chǔ)，也是給用戶(hù)提供一個(gè)方便直觀的圖形文字交互方式的保障。本文中硬件抽象層為ST公司提供的STAPI函數(shù)庫(kù)，圖形函數(shù)接口在中間件的基礎(chǔ)上自行開(kāi)發(fā)。

由此可見(jiàn)，在機(jī)頂盒系統(tǒng)中字符輸出有三個(gè)主要步驟：①系統(tǒng)專(zhuān)用字庫(kù)的建立；②字符數(shù)據(jù)的查找；③調(diào)用OSD模塊功能將字符在屏幕上輸出。下面介紹如何通過(guò)轉(zhuǎn)換Windows矢量字符，建立一套功能完善，使用方便的字庫(kù)系統(tǒng)。

2 提取矢量字符

Winodws矢量字庫(kù)存儲(chǔ)漢字的矢量圖形。因?yàn)榇鎯?chǔ)的是筆樣條，對(duì)于字符做旋轉(zhuǎn)、縮放、甚至三維拉伸都不會(huì)產(chǎn)生失真，但在字符顯示的時(shí)候需要計(jì)算樣條曲線而增加了計(jì)算量。由于嵌入式系統(tǒng)只是針對(duì)專(zhuān)一控制應(yīng)用的系統(tǒng)，處理器的性能和資源還不如PC機(jī)，一般使用的仍然是點(diǎn)陣字庫(kù)。本文介紹的DVB-S機(jī)頂盒系統(tǒng)同樣沒(méi)有直接使用矢量字庫(kù)；而是通過(guò)提取Windows中矢量字庫(kù)的方法將矢量字符轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的點(diǎn)陣信息。在本開(kāi)發(fā)方案中，字庫(kù)文件中所有漢字的字模信息和圖