自定義字體原理

GMT默認支持35種PS標準字體。如果想要使用額外的字體（比如其他西文字體或中日韓字體），則需要用戶自行配置。在 安裝 一章中已經簡要介紹瞭如何利用第三方提供的配置腳本在Linux、macOS下修改ghostscript配置文件以使得GMT支持中文字體。這一節則更詳細地介紹修改ghostscript配置文件和GMT字體配置文件的基本原理。

本文依然以四個基本的中文字體爲例。

基本原理

GMT本質上是生成PS文件，並利用ghostscript將其轉換爲其他圖片格式。因而，爲GMT自定義字體本質上分爲兩步：

  1. 修改ghostscript配置文件
  2. 修改GMT配置文件

ghostscript中文配置

中文配置文件

不同系統下ghostscript的的中文配置文件的位置不同。此處以CentOS 7 爲例。

CentOS 7下，ghostscript的中文配置文件的路徑爲 /usr/share/ghostscript/conf.d/cidfmap.zh_CN。若該文件不存在，則表明系統中未安裝ghostscript中文配置文件。

CentOS 7下ghostscript簡體中文配置文件可以通過如下命令安裝:

$ sudo yum install ghostscript-chinese-zh_CN

配置文件的內容

CentOS 7 中 ghostscript 中文配置文件的默認內容爲:

/BousungEG-Light-GB <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/wqy-zenhei/wqy-zenhei.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/GBZenKai-Medium    <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/wqy-zenhei/wqy-zenhei.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/MSungGBK-Light     /BousungEG-Light-GB ;
/Adobe-GB1      /BousungEG-Light-GB ;

其中的細節不管，其大致意義爲：

  • 第一行定義了字體名爲 /BousungEG-Light-GB，對應的字體文件爲 /usr/share/fonts/wqy-zenhei/wqy-zenhei.ttc，也就是文泉驛正黑；
  • 第二行定義了字體名爲 /GBZenKai-Medium，對應的字體文件也是文泉驛正黑；
  • 第三行和第四行分別定義了字體名 /MSungGBK-Light 和 /Adobe-GB1，這兩種都對應於 /BousungEG-Light-GB，相當於給字體定義了別名。

關於配置文件的幾點說明：

  • 字體名是任意的，比如字體名可以取爲 /ABC ；
  • 字體文件似乎只能是 ttc 或 ttf 格式的，當然修改參數也有可能可以使用其他格式的字體；
  • 要注意確認字體文件是否存在，比如 CentOS7 下的 wqy-zenhei.ttc 字體實際上位於軟體包 wqy-zenhei-fonts 中。若字體不存在，則需要安裝相應軟體包。

添加 Windows 中文字體

Linux 的中文字體較少，所以這裏使用 Windows 下中的中文字體，這裏只考慮 Windows 下的宋體、仿宋、黑體和楷體四個基本字體。對於 Windows 下的其他中文字體、Linux 的其他中文字體甚至日韓字體來說，方法類似。

將這四個字體文件複製到 /usr/share/fonts/winfonts/ 目錄下，然後對 ghostscript 的中文配置文件做如下修改:

% 原內容保持不變
/BousungEG-Light-GB <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/wqy-zenhei/wqy-zenhei.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/GBZenKai-Medium    <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/wqy-zenhei/wqy-zenhei.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/MSungGBK-Light     /BousungEG-Light-GB ;
/Adobe-GB1      /BousungEG-Light-GB ;

% 新增 Windows 字體的支持
/STSong-Light <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simsun.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/STFangsong-Light <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simfang.ttf) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/STHeiti-Regular <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simhei.ttf) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/STKaiti-Regular <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simkai.ttf) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;

測試 ghostscript 對 Windows 中文字體的支持

下載PS測試文件 GMT_Chinese_Linux.ps，並打開終端用 gs GMT_Chinese_Linux.ps 命令查看該PS文件。若正確顯示中文如下圖，則表明 ghostscript 已支持 Windows 中文字體。

../_images/GMT_chinese_windows_fonts.png

注解

PS文件本質上是一個純文本文件，可以用編輯器打開該PS文件以查看其內容。

PS 文件中要使用某個中文字體，需要用 FontName-CMap 的格式來調用。其中 FontName 即 gs 中文配置文件中給定的字體名。CMap 可以取 UniGB-UTF8-H 和 GB-EUC-H， Linux 下一般用前者，Windows 下一般用後者，用於指定漢字或中文字體的編碼。

GMT 中文支持

新建GMT自定義字體配置文件 ~/.gmt/PSL_custom_fonts.txt （若不存在 ~/.gmt 目錄則需新建該目錄）。

向 GMT自定義字體配置文件 ~/.gmt/PSL_custom_fonts.txt 中加入如下語句:

STSong-Light-UniGB-UTF8-H  0.700    1
STFangsong-Light-UniGB-UTF8-H  0.700    1
STHeiti-Regular-UniGB-UTF8-H   0.700   1
STKaiti-Regular-UniGB-UTF8-H   0.700   1

