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Python实现修改字体字形和提取矢量数据

2025年06月05日 Python 我要评论
一、函数1:修改字体字形(change_glyph)功能将字体文件中指定字形(如"a")替换为新的矢量轮廓。代码实现from fonttools.pens.transformpen

一、函数1:修改字体字形(change_glyph)

功能

  • 将字体文件中指定字形(如"a")替换为新的矢量轮廓。

代码实现

from fonttools.pens.transformpen import transformpen
from fonttools.ttlib import ttfont
from fonttools.pens.recordingpen import recordingpen
from fonttools.pens.ttglyphpen import ttglyphpen

def change_glyph(font_path, glyph_name, new_glyph_path):
    # 加载字体文件
    font = ttfont(font_path)
    
    # 获取 glyf 表
    glyf_table = font['glyf']
    
    # 确保字形存在
    if glyph_name in glyf_table.glyphs:
        # 记录原始轮廓(可选,用于对比)
        recording_pen = recordingpen()
        glyf_table[glyph_name].draw(recording_pen, font)
        
        # 创建新轮廓
        new_glyph_pen = ttglyphpen(font.getglyphset())
        # 定义新轮廓(此处为一个简单的矩形)
        new_glyph_pen.moveto((100, 100))
        new_glyph_pen.lineto((200, 100))
        new_glyph_pen.lineto((200, 200))
        new_glyph_pen.lineto((100, 200))
        new_glyph_pen.closepath()
        
        # 替换字形
        glyf_table[glyph_name] = new_glyph_pen.glyph()
        
        # 保存修改后的字体
        font.save(new_glyph_path)
    else:
        print(f"字形 '{glyph_name}' 不存在!")

关键步骤解析

  1. 加载字体:通过 ttfont 加载字体文件。
  2. 获取 glyf 表glyf 表存储字形的矢量轮廓数据。
  3. 记录原始轮廓:使用 recordingpen 记录原始字形的路径数据(可选)。
  4. 生成新轮廓:通过 ttglyphpen 定义新轮廓的坐标点(如矩形)。
  5. 替换并保存:将新轮廓写入 glyf 表,并保存为新字体文件。

应用场景

  • 自定义字体设计:修改特定字符的形状(如logo字体)。
  • 修复字体缺陷:调整模糊或不规则的字形。

二、函数2:提取所有字形矢量数据(extract_all_glyph_vector_data)

功能

  • 遍历字体中所有字符,提取其矢量路径数据并保存为文本文件。

代码实现

def extract_all_glyph_vector_data(font_path, output_file):
    font = ttfont(font_path)
    cmap = font.getbestcmap()  # 字符编码到字形名的映射
    glyph_set = font.getglyphset()
    file_content = ""
    
    for char_code, glyph_name in cmap.items():
        glyph = glyph_set[glyph_name]
        pen = recordingpen()
        transform_pen = transformpen(pen, (1, 0, 0, 1, 0, 0))  # 无变换
        glyph.draw(transform_pen)
        
        # 格式化输出
        character = chr(char_code) if char_code <= 0x10ffff else f"u+{char_code:04x}"
        data = f"character: {character} (u+{char_code:04x})\nvector data: {pen.value}\n\n"
        file_content += data
    
    # 保存到文件
    with open(output_file, "w", encoding="utf-8") as f:
        f.write(file_content)

关键步骤解析

  • 获取字符映射:通过 cmap 表将unicode编码映射到字形名称。
  • 遍历所有字符:逐个提取字形的矢量数据。
  • 记录路径数据:使用 recordingpen 获取字形的路径指令(如 movetolineto)。
  • 保存为文本:将所有字符的矢量数据写入文件,便于后续分析。

输出示例

character: a (u+0041)
vector data:
moveto((100, 200))
lineto((300, 200))
lineto((200, 400))
closepath()

应用场景

  • 字体逆向工程:分析字体设计逻辑或版权问题。
  • 自动化处理:批量提取字形数据用于机器学习训练。

三、使用示例

# 修改字体中的"a"字形
change_glyph(
    font_path="simsun.ttf",      # 输入字体路径
    glyph_name="a",              # 目标字形名称
    new_glyph_path="modified.ttf" # 输出路径
)

# 提取所有字形数据
extract_all_glyph_vector_data(
    font_path="simsun.ttf", 
    output_file="simsun_vectors.txt"
)

四、注意事项

  • 字体兼容性

    • 支持 .ttf 和 .otf 格式,但 opentype 字体需额外处理。
    • 修改后字体需通过 fonttools 验证:
python -m fonttools.validate modified.ttf
  • 性能优化

    • 处理大字体时,建议分批次处理或使用多线程。
  • 版权问题

    • 修改商业字体需遵守版权协议,开源字体(如google fonts)更易操作。

五、扩展功能

1. 转换坐标系

通过 transformpen 可以对字形进行缩放、旋转等变换:

# 缩放字形为原尺寸的50%
scale = 0.5
transform = (scale, 0, 0, scale, 0, 0)
transform_pen = transformpen(pen, transform)

2. 可视化字形

使用 matplotlib 可视化字形轮廓:

import matplotlib.pyplot as plt

def plot_glyph(glyph):
    pen = pathpen(glyph)
    glyph.draw(pen)
    path = pen.path
    for element in path:
        vertices = element.vertices
        codes = element.codes
        plt.plot(vertices[:,0], vertices[:,1], marker='o')
    plt.show()

六、总结

通过 fonttools,我们可以直接操作字体的底层矢量数据,实现字形修改、分析和自动化处理。无论是设计个性化字体,还是研究字体结构,这些工具都能提供强大的支持。

以上就是python实现修改字体字形和提取矢量数据的详细内容,更多关于python修改字形和提取矢量数据的资料请关注代码网其它相关文章!

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