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使用 Cufon 渲染网页字体

作者:网页模板
类型:图文教程
点击次数:
发布时间:2018-04-27 13:50
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这是一篇关于 Cufon 技术的小文章。什么是 Cufon 呢?简单的说,Cufon 是一个用来替代 sIFR 框架,实现在网页中对文字字体进行渲染功能的纯 JavaScript 开源类库。

为什么要使用 Cufon

那么为什么要使用 Cufon 呢?这要从 Web 开发人员,所经常面对的一种“冲突”,即“字体(Font Family)冲突”开始讲起。

通常的这一冲突总是爆发于 Web 页面的设计者(Designer)和开发者(Coder)之间。在很多场合下,Web 页面的设计者都会倾向于在他们的页面设计稿中,为文字附加使用一些“特殊”的字体和特效,以此来展示他们卓越的设计能力。

如下图 1 所示,是某设计者为公司 A 所设计的一个公司简介页面(部分)。在其中为了突出公司的“亲和力”,设计者使用了一种名为 Baroque Script 的手写字体。

无疑的这一设计将会让开发人员“抓狂”。因为与此同时,A 公司雇主明确的告诉了开发人员,公司简介的内容需要可以通过后台管理程序进行修改,并实时的显示到相应的页面上。

这也就意味着,即使开发人员可以如下代码所示通过编写脚本,来实时输出公司简介的内容,并指定这一内容使用“Baroque Script”字体进行显示,也是无法“完美”的实现设计初衷的。

清单 1. 无效的 font-family 字体指定
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<style>
  .introduction { font-family:'Baroque Script';}
 </style>
……
 <pclass="introduction"style="font-size:36px"><?phpecho $introduction; ?></p>
 <pclass="introduction"style="font-size:24px; text-align:right">
 <?phpecho $leader;?></p>

因为在大部分的浏览器上,并不会安装有 Baroque Script 字体。因此在这些浏览器上系统会主动“忽略”掉代码中关于 font-family 的说明,转而使用缺省字体进行输出,如下图 2 所示。

当然随着 Web 标准的发展,关于这一问题现在也已经有了一个“官方”的解决方案,那就是通过 CSS3 标准下的 @font-face 属性来指定和引入非缺省字体,如下代码所示。

清单 2. 通过 @font-face 引入外部字体
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……
 @font-face {
  font-family: "Baroque Script";
 src: url('BaroqueScript.ttf')
 }
……

完整的实现则可以参考范例 1.htm。显然的,这一解决方案会成为今后在此类问题上一个主流的处理方法。但是不幸的是,截止到目前为止其却并没有获得很多浏览器,尤其是 IE 系列浏览器的完整支持。而与之相较本文所将介绍的 Cufon 方案,目前在“普适性”上较 @font-face 方案则是要广泛许多,下表 1 则给出了二者在浏览器支持方面的一个比较,以供读者参考。

表 1. Cufon 和 @font-face 方案普适性比较一览表

那么面对这一冲突,Cufon 究竟是如何解决非缺省字体显示的问题的呢?

初涉 Cufon

引入 Cufon

作为一种基于 JavaScript 的网页字体引入方案, Cufon 的核心功能是通过一个名为“cufon-yui.js”的 JavaScript 类库,提供给开发人员的。因此使用 Cufon 技术的第一步,当然就是在 Web 页面中引入这一类库,如下代码所示。

清单 3. 引入 Cufon 核心库
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<script src="cufon-yui.js" type="text/javascript"></script>

创建并引入字体文件

这是使用 Cufon 技术的另一个关键所在。显然的对于初次接触 Cufon 技术的读者而言,这并不是一个容易理解的概念,那么什么是 Cufon 字体文件呢?

