浅出Freebsd的Fontconfig

类Unix系统桌面环境关于字体的底层支持，目前的桌面应用程序主要是通过Fontconfig，Freetype2+Xft来组合实现字库的匹配、读取和渲染，最终显示在屏幕上。大致的功能模块划分是：

　　Fontconfig主要的功能是根据应用程序对字体的要求，在字库数据库中尽量匹配一种字体。

　　Freetype2 主要的功能是对字库进行操作，根据要求提供具体要显示文字的数据信息，它也提供一些字体的渲染，但是在这种集成解决方案中，只需要它的主要功能。

　　Xft 是X11 server提供的一套函数库，主要是用来对需要现实的文字进行最终的绘制处理，包括对TTF等字体美化，渲染。

　　最终文字的绘制是由具体的桌面环境库来提供的，这不在本文讨论范围之内。

　　随着这三个模块的各自的发展，分工协作，使得目前X应用程序文字显示支持越来越成熟。在这三个模块当中，对汉字显示来说，我觉得了解Fontconfig的运作机制非常重要，因为Fontconfig决定着字库的选择，而这对于最终在屏幕上显示什么样的汉字尤为重要。

　　一、Fontconfig按照主页上的介绍，主要是由两个模块构成：

　　1、 配置模块：主要的作用根据fonts.conf文件的内容，建立匹配规则

　　2、 匹配模块：把应用程序传递过来的“字体样板”，与fonts.conf文件中约定的匹配规则进行匹配运算，根据系统安装的字体，找到一种最匹配的字体，并把字体的名字，各种属性传递给后续的“字库操作”。

　　二、Fontconfig提供了一些工具程序和若干fonts.conf 配置文件来实现用户级的操作和定制匹配规则。

　　（一）在FreeBSD系统中，与用户级配置有关的有如下几个文件：

　　1、~/.fonts.conf

　　这个文件是针对用户的字体匹配规则文件，作用范围是所在home的用户，这个文件提供了当前用户的字体配置信息，与之相关的是“字体安装目录”，系统默认的目录是“ ~/.fonts ”，对用户来说，只要把需要的字体文件拷贝到这个目录中，就可以在系统中使用了，关于安装字库的配置由Fontconfig自动完成。具体的原理简单的说，就是Fontconfig每隔30秒，会对定义的字体安装目录进行一次扫描，自动地分析字库，并把字库纳入到系统安装字库当中。

　　2、/usr/X11R6/etc/fonts 目录下的几个文件

　　/usr/X11R6/etc/fonts/fonts.conf / fonts.conf.default

　　这两个文件安装时，内容一样，而且建议用户不要对其进行更改，如果要对Fontsconfig的运行环境进行更改的话，比如修改“字库存放目录”，“字体缓存刷新时间”等等，建议修改fonts.conf。

　　/usr/X11R6/etc/fonts/fonts.dtd

　　这是xml的fonts.conf 匹配规则的数据类型定义文件，提供可操作字体属性的定义。

　　/usr/X11R6/etc/fonts/conf.d 目录

　　其中包含一些对字体具体操作的配置文件，可以包含在fonts.conf 文件中。

　　（二）工具程序（fc-cache，fc-list，fc-match）

　　1、fc-cache

　　用途：建立指定字体目录的字体信息缓存，生成 .fonts.cache-1这样的文件

　　用法：fc-cache [-fsvV?] 目录名

-f,--force 强制进行目录扫描，建立缓存文件

-s,--system-only 只扫描系统定义的字库目录

-v,--verbose 显示程序运行状态信息

-V,--Version 显示版本

-?,--help 显示帮助

　　2、fc-list

　　用途：显示系统安装字库的列表，字体名称格式是 字体名-尺寸大小：属性[=值]

　　3、fc-match

　　用途：显示目前系统字体匹配情况，带—help参数可以获取帮助，也可以查看man手册。

　　三、Fontconfig的运行原理：

　　X应用程序打开文件——〉提取文件中的，或者是应用程序定义的字体属性，形成字体样板——〉传递给Fontconfig进行处理——〉 Fontconfig根据自定义的fonts.conf中定义的匹配规则，对传递过来的字体样板进行分析、处理——〉填补fonts.conf中没有定义的属性匹配——〉形成标准化的字体样板——〉返回给X应用程序。

　　返回给X应用程序的字体样板已经包括具体的字体，以及字体信息，以及一些字体的渲染选项，X应用程序根据这个样板，提取相应的字库文件，进行后续的操作。

　　一个简单的例子：系统中安装了微软的宋体字库，在浏览器中没有确切要求使用这个字体时，访问一个中文网页，也可以正常显示中文汉字。从原理上可以认为，Fontconfi参与了字体的选择，当打开的网页中包含有GB编码信息时，Fontsconfig根据匹配规则，自动选择了中文字库来进行显示。

　　知道了以上的Fontconfig的运作原理，就可以很容易理解Fontconfig中fonts.conf所定义的匹配规则了。 Fonts.conf文件无非是定义怎样根据应用程序的要求匹配一个字体，可以定义匹配模式，也可以针对某个字体进行匹配，用“Test”标签来查找匹配属性，用“Edit”标签进行修改，甚至可以定义是否进行微调和液晶屏显示优化等等。