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❤️一段老代码
❤️点阵字库原理
❤️改写C代码
❤️改进python代码
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：
❤️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)*32def 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 buffersdef 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)*32def 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 buffersdef hz_print(hzstr):global tmpbuffers = hz_buffer(hzstr)bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)]tmp = ['']*16for 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,sysfrom pygame import *WIDTH,HEIGHT = 640,480WHITE = (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)*32def 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 buffersdef hz_matrix(hzstr,BOLD=0):global tmpbuffers = hz_buffer(hzstr)bit = [2**i for i in range(7,-1,-1)]tmp = ['']*16if 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 tmpdef 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), ddraw.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！