简言之 Cufon 字体文件,就是按照 Cufon 所提出的字体描述标准,创建形成的一种字体文件。

而和其他字体创建标准如 TrueType、OpenType 等不同的是,按照 Cufon 标准所形成的这一文件本身,就是一个标准的 JavaScript 脚本文件,这也就意味着其也可以通过 <script /> 标记引入到当前页面下,并交由 Cufon 类库进行解析和处理。

这真是一个“伟大”的创意!虽然其也面临着一个天然的障碍,那就是大部分的字体创建者并不会根据 Cufon 标准,来发布他们的字体文件。比如在上例中所使用的 Baroque Script 字体就是一种 TrueType 标准字体。因此显然的,如果我们希望某一字体可以为 Cufon 类库所处理,那么开发人员首先面临的问题,就是如何将使用其他标准描述的字体文件,转换为 Cufon 字体文件。这对大部分的开发人员而言当然是一个非常艰难的工作。

所幸的是 Cufon 已经为开发人员,准备了相应的在线工具 http://cufon.shoqolate.com/generate/,来实现这一转换过程。而目前工具所可以转换的字体标准则包括了 TrueType、FreeType2、OpenType、PostScript Font 等多种,应该说这几乎囊括了当前主流的一些字体创建标准,Cufon 的普适性由是可见一斑。

工具的使用其实并不复杂,笔者就不赘述了。以 Baroque Script 字体为例,在使用这一工具产生了相应的 Cufon 标准的字体文件“Baroque_Script_400.font.js”后,就可以通过如下代码所示的形式将其引入到 Web 页面中待用了。

清单 4. 引入 Cufon 字体文件
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<script src="Baroque_Script_400.font.js" type="text/javascript"></script>

为标记附加 Cufon 转换

在完成了上述的两项准备工作后,事实上使用 Cufon 类库来实现对字体的渲染是非常简单的,这仅仅牵涉到了 Cufon 类库所提供的一个核心方法,即 Cufon.replace 方法,如下代码所示。

清单 5. 使用 Cufon.replace 方法对标记字体进行渲染
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<script>
Cufon.replace('p');   
</script>

其中参数值“p”表示,在本例中 Cufon 将对整个 Web 页面下所有 <p /> 标记对象下的文本,实施字体渲染处理。

当然在更多的应用场合,我们可能还会需要对某一特定标记,进行字体的渲染。在这方面 Cufon.replace 方法也给予了较好的支持。下表 2 给出了方法所支持标记符写作规则及对应意义,以供读者根据实际情况进行选用。从中读者也不难发现,这一规范和 CSS 下选择符的书写语法是非常接近的。

表 2. Cufon.replace 方法选择符参数值语法规范(部分)

至此这一简单的应用便开发完成了。完整的源代码读者可以参考范例 2.htm。将其部署到对应 Web 目录下,并在浏览器中进行查看,笔者相信读者是会得到如图 1 所示的显示效果的。

深入了解 Cufon API

当然真实的应用,并不会总如范例 2.htm 那么简单,为了更好的适应各种网页字体渲染的要求,Cufon 框架也提供了各种方法来辅助开发者实现其目标。下面笔者就择其一二,向读者进行一个简单的介绍。

CSS 增强

通过范例 2.htm 读者可以看到,Cufon 不仅能够针对标记文字进行字体的渲染,而且更为重要的是,这种渲染显然还参考了标记所对应的 CSS 风格 font-size,这对于实际的 Web 应用开发当然是非常重要的,也是 Cufon 技术的一个“特色”所在。

而与此同时,为了可以更为精确的控制在进行字体渲染时所使用的字体风格,Cufon 还提供了“配置项(Option)”这一概念,来帮助开发者直接在 Cufon 方法中指定相应字体风格值,如下表 3 所示。

表 3. Cufon 常用配置项和 CSS 风格名称对照表

而在 Cufon 中设定相关字体渲染配置项值的方法,则主要有以下两个。

  1. 通过 Cufon.set 方法设定相关配置项。

    Cufon 类库提供有专门的 Cufon.set 方法,可用于指定当前所使用的配置项值,其语法规范可以如下代码所示。

    清单 6. Cufon.set 语法规范
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    Cufon.set("配置项名称", 配置项值 )

    举例而言,针对范例 2.htm,如果我们希望在显示时相关文字的颜色为红色,那么我们就可以在调用 Cufon.replace 方法之前,通过 Cufon.set 首先对 color 配置项进行设置,如下代码所示,完整的实现则可以参考范例 3.htm。

