美咲フォントの調査（メモ その1）

以前作成した Arduino用の漢字フォントライブラリの更新を前提に実装の見直し中です。
ライブラリはLittle Limitさんが開発＆公開している「美咲フォント」を利用しています。

ライブラリは美咲フォントの古いバージョン(2012-06-03 正式公開初版)のJISコードベース版を利用しており、
面倒くさいコード変換(JISコード⇒ユニコード）をしていました。そのための不都合が若干生じていました。

最新版の美咲フォントでは、ユニコードを採用しているので、最新版を使った方が当然良いですね。
そこで、ライブラリ見直しのための調査を行うことにしました。この記事はその調査のメモです。
美咲フォント 最新版（X11 BDF 形式（misaki_bdf_2021-05-05.zip）の「美咲ゴシック第2」を利用する予定です。

□ 美咲フォントのサポート文字
　美咲フォントは7,170文字のフォントを実装しています。調べてみると具体的に次の文字ブロックを網羅しています。

Unicode範囲	文字ブロック	文字数	美咲フォント 実装文字数	備考
0000～007F	C0制御文字と基本ラテン文字	95	95	非漢字
0080～00FF	C1制御文字とラテン1補助	95	15	非漢字
0370～03FF	ギリシア文字及びコプト文字	135	48	非漢字
0400～04FF	キリル文字	256	66	非漢字
2000～206F	一般句読点	111	20	非漢字
2100～214F	文字様記号	80	4	非漢字(℃№℡Å)
2150～218F	数字に準じるもの	60	10	非漢字(ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩ)
2190～21FF	矢印	112	6	非漢字(←↑→↓⇒⇔)
2200～22FF	数学記号	256	37	非漢字
2300～23FF	その他の技術用記号	256	1	非漢字(⌒)
2460～24FF	囲み英数字	160	20	非漢字
2500～257F	けい線素辺	128	43	非漢字
2580～259F	ブロック要素	32	17	非漢字
25A0～25FF	幾何学模様	96	16	非漢字
2600～26FF	その他の記号	256	15	非漢字(★☆♀♂♠♡♢♣♤♥♦♧♪♭♯)
3000～303F	CJKの記号及び句読点	64	24	非漢字
3040～309F	平仮名	93	87	ひらがな
30A0～30FF	片仮名	96	90	カタカナ
3200～32FF	囲みCJK文字・月	256	9	非漢字(㈱㈲㈹㊤㊥㊦㊧㊨㋿)
3300～33FF	CJK互換用文字	256	28	非漢字
4E00～9FFF	CJK統合漢字	20,992	6,356	漢字・非漢字
FF00～FFEF	半角・全角形	225	163
合計		24,446	7,170

□ 美咲フォントの1バイト文字のサポート文字
　美咲フォントの「C0制御文字と基本ラテン文字」、「C1制御文字とラテン1補助」ブロックの対応状況です。

　※ utf-8では、0x80以降は11ビット扱いで2バイトになることに注意

　このブロックでの留意事項
　　・半角 ”￥" は0xA5 を使う。日本語Windows環境では、半角"\" 0x5cが"￥"になるので要注意
　　・「ラテン1補助」 "§", "¨", "°", "±", "´", "¶", "×", "÷" は
　　　Windows環境の日本語等幅フォントでは全角幅、欧文等幅フォントでは半角幅となる
　　　
　　
　　　これらの文字は、シフトJISでは２バイト文字なんですが、ユニコード(※utf-8はで2バイト)では１バイトなんですよね..
　　　シフトJIS環境を慣れ親しんだ私には、若干違和感がありますね～
　　　美咲フォント的には、これらの文字は全角幅扱いです

　　　例：”±"のフォント
　　 

□ 半角・全角文字変換に関する留意点
　組み込み環境で液晶やLEDドットマトリックスなどの表示器にフォントを表示する場合、全角・半角を意識する必要があります。
　半角・全角判定、双方向変換を行うために半角・全角の対応を調べて表にしました。

