计算机系统是如何显示一个字符的？ - 知乎458被浏览<strong class="NumberBoard-itemValue" title="2分享邀请回答struct input_event {
struct timeval time;
unsigned short type;
unsigned short code;
unsigned int value;
time 是事件发生的时间，type 是事件类型，对应键盘就是 EV_KEY ，code 在这种情况下是一个 key code，value 则代表是按下键还是放开键。Xorg 在读到事件之后，还需要将来自 kernel 的 key code 翻译成 Xorg 自己的 key code 。完成这个的是 libxkb ，键盘布局也是在这个阶段起作用的。然后，Xorg 会找出当前焦点所在的窗口，然后将事件发给它——这是简单的情况。如果你运行着一个窗口管理器的话，这个事件很可能还需要在窗口管理器中过一遍，并且由窗口管理器决定是否要发给窗口。如果接受按键的程序支持输入法，这个按键可能还要在输入法里走一圈。这个过程中的事件发送/接受都是通过 socket ，使用的协议是 Xorg 的协议，使用的库（归根结底）一般是 xlib 或者 libxcb 。（补充一段关于编码的）应用程序在接到 Xorg 发来的事件之后，就会对事件作出反应。比如说一个文本编辑器，在接到按下‘X’的事件之后，需要在文件中插入一个‘X’。那么这个‘X’是怎样在文件中表示的呢？你应该知道，内存也好硬盘也好，是用二进制来保存数据的。要表示一个‘X’，我们必须先给它分配一个对应的数字。幸好，早在近60年前，就有人帮我们把这件事办好了。这就是所谓的 ASCII 码。‘X’在其中对应的数字是120。但是，如果我通过我的输入法，输入了一个中文字的话怎么办？当然，我们还是用一样的办法，给每个中文字一个编号。这个编号，在中国的国标码中被称作区位码，在 unicode 中被称作一个code point。比如说，国标码给“啊”字编的号就是1601。虽然现在我们给中文字也编上了号，我们还不知道应该怎么把它存到文件中去。你可能会觉得这很简单，直接把编号存进去不就是了？比如1601就存两个字节0x06和0x41。但是这会造成一个问题。假如你的文本编辑器同时支持ASCII码和我们设计的这个中文编码，它要怎样才能知道某个文件是按什么编码的？0x16和0x41在 ASCII 中都是合法编码，这样就会造成一个文件存在歧义。不过幸好，ASCII 只使用了0～127来编码字符，所以只要我们只用128～255，就可以和ASCII区分开来。比如说，我们可以将编号按7位二进制分段，然后在第一位添上一个1：1601 -&
-& 0001 -& 00001 -& 0x8c 0xc1在国标码里，这个编码后的结果就是这个字符的内码，注意内码和区位码的区别。而 unicode 和 UTF8，UTF16 也是类似。unicode 是一种给字符编号的方法，UTF8、UTF16则是把这个编号记录到文件里的方法。到这里，我们的旅程才完成了一半。而且是比较简单的一半。现在你的输入已经跑完前半程，终于到达应用程序了，不过等等——这个程序，是什么程序？是一个终端虚拟器，文本编辑器，还是chrome里头的某个文本框？取决于对这个问题的回答，后半程的路线会非常不一样。假如说这个程序是 xterm ，它会通过 X core font API ，将这个字符直接送给 Xorg ，由 Xorg 来完成字体渲染（当然现在 xterm 也支持 libXft 了，不过先不管这个）。Xorg 拿到应用程序送来的请求之后，会在字体中检索每个字对应的字形，然后渲染出来。这个检索过程中用到的索引，就是我们之前给字符编上的号。如果要指定字体，需要向Xorg提供一个长得像这样：“-adobe-times-medium-r-normal--12-120-75-75-p-64-iso8859-1” 的字符串来指定字体。当然，这样渲染出来的字体不会很好看，像这样：（我不是很清楚 X core font 是否有反锯齿一类的能力，应该是没有，欢迎纠正。）如果这个应用程序是 gedit，那么它就会选择自己渲染字体，然后将渲染结果直接发给 Xorg，由 Xorg 呈现。在 Linux 下，你想用这种方式渲染字体，有两个库你是逃不过的：fontconfig 和 FreeType2 。大致上来说，fontconfig 让你能通过一个字体名找到对应的字体，FreeType2 则进行具体的渲染。那么字体是怎么被渲染的呢？不管你用的字体是TrueType还是OpenType还是什么格式，从根本上来说，（除掉点阵字体）都是一些矢量图的集合。渲染字体，只是把矢量图画出来而已——说的轻松！渲染文字是个复杂的工作，我也不能说我对此了解很深，只能大致讲讲。字体如果是显示在屏幕上，因为屏幕的dpi和纸张没法比，所以必须反锯齿，否则就会这样：这只是通过灰度进行反锯齿，我们还可以做的更好。如果你是在使用LCD显示器的话，你屏幕上的像素，长的可能是这个样子的（图片来源，wikipedia）：灰度反锯齿只是在整个像素尺度上进行的，但是既然像素中还可以分为更小的成分，那么我们为什么不通过这更小的单位进行反锯齿？这种方法就叫做 Subpixel Rendering，或者一个更被人熟知的叫法：ClearType。下面是两种反锯齿的比较，图还是来自 Wiki ：可以看到 subpixel 渲染的结果会让边缘带一点色彩。