    清单 7. 使用 Cufon.set 改变所渲染文字的颜色
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    Cufon.set("color", "#FF0000");
    ……
     <pstyle="font-size:36px; color:green">This is the company's introduction</p>

    同时通过这一范例读者也可以了解到,显然的,在优先级上通过 Cufon.set 方法所设置的字体显示风格,是要高于使用 CSS 所设定的相应风格的。

  2. 在 Cufon.replace 方法中,直接设定相关的配置项值。

    这也是非常简单的。如下代码所示是关于 Cufon.replace 方法的一个完整描述,从中读者可以看到,事实上在 Cufon.replace 方法内,配置项及其对应值可以通过一个 JSON 模式的 JavaScript 对象来提供,对此笔者就不再通过实例进行演示了。

    而显然的在优先级上,由于其较 Cufon.set 方法更为接近所处理的标记实体,因此,在 Cufon.replace 方法中所指定的显示风格,将具有最高的处理优先级别,这也是毋庸置疑的。

    清单 8. 完整的 Cufon.relace 语法规范
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    Cufon.replace("选择符", {"配置项 1" : 值 , "配置项 2": 值 , …… });

处理多种字体

这是 Cufon 应用的另一大特色。在同一个页面中,Cufon 可以为不同的标记对象,提供不同的字体渲染效果,这对于实际的 Web 应用而言,当然是非常常见的一个需求。

而 Cufon 对此功能的支持则仍然是通过配置项来完成的。在 Cufon 中开发着可以通过指定配置项“fontFamily”,来确定对应标记对象所需要使用的字体。

比如在范例 4.htm 中,除前例所使用的 Baroque Script 字体外,笔者还引入了另一个由 TrueType 字体 Whiteboard Modern Demo 所形成的 Cufon 字体文件 Modern_Demo_font.js,并分别用这两种字体,渲染了文档中 id 属性值为“id1”和“id2”的两个标记,如下代码所示。

清单 9. 使用不同的字体渲染标记
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Cufon.replace("#id1", {fontFamily : "Baroque Script"});
Cufon.replace("#id2", {fontFamily : "Whiteboard Modern Demo"});

其产生的效果则可如下图 3 所示。

细心的读者可能会从上图 3 中发现有这样一个问题,即在范例 4.htm 中,<h1 id="id2" /> 标记的文本应该是“It is a ID 2”,而并非如图所示的“It is a ID”,为什么会发生这样的情况呢?

要解释清楚这一问题其实并不困难,这牵涉到了 Cufon 在处理字符问题上的一个策略,即 Cufon 会“忽略”掉不存在于其字体文件中的字符。

比如在 Whiteboard Modern Demo 字体中,并没有包含针对字符“2”的书写方法,因此自然的当 Cufon 在使用这一字体显示字符时,如果遇到需要输出“2”的情形,其就会主动的将其“忽略”处理,这也就是为什么运行范例 4.htm,会出现如图 3 所示情形的原因所在。

而除此之外,Cufon 在处理字体问题时,还有另外的几项重要的策略和原则,在此一并列出,以供读者使用时参考。

  • 首先,如果不指明所需要使用的字体,那么在使用 Cufon.replace 方法,对字体进行渲染时,系统将缺省使用最后引入的字体。
  • 其次,Cufon 仅能够且仅允许处理使用 Cufon 字体文件描述的字体。

换言之,即使某一字体是所有系统中都携带的,但只要其没有通过 Cufon 所要求的方式进行引入,那么这种字体就不能在 Cufon 中使用,否则的话,Cufon 会因为引发错误而终止所有相关 JavaScript 脚本的执行。文后的 5.htm 给出了在这方面的一个范例,以供读者参考。

  • 最后,使用 Cufon 渲染的标记将会覆盖对应标记下所有子标记的 font-family 属性,如范例 6.htm 所示。显然的这是符合在先前我们所提出的风格优先级原则的。

Cufon 实现原理初探及应用

通过上文的介绍和演示,读者对于 Cufon 所展现出来的魔力以及在应用中的相关注意事项,应该是有了一个大致的了解了。那么 Cufon 是如何实现这一魔法的呢?

