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Canvas 字体生成:正确处理宽度超过 8 像素的像素字模数据

花韻仙語

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发布时间:2026-01-04 16:39:13

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来源于php中文网

原创

Canvas 字体生成:正确处理宽度超过 8 像素的像素字模数据

本文详解如何在 canvas 中准确生成符合嵌入式显示规范的字模数据(dec/hex),重点解决宽度 >8px 时因位序与字节填充逻辑错误导致的上下颠倒问题,确保列优先、低位在前、按行分组填充的正确性。

在为嵌入式显示屏(如 LED 点阵屏、单色 OLED)生成像素字体时,Canvas 是常用工具——通过绘制裁剪、读取像素并打包为字节序列,最终导出 HEX 表示的字模数据。但当字体宽度超过 8 像素时,常见错误会导致输出字节顺序错乱,典型表现为“图形上下翻转”:本该在顶部的笔画出现在底部字节中。根本原因在于位组装方向字节边界对齐逻辑未适配硬件约定。

标准嵌入式字模(如常见的 5×7、12×14、16×16 点阵)通常采用 列优先(column-major)、低位在下(LSB at top row)、每 8 行打包为 1 字节 的格式。即:

  • 每一列从上到下读取 y = 0 → y = height−1;
  • 第 0 行对应最低位(bit 0),第 1 行对应 bit 1,……第 7 行对应 bit 7;
  • 满 8 行生成一个字节;若总行数非 8 的倍数,则最后一字节用 0 填充高位(或按需截断)。

而原代码中内层循环为 for (let y = actualHeight - 1; y >= 0; y--),即从底向上读取,等效于将图像垂直翻转后再编码——这正是为何 10×14 的“A”必须“倒着画”才能匹配预期输出。

✅ 正确做法是:保持自然绘制顺序(y=0 在顶),内层循环正向遍历 y = 0 到 y = actualHeight−1,并按 bit position = y % 8 累加权重

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以下是修正后的核心逻辑(兼容任意宽高,自动按 8 行分组):

const pxlArray = [];

for (let x = 0; x < actualWidth; x++) {
  let byte = 0;
  let bitPos = 0; // 当前位位置(0 ~ 7),对应 y % 8

  for (let y = 0; y < actualHeight; y++) {
    // ✅ 从顶行(y=0)开始读取,自然顺序
    const tempData = tempContext.getImageData(x, y, 1, 1).data;
    const isOn = tempData[0] === 0 && tempData[1] === 0 && 
                 tempData[2] === 0 && tempData[3] === 255;

    if (isOn) {
      byte |= (1 << bitPos); // 设置第 bitPos 位(LSB = y=0)
    }

    bitPos++;

    // ✅ 每满 8 行或到达最后一行,保存当前字节
    if (bitPos === 8 || y === actualHeight - 1) {
      pxlArray.push(byte);
      byte = 0;
      bitPos = 0;
    }
  }
}

? 关键要点总结:

  • 方向必须是 y++:保证第 0 行贡献 bit 0,符合绝大多数点阵控制器(如 MAX7219、HT16K33)的数据协议;
  • 字节填充需显式处理末尾不足 8 行的情况:例如 14 行高 → 每列生成 Math.ceil(14 / 8) = 2 字节(前 8 行 + 后 6 行,后 6 行的高 2 位补 0);
  • 避免 getImageData 性能陷阱:对大尺寸字体(如 16×16),建议先 getImageData(0,0,w,h) 一次性读取整块,再用 data[y * w * 4 + x * 4] 索引,大幅提升效率;
  • 验证技巧:用已知正确字模(如 5×7 的 [124,18,17,18,124])反向生成 Canvas 图像,确认渲染与编码完全可逆。

遵循此逻辑,你绘制的“A”将严格按视觉顺序被编码,无需人为翻转布局,真正实现“所见即所得”的嵌入式字体开发流程。

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