一般来说 subpixel 渲染可以字体看起来更清晰一点，你可在自己的系统上开启/关闭 subpixel redenering 比较一下。人们为了让字体在屏幕上看起来能清晰一点，真是用尽了心思。因为反锯齿会让字体的边缘变得模糊，让人觉得字体看起来不是那么“锐利”，人们又想出来要给字体做Hinting（不知道如何翻译）。Hinting将字体微调，让横和竖都对齐像素，来尽量减少反锯齿带来的模糊。下面是个（应该一下就能看明白的）例子（图还是来自 Wiki）：Hinting 的具体实现是很复杂的。因为不同字体需要不同的 Hinting 对策，所以字体中会存一些 Hinting 数据来指导 Hinting。而这些数据，每一个都是一个用特定汇编语言写成的小程序！FreeType2中则包含了一个虚拟机，来运行这些程序，来将字体对齐到像素。当然也有些字体会不带 Hinting 数据，但是 FreeType2 还是可以进行 Hinting ，也就是 Auto-hinting。具体的算法我就不清楚了。值得一提的是，因为 Apple 拿着很多有关 Hinting 的专利，FreeType2 默认是关闭 Hinting 的，而只使用 Auto-hinting 。直到2011年这些专利全都过期之后，FreeType2才默认支持 Hinting 。好了，不管你是让Xorg进行字体渲染，还是让应用程序自己进行渲染，最后的结果都是一小块比特图。我们要怎么把这块图显示在屏幕上呢？Xorg 之中，有一个部件叫做 EXA，是用来提供硬件加速的2D渲染的。EXA的历史很长，最早可以追溯到1996年 Harm Hanemaayer 给 Xorg 实现的 XAA。XAA 后来被 EXA 所接替。现在 EXA 又开始要被 UXA 取代。这些部件虽然都有同样的目的，但是实现都有所不同。具体的区别在这里就不展开了。总的来说，他们的功能是，在显卡驱动的帮助下，将二维图形显示在屏幕上。到这里，好像就结束了。但其实还没有。2011年的光棍节，Glamor诞生了。Glamor试图将2D的渲染也用 OpenGL 来完成。一张二维图，大概会被转变成 OpenGL 的贴图，然后渲染在屏幕上。目前这个项目还在开发中，性能（在大部分情况下）还不如EXA。如果所有的渲染都由 OpenGL 也就罢了。如果你还在用 EXA，但是你的某个程序（比如说Chrome）非想用 OpenGL 来显示文字怎么办？显然的办法可以是让程序把所有的 OpenGL 请求都发给 Xorg，让 Xorg 代理。这种方法就叫做间接渲染（Indirect rendering），Xorg 的一个扩展：AIGLX，就是用来完成这个工作的。有一个额外的中介大概是会影响性能。虽然我没有具体的数据来证明这一点，不过既然后来 DRI 的出现大概是一个佐证。DRI 是 Direct Rendering Infrastructure 的缩写，分为两个部分，分别存在于内核与 Xorg 中。内核的部分叫做 DRM，用来协调多个程序对 GPU 的访问；Xorg 的部分则是一个驱动，也叫 DRI 。程序想要使用 OpenGL ，先要通过 DRI 向 Xorg 申请一块缓冲区，然后通过 DRM 访问 GPU 向这个缓冲区进行渲染。当然这些事不会直接让程序去做，都是通过 Mesa 这个 GL 库完成的。到这里，还是没有结束。万一你不幸有个带 NVIDIA(R) Optimus(TM) 的本子怎么办？使用 Optimus 技术的独显不会直接和显示器连接，所以想要直接让独显渲染是不行的。现有的解决方案是 BumbleBee，就是之前那个删了用户 /usr 目录，出了点小名的那个。BumbleBee 的做法是再启动一个独立的、跑在独显上的 Xorg，然后用它进行渲染。但是独显没法输出到屏幕，怎么办呢——只好把渲染结果在两个 Xorg 之间传来传去了。BumbleBee 用了 VirtualGL 来完成这个任务。另外一个还在开发中的解决方案叫做 Prime（开发者就是喜欢和变形金刚过不去）。Prime 利用的是一个还在开发中的内核功能：DMA-BUF，让两个硬件共享一块内存区域。我不清楚具体的原理，不过大概是让一块显卡渲染完之后，DMA 写到内存里，再让连接显示器的显卡 DMA 读出，输出到屏幕吧。用来 Optimus 以后，感觉本来的长跑，直接就变成了马拉松……以上差不多就是全部了。不知道你们是不是还有兴趣，要是把场景换成 Wayland ，还有很多可以讲。31339 条评论分享收藏感谢收起26添加评论分享收藏感谢收起如何看待最近出现的「字太多不看」的现象？ - 知乎<strong class="NumberBoard-itemValue" title="被浏览<strong class="NumberBoard-itemValue" title="1,047分享邀请回答1.2K107 条评论分享收藏感谢收起27328 条评论分享收藏感谢收起没有更多推荐了，
加入CSDN，享受更精准的内容推荐，与500万程序员共同成长！求教word转pdf是后字体出现重叠怎么解决？（用的是office07 通过adobe acrobat 9 pro 转换） - 知乎4被浏览<strong class="NumberBoard-itemValue" title="分享邀请回答11 条评论分享收藏感谢收起0添加评论分享收藏感谢收起写回答(我痴君莫笑)
(一个人的冬天)
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