事实上如果读者所使用的浏览器恰好 Firefox 的话,那么当运行前述 Cufon 范例时,浏览器的表现其实是会“泄露”Cufon 的秘密所在的。如下图 4 所示,在 Firefox 浏览器上,如果读者使用鼠标右键,单击经 Cufon 渲染的文字,就可以发现这些文字,现在“竟然”已经可以按照图片模式进行查看和存储了。

这无疑暗示了,Cufon 技术的实现策略其实就是以一定标准,在网页相关位置上“画”出了所需要显示的文字字符,并同时替换原先区域所需要显示的文字。

而这自然就牵涉到了一个非常重要的问题,即如何“直接”在网页上实现“作画”呢?总体来看目前业界比较成熟的方案,有以下 三种

  • 使用 Java Applet 进行绘画。
  • 通过 ActionScript 语言在 Flash 内进行绘画。
  • 借助于浏览器所推出的专有页面绘画方案,如 VML、Canvas 和 SVG 等,来进行页面的绘画。通常的,这些方案又都和浏览器 DOM 对象以及 JavaScript 语言紧密相关。

Cufon 使用的正是上述第三种解决方案。当然囿于篇幅所限,笔者是无法向读者尽述 Cufon 使用这一方案,实现字体渲染的种种细节的。在此笔者则将通过另外一个实例,即构建统一的 Web 统计图表引擎实例,来帮助读者了解 Cufon 框架背后所隐藏的这一技术要点。在笔者看来,虽然这两个应用在目标上大相径庭,但其所采用的基本策略和方法则是非常类似的。

准备描述规范

和 Cufon 的设计者在开发之初,为 Cufon 准备 Cufon 字体文件描述规范类似,我们开发 Web 统计图表引擎的第一步,也为 Web 统计图表准备相应的描述规范。以二维饼图为例,这一规范可能会被表述为如下所示的形式。

  • 首先,每一个饼图将被描述为一个 JavaScript 数组,数组的每一个元素则代表了饼图中的一个扇区。
  • 其次,数组的每一个元素将被组织为一个 JSON 对象。而在这一对象中将包含有两个基本的属性,即“color”属性和“percent”属性,前者指明了对应扇区所使用的渲染色,后者则表示扇区在整个饼图中所占的百分比。

而根据这一规范所形成的一个饼图描述范例,则可如下代码所示。

清单 10. 饼图描述实例
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var pie = [
 {"color" : "red", "percent" : 20},
 {"color" : "green", "percent" : 40},
 {"color" : "blue", "percent" : 40}
];

至于其他的统计图表,当然也是可以如上所述整理形成相关的描述规范的,这部分工作将作为一个练习,供有兴趣的读者补充完成并实现,在此笔者就不多加赘述了。

提供绘制接口

在制定了相关图表的绘制规范后,下面要做的则是和 Cufon 一样,向其他开发人员提供统计图表绘制的方法,以帮助他们在实际应用中实现相关图像的绘制。

在此我们不妨将整个绘制接口对象命名为 StatisticalGraph,绘制方法命名为 draw,如下代码所示。

清单 11. 接口对象声明
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var StatisticalGraph = (function(){
 this.draw = function(data, type, dest, options){
……
 };
  ……
  return this;
 })();

其中,相关参数的基本含义可如下表 4 所示。

表 4. StatisticalGraph.draw 方法参数说明

使用 Canvas 绘制统计图

在规定了整个应用接口后,我们就将使用 VML、Canvas、SVG 等 Web 页面图形绘画方案,来实现统计图表的绘画了。在此之前则不妨来首先了解一下,这些方案在浏览器应用环境上的差别,如下表 5 所示。

表 5. 浏览器 Web 页面绘图方案支持情况一览表

显然的对于统计图表的绘画应用而言,使用 VML+Canvas 联合的方案是一个具有最大普适性的策略,而这事实上也正是 Cufon 所采用的图形绘画的解决方案。

仍然以饼图绘制为例。由这一策略出发,读者是不难理解如下代码所示的绘制基本业务逻辑的。

清单 12. 饼图绘画接口
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……
 case "pie":
  return (isIE)?_drawVMLPie(data, dest, options):_drawCanvasPie(data, dest, options);
 break;
……