第一列爲字體名，第二列爲字母 A 的高度，第三列與編碼有關。

用 gmt pstext -L 命令查看 GMT 當前的字體配置:

$ gmt pstext -L
Font #  Font Name
------------------------------------
0   Helvetica
1   Helvetica-Bold
...    ......
39 STSong-Light-UniGB-UTF8-H
40 STFangsong-Light-UniGB-UTF8-H
41 STHeiti-Regular-UniGB-UTF8-H
42 STKaiti-Regular-UniGB-UTF8-H

其中 0-38 爲 GMT/gs 默認支持的字體，39-42 爲新添加的中文字體。以後要用中文字體時，需要用這些編號來指定字體，也許你的機器上的編號和這裏不同。

GMT 中文測試

測試腳本：

#!/bin/bash
gmt begin GMT_Chinese png,pdf
gmt set FONT_TITLE 30p,39,black
gmt set FONT_LABEL 15p,39,black

gmt text -R0/10/0/4 -JX15c/5c -Bxafg+l"X軸" -Byafg+l"Y軸" \
         -BWSen+t"中文標題" -F+f << EOF
3 2.5 35p,39,black GMT宋體
3 1.0 35p,40,blue GMT仿宋
7 2.5 35p,41,yellow GMT黑體
7 1.0 35p,42,green GMT楷體
EOF
gmt end

成圖效果如下：

../_images/GMT_chinese.png

對其他發行版的若干說明

其他發行版與 CentOS 7 之間或多或少有一些區別，列舉如下。

CentOS 6

  1. ghostscript 中文配置文件需要用如下命令安裝:

    sudo yum install cjkuni-fonts-ghostscript

    在安裝配置文件的同時會安裝中文字體 uming 和 ukai。

  2. ghostscript 中文配置文件中給定的字體路徑： /usr/share/fonts/cjkuni/uming.ttc 和 /usr/share/fonts/cjkuni/ukai.ttc 是錯誤的。正確的字體路徑是 /usr/share/fonts/cjkui-uming/uming.ttc 和 /usr/share/fonts/cjkuni-ukai/ukai.ttc，要注意改正。

Ubuntu 14.04/15.04

  1. ghostscript 中文配置文件可以用如下命令安裝（默認已安裝）:

    sudo apt-get install poppler-data

  2. ghostscript 中文配置文件路徑爲： /etc/ghostscript/cidfmap.d/90gs-cjk-resource-gb1.conf

  3. ghostscript 中文配置文件中默認使用的 Linux 字體爲 uming 和 ukai，需要通過如下命令安裝:

    sudo apt-get install fonts-arphic-uming fonts-arphic-ukai

  4. gs 中文配置文件的默認內容爲:

    /BousungEG-Light-GB <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/truetype/arphic/uming.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/GBZenKai-Medium    <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/truetype/arphic/ukai.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/Song-Medium /GBZenKai-Medium ;
/STSong-Light /BousungEG-Light-GB ;
/STFangsong-Light /BousungEG-Light-GB ;
/STHeiti-Regular /BousungEG-Light-GB ;
/STKaiti-Regular /BousungEG-Light-GB ;
/Adobe-GB1      /BousungEG-Light-GB ;
/Adobe-GB1-Bold /GBZenKai-Medium ;

    需要將該文件改成:

    % 原配置文件的內容，與 STSong-Light 等相關的四行必須刪除
/BousungEG-Light-GB <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/truetype/arphic/uming.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/GBZenKai-Medium    <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/truetype/arphic/ukai.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/Song-Medium /GBZenKai-Medium ;
/Adobe-GB1      /BousungEG-Light-GB ;
/Adobe-GB1-Bold /GBZenKai-Medium ;

% 新增 Windows 字體的支持
/STSong-Light <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simsun.ttc) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/STFangsong-Light <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simfang.ttf) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/STHeiti-Regular <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simhei.ttf) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;
/STKaiti-Regular <</FileType /TrueType /Path (/usr/share/fonts/winfonts/simkai.ttf) /SubfontId 0 /CSI [(GB1) 4] >> ;

    修改完 ghostscript 中文配置文件後，必須要執行如下命令:

    $ sudo update-gsfontmap

    該命令會將 /etc/ghostscript/cidfmap.d/*.conf 合併成單獨的文件 /var/lib/ghostscript/fonts/cidfmap。gs 在需要中文字體時會讀取 /var/lib/ghostscript/fonts/cidfmap 而不是 /etc/ghostscript/cidfmap.d/*.conf。這是 Ubuntu/Debian 和 CentOS 的一個很大不同。

Ubuntu 12.04

  1. ghostscript 中文配置文件需要用如下命令安裝:

    sudo apt-get install gs-cjk-resource

  2. 其他部分未做測試，估計跟 Ubuntu 15.05 差不多。

參考資料

  1. GMT 軟體顯示漢字的技術原理與實現，趙桂儒，《測繪通報》
  2. ghostscript 中文打印經驗
  3. GMT 中文支持
  4. 維基詞條：PostScript
  5. Debian Wiki