问题

计算机系统是如何显示一个字符的?

回答
当我们敲击键盘,屏幕上跃出一个熟悉的字母时,这背后其实是一段精心编排的数字舞蹈。整个过程就像是把一幅微小的、由点构成的画送到我们眼前。

首先,你按下的那个键,它并不直接“知道”自己代表哪个字母。键盘上的每一个按键,内部都连接着一个微小的电子开关。当你按下一个键,这个开关就会被触动,然后发送一个独特的电信号给计算机的中央处理单元(CPU)。CPU收到这个信号后,它会识别出这个信号对应的是键盘上的哪个键,并将其转化为一个内部的数字编码。比如,你按下了“A”,CPU内部会对应一个特定的数字,这个数字就像是“A”的一个代号。

这个代号,也就是字符的数字编码,然后会被送到内存(RAM)中存储起来。但内存只是一个暂时的仓库,显示器可不是直接从内存里读取东西的。

接下来,CPU会把这个数字编码交给一个叫做显卡(Graphics Card)的专用处理器。显卡就像是计算机的艺术总监,它负责把所有视觉上的东西变成屏幕上我们能看到的样子。显卡有一个专门的区域,叫做显存(Video RAM),它就像是显示器上的一个巨大画布。

在显存里,有一块专门的区域存放着叫做“字模”(Glyph)或者“字体位图”(Font Bitmap)的数据。你可以想象成,每一个字符,比如“A”、“B”、“C”,都被预先画成了一张只有黑白点的小图片。这些小图片被存储在字库中,而字库的数据就放在显存里。

显卡会查找字库,找到与你刚才输入的字符编码相对应的那个“小图片”。这张“小图片”其实是一个矩阵,里面记录着哪些位置是“黑点”(代表字符的一部分)而哪些位置是“白点”(代表背景)。

然后,显卡会将这个“小图片”上的黑白点信息,转换成屏幕上每一个像素(Pixel)应该显示的颜色。屏幕上的每一个像素,都可以被看作是显存中对应位置的一个微小单元。显卡就是逐个地告诉屏幕上的每一个像素:“你是黑色”或者“你是白色”(或者更复杂的颜色,如果你的字体是彩色的)。

最终,这些由无数个彩色像素组成的点,汇聚在一起,在我们肉眼看来,就形成了清晰的“A”字,呈现在了显示器上。整个过程,从你按下键盘到字符出现在屏幕上,几乎是瞬间完成的,快到我们无法察觉其中的复杂步骤。

网友意见

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大体过程是:字符编码(Unicode)→字体的字形索引(Glyph ID)→字形轮廓→点阵图字形

具体细节的话去看 Freetype 源码好了

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