那么如何来实现代码中所给出的两个绘制接口 _drawVMLPie 和 _drawCanvasPie 呢?在此,我们则不妨从 _drawCanvasPie 的一些实现细节开始起,来逐步的了解在这一过程中,所普遍适用的一些开发原则和技巧。

了解 Canvas

首先需要简单的介绍一下 Canvas 本身,这实际上是一个由 HTML 5 标准所正式支持的 HTML 标记。因此,对于支持 Canvas 标记的浏览器而言,使用 Canvas 标记和使用其他传统 HTML 标记是没有任何不同的。

而在 HTML 5 中,一个 Canvas 标记所代表的就是一个独立的绘画区间。而一般的我们则将这一绘画区间称之为“画布”。

确立坐标系

显然的对于所有绘图而言,在画布上确立坐标系,都应该是整个绘图工作的第一步,Canvas 自然也不例外。而与传统意义上的二维平面坐标系不同,Canvas 坐标系的纵轴方向是自上而下的,缺省则将使用画布的左上角置为整个坐标系的(0,0)原点。

据此并根据前述说明,读者是不难完成如下代码所示的 Canvas 画布创建代码的,在此 Options 配置项“width”和“height”所代表的,则分别是整个画布的宽度和高度。

清单 13. 创建 Canvas 绘画区域
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var canvas = document.createElement('canvas');
canvas.width = (options['width'])?options['width']:100;
canvas.height = (options['height'])?options['height']:100;
dest.appendChild(canvas);

创建画笔对象

在创建了 Canvas 对象后,我们并不能直接在 Canvas 画布上进心绘画,而是需要通过创建一个一个画笔对象,才能够实现在 Canvas 画布上的绘画。这一画笔对象的创建方法也非常简单,如下代码所示,其中,“2d”表明在此处将使用二维平面模式进行绘画。

清单 14. 创建画笔
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var brash = canvas.getContext('2d');

绘画并填充扇形区域

那么,我们又该如何使用画笔对象,进行统计图表如饼图的绘画呢?从几何学角度来讲每个饼图其实都是由若干个扇形所组成的,所以饼图绘画的核心,其实也就在于每一个扇形的作画上。而对于 Canvas 而言以下两点则是需要读者特别了解的。

  • 首先,Canvas 提供了点、线(包括弧线),以及闭合直线图形、圆(包括椭圆)的绘制方法,但对于其他非规则图形,如扇形等,Canvas 并没提供直接支持。
  • 其次,Canvas 允许对任意一个闭合区间,使用颜色进行填充和边界绘制。

当然,结合一定的数学知识,尤其是三角函数知识,笔者相信这一问题其实并不难解决。为方便起见,笔者在此将通过代码注解的方式,向读者来介绍在这一过程中的一些关键所在,以供读者参考。

清单 15. 绘画并填充扇形

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var dot_x = canvas.width / 2 ; // 设定圆心位置的 x 坐标,置于整个画布的中央,下同
var dot_y = canvas.height/ 2 ; // 设定圆心位置的y坐标           
 // 设定半径,在此,去掉 20 的目的,是为了使得整个饼图,可以比画布看上去小些
 var radius = (Math.min(canvas.width,canvas.height) - 20)/2;
 var startAngel = 0; // 起始角度
 var start_x = dot_x + radius; var start_y = dot_y; // 设定起始扇形底边所在远端坐标
 for(i=0; i<data.length; i++){
  // 在 Canvas 下开始一次绘画过程,至 closePath 结束
 //Canvas 允许对一次绘画过程所形成的封闭区域,进行统一的颜色填充
  brash.beginPath();
  // 计算扇形中止弧度,Canvas 使用弧度作为单位
  var endAngel =  startAngel + Math.PI*2*data[i]['percent']/100;
  // 设定扇形另一边所在远端点坐标
 var end_x = dot_x + radius * Math.cos(endAngel);
 var end_y = dot_x + radius * Math.sin(endAngel);
 brash.moveTo(dot_x, dot_y); // 将画笔移动至圆心
 // 画扇形的两条边,lineTo 表示在 MoveTo 所设定的起点,至 lineTo 所设定终点间画线
 brash.lineTo(start_x, start_y);
 brash.lineTo(end_x, end_y);
 // 使用 arc 方法绘画弧形,其中,false 表明在此,将按照逆时针方式进行绘画
 brash.arc(dot_x, dot_y, radius, startAngel, endAngel, false);
 startAngel = endAngel; start_x = end_x; start_y = end_y;
 brash.closePath(); // 结束本次绘画过程
 brash.fillStyle = data[i]['color']; // 设定填充颜色
 brash.fill(); // 使用画笔刷填充由最近绘画过程所形成的图形
 }

