Текст SDF и MSDF: сохранение краёв глифов при изменении размера

Храните границу и восстанавливайте покрытие

Знаковое поле расстояний хранит расстояние до границы формы, а не непосредственно покрытие пикселей. Шейдер преобразует расстояние в непрозрачность, подходящую отображаемому краю. Это сохраняет полезность атласа глифов при разных размерах и позволяет создавать обводки и другие эффекты на основе расстояния. Оригинальная работа Valve объясняет представление и его ограничения на острых углах. [1]

Согласуйте декодер с атласом

Обычное SDF использует один канал расстояния. MSDF кодирует разные края в нескольких каналах и восстанавливает расстояние по их медиане, лучше сохраняя углы. Каналы содержат численные данные и не должны подвергаться преобразованию цвета sRGB. Декодеру также нужен закодированный диапазон расстояния в выходных пикселях: фиксированное размытие в единицах текстуры меняет вид при масштабировании текста. [2]

Сохраняйте метрики и соглашения о координатах генератора. Границы глифа, шаг размещения и положение базовой линии — разные величины. Плотный видимый прямоугольник не заменяет метрики раскладки.

Расчётный пример: декодирование выборки края

Предположим иллюстративную выборку MSDF (0.49, 0.54, 0.56). Её медиана равна 0.54. При границе на 0.5 и диапазоне расстояния 8 выходных пикселей знаковое экранное расстояние составляет (0.54 - 0.5) * 8 = 0.32 пикселя.

Простое восстановление opacity = clamp(distance + 0.5, 0, 1) даёт непрозрачность 0.82. Расчёт предполагает положительное расстояние внутри глифа и указанную кодировку. Это проверка декодера, а не универсальный выбор фильтра. При изменении размера текста обновляйте диапазон в выходных пикселях: старое значение меняет мягкость края даже при неизменной выборке атласа.

Проверьте полный путь текста

Начните с нескольких глифов с кривыми, острыми углами и узкими штрихами. Изучите их при минимальном и максимальном нужном размере, затем в перспективе, если игра использует надписи в пространстве мира. Сравните заполненные глифы до включения обводок и теней. Зарезервируйте поля атласа для закодированного диапазона, фильтрации и нужных эффектов, чтобы соседние глифы не загрязняли друг друга.

Затем проверьте целые строки. Формирование текста преобразует последовательности символов в подходящие формы и позиции глифов и остаётся отдельной задачей. HarfBuzz обеспечивает такое формирование для нескольких систем письма. [3] Включайте комбинируемые знаки, лигатуры и реально поставляемые системы письма, проверяя резервные шрифты и поведение при отсутствии глифа.

Учитывайте оставшиеся ограничения

Поля расстояний остаются дискретными представлениями. Маленькие внутренние просветы, тонкие штрихи и сильное уменьшение могут терять детали; увеличение мягкости не восстанавливает отсутствующий элемент. Широкие обводки могут превышать сохранённый диапазон. Оценивайте читаемость при итоговом размере и выбирайте подходящий альтернативный путь растеризации, если он лучше показывает мелкий текст. Следите за памятью атласа и его обновлением по мере роста набора глифов.

Источники

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