Texto SDF e MSDF: preserve as bordas dos glifos em diferentes tamanhos de exibição

Armazene uma fronteira e reconstrua a cobertura

Um campo de distância com sinal (SDF) guarda a distância até a fronteira de uma forma, em vez de armazenar diretamente a cobertura de cada pixel. Um shader converte essa distância na opacidade adequada para a borda exibida. Isso permite que um atlas de glifos continue útil em vários tamanhos e viabiliza contornos e outros efeitos baseados em distância. O trabalho original da Valve explica a representação e seus limites em cantos vivos. [1]

Ajuste o decodificador ao atlas

Um SDF convencional usa um único canal de distância. O MSDF codifica arestas diferentes em canais diferentes e reconstrói a distância pela mediana deles, o que preserva melhor os cantos. Os canais são dados numéricos e não podem passar por conversão de cor sRGB. O decodificador também precisa receber o intervalo de distância codificado expresso em pixels de saída: uma suavização fixa em unidades de textura altera a aparência do texto conforme ele muda de escala. [2]

Preserve as métricas e as convenções de coordenadas do gerador. Limites do glifo, avanço (advance) e posicionamento da linha de base são grandezas diferentes. Um retângulo justo em torno da parte visível não substitui as métricas de layout.

Exemplo prático: decodificar uma amostra de borda

Suponha que uma amostra MSDF ilustrativa seja (0.49, 0.54, 0.56). Sua mediana é 0,54. Com a fronteira em 0,5 e um intervalo de distância de 8 pixels de saída, a distância com sinal na tela é (0.54 - 0.5) * 8 = 0.32 pixel.

A reconstrução simples opacity = clamp(distance + 0.5, 0, 1) resulta em opacidade 0,82. Esse cálculo pressupõe distância positiva dentro do glifo e a codificação indicada. É uma verificação do decodificador, não uma escolha universal de filtro. Se o tamanho do texto mudar, atualize o intervalo em pixels de saída; manter o valor antigo altera a suavidade da borda mesmo que a amostra do atlas continue a mesma.

Valide todo o caminho do texto

Comece com alguns glifos que tenham curvas, cantos agudos e traços estreitos. Inspecione-os nos menores e maiores tamanhos previstos e, se o jogo usar rótulos no espaço do mundo, também sob perspectiva. Compare os glifos preenchidos antes de ativar contornos ou sombras. Reserve margens no atlas para o intervalo codificado, a filtragem e os efeitos desejados, de modo que glifos vizinhos não vazem uns para os outros.

Depois teste strings completas. O text shaping mapeia sequências de caracteres para formas e posições adequadas de glifos; trata-se de um requisito à parte. O HarfBuzz oferece shaping para vários sistemas de escrita. [3] Inclua marcas combinantes, ligaduras e os scripts que de fato serão distribuídos, e verifique as fontes de fallback e o comportamento diante de glifos ausentes.

Reconheça os limites que permanecem

Campos de distância continuam sendo representações amostradas. Contraformas pequenas, traços finos e reduções extremas podem perder detalhes; aumentar a suavização não recupera uma característica que não está lá. Contornos grandes podem exceder o intervalo de distância armazenado. Avalie a legibilidade no tamanho final de exibição e use um caminho de rasterização alternativo adequado quando ele produzir texto pequeno melhor. Acompanhe o uso de memória do atlas e o comportamento de atualização conforme o conjunto de glifos suportados cresce.

Fontes

• [1] Improved Alpha-Tested Magnification for Vector Textures and Special Effects — Chris Green, Valve.
• [2] msdfgen: Multi-channel signed distance field generator — Viktor Chlumsky, implementação original.
• [3] What does HarfBuzz do? — colaboradores do HarfBuzz, manual oficial.