完整的代码实现读者可以参阅范例 7.htm,代码的运行效果,则可如下图 5 所示。

至此 Canvas 下的饼图显示引擎就已基本开发完成了。当然根据应用的需要,我们还可以继续扩展这一引擎,比如在范例 8.htm 中,笔者就在现有引擎基础上,增加了两个扇形区域数据描述属性 offset_x 和 offset_y 属性,来分别表示该扇形区域的水平和垂直偏移量,而应用这一新引擎所产生的执行效果,则可如下图 6 所示。显然的对于某些需要突出显示某个区域的饼图统计图表而言,这将是很好的一种表达方式。

使用 VML 绘制统计图

在了解了 Canvas 下绘制统计图的主要方法和技巧后,再去理解同样的功能在 VML 下的实现,显然将要顺畅许多。有鉴于此,我在此就不对其实现细节和流程进行说明了,而仅将就这一开发中的几个关键开发点略作提示,以供读者参考。

  • VML 是一种基于 XML 的绘画标记语言。这是 VML 和 Canvas 最大的不同之处。

在 VML 规范下,任意的一个普通 HTML 标记,都可以视为 VML 下的一个独立的 “画布”而存在,而 VML 语言则相当于是 Canvas 的画笔对象,可以为这一画布提供各种各样的绘画方式。比如,我们可以使用 <line /> 标记来实现从坐标(0,0)到(100,0)的直线段的绘画,如下代码所示。

清单 16. VML 基本应用范例
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<p>
 <v:linefrom="0,0"to="100,0"/>
</p>

因此,在 VML 下动态创建图形的过程,其实也就是动态创建 VML 语言标记并将其附加到画布(即某一标记)下的过程,这二者是完全一致的。

  • behavior 风格的使用。

这是 VML 应用另外一个与众不同之处。在 VML 的规范中,开发者如果希望使用 VML 技术来进行页面的绘画,则不仅仅需要如一般 XML 语言一样,在 Web 文档中引入这一语言的名称空间(VML 的名称空间为“urn:schemas-microsoft-com:vml”),还需要确保所有 VML 标记,具有值为“url(#default#VML)”的 behavior 风格。否则的话,IE 浏览器是不会对其进行解析和处理的。这也正是读者可以在大部分 VML 应用中,看到有类似如下代码所示的 CSS 风格说明的原因所在。

清单 17. 需要为标记增加 behavior 风格,才能为 IE 解析
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<!--[if IE]>
<style>cvml\:* { behavior: url(#default#VML); }</style>
<![endif]-->

其余的开发技巧,应该说就和 Canvas 对象无异了,读者可参阅范例 7.htm 进行了解,在此笔者就不多赘述了。而在饼图引擎的基础上,笔者相信,读者也是一定可以完成其他统计图表的引擎开发工作的。

至此,关于 Cufon 及其基本实现原理便已经向读者介绍完毕了。而显然的由于 Cufon 引擎的实现原理,就是将文字描述转化为图形,那么在相关算法的支持下,我们是一定能够在 Cufon 的基础上,实现关于文字的更为丰富的渲染的。而事实上 Cufon 也已经开始了这方面的工作。比如利用现有的 Cufon 类库,开发者就可以通过为 Cufon.replace 方法,配置一个特殊的 color 配置项值“-linear-gradient( 颜色 1, 颜色 2, … , 颜色 n)”,来实现文字的颜色从颜色 1 到颜色 n 的渐变。笔者相信,随着 Cufon 的不断发展,类似这样的渲染实现是会越来越多的,而笔者也欢迎对此有兴趣的读者,来我一起来进行有关的研究和探讨。

(责任编辑:网页模板)
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