半角文字			全角文字			備考
コード	16進数	文字	コード	16進数	文字
32	0x20		12288	0x3000
33	0x21	!	65281	0xff01	！
34	0x22	"	65282	0xff02	＂	ダブルクォートは左、右版もある
35	0x23	#	65283	0xff03	＃
36	0x24	$	65284	0xff04	＄
37	0x25	%	65285	0xff05	％
38	0x26	&	65286	0xff06	＆
39	0x27	'	65287	0xff07	＇	シングルクォートは左、右版もある
40	0x28	(	65288	0xff08	（
41	0x29	)	65289	0xff09	）
42	0x2a	*	65290	0xff0a	＊
43	0x2b	+	65291	0xff0b	＋
44	0x2c	,	65292	0xff0c	，
45	0x2d	-	65292	0xff0d	−	ハイフン・マイナス、他類似文字あり
46	0x2e	.	65294	0xff0e	．
47	0x2f	/	65295	0xff0f	／
48	0x30	0	65296	0xff10	０
49	0x31	1	65297	0xff11	１
50	0x32	2	65298	0xff12	２
51	0x33	3	65299	0xff13	３
52	0x34	4	65300	0xff14	４
53	0x35	5	65301	0xff15	５
54	0x36	6	65302	0xff16	６
55	0x37	7	65303	0xff17	７
56	0x38	8	65304	0xff18	８
57	0x39	9	65305	0xff19	９
58	0x3a	:	65306	0xff1a	：
59	0x3b	;	65307	0xff1b	；
60	0x3c	<	65308	0xff1c	＜
61	0x3d	=	65309	0xff1d	＝
62	0x3e	>	65310	0xff1e	＞
63	0x3f	?	65311	0xff1f	？
64	0x40	@	65312	0xff20	＠
65	0x41	A	65313	0xff21	Ａ
66	0x42	B	65314	0xff22	Ｂ
67	0x43	C	65315	0xff23	Ｃ
68	0x44	D	65316	0xff24	Ｄ
69	0x45	E	65317	0xff25	Ｅ
70	0x46	F	65318	0xff26	Ｆ
71	0x47	G	65319	0xff27	Ｇ
72	0x48	H	65320	0xff28	Ｈ
73	0x49	I	65321	0xff29	Ｉ
74	0x4a	J	65322	0xff2a	Ｊ
75	0x4b	K	65323	0xff2b	Ｋ
76	0x4c	L	65324	0xff2c	Ｌ
77	0x4d	M	65325	0xff2d	Ｍ
78	0x4e	N	65326	0xff2e	Ｎ
79	0x4f	O	65327	0xff2f	Ｏ
80	0x50	P	65328	0xff30	Ｐ
81	0x51	Q	65329	0xff31	Ｑ
82	0x52	R	65330	0xff32	Ｒ
83	0x53	S	65331	0xff33	Ｓ
84	0x54	T	65332	0xff34	Ｔ
85	0x55	U	65333	0xff35	Ｕ
86	0x56	V	65334	0xff36	Ｖ
87	0x57	W	65335	0xff37	Ｗ
88	0x58	X	65336	0xff38	Ｘ
89	0x59	Y	65337	0xff39	Ｙ
90	0x5a	Z	65338	0xff3a	Ｚ
91	0x5b	[	65339	0xff3b	［
92	0x5c	\	65340	0xff3c	＼	"￥"は0xa5を使う
93	0x5d	]	65341	0xff3d	］
94	0x5e	^	65342	0xff3e	＾
95	0x5f	_	65343	0xff3f	＿
96	0x60	`	65344	0xff40	｀
97	0x61	a	65345	0xff41	ａ
98	0x62	b	65346	0xff42	ｂ
99	0x63	c	65347	0xff43	ｃ
100	0x64	d	65348	0xff44	ｄ
101	0x65	e	65349	0xff45	ｅ
102	0x66	f	65350	0xff46	ｆ
103	0x67	g	65351	0xff47	ｇ
104	0x68	h	65352	0xff48	ｈ
105	0x69	i	65353	0xff49	ｉ
106	0x6a	j	65354	0xff4a	ｊ
107	0x6b	k	65355	0xff4b	ｋ
108	0x6c	l	65356	0xff4c	ｌ
109	0x6d	m	65357	0xff4d	ｍ
110	0x6e	n	65358	0xff4e	ｎ
111	0x6f	o	65359	0xff4f	ｏ
112	0x70	p	65360	0xff50	ｐ
113	0x71	q	65361	0xff51	ｑ
114	0x72	r	65362	0xff52	ｒ
115	0x73	s	65363	0xff53	ｓ
116	0x74	t	65364	0xff54	ｔ
117	0x75	u	65365	0xff55	ｕ
118	0x76	v	65366	0xff56	ｖ
119	0x77	w	65367	0xff57	ｗ
120	0x78	x	65368	0xff58	ｘ
121	0x79	y	65369	0xff59	ｙ
122	0x7a	z	65370	0xff5a	ｚ
123	0x7b	{	65371	0xff5b	｛
124	0x7c	|	65372	0xff5c	｜
125	0x7d	}	65373	0xff5d	｝
126	0x7e	~	65374	0xff5e	～
162	0xa2	¢	65504	0xffe0	￠
163	0xa3	£	65505	0xffe1	￡
165	0xa5	¥	65509	0xffe5	￥	\記号はこれを使う
166	0xa6	¦	65508	0xffe4	￤
167	0xa7	§	167	0xa7	§	１バイトで全角幅
168	0xa8	¨	168	0xa8	¨	１バイトで全角幅
172	0xac	¬	65506	0xffe2	￢
173	0xad	­	173	0xad	­	ソフトハイフン、１バイトで全角幅
175	0xaf	¯	65507	0xffe3	￣	マクロン
176	0xb0	°	176	0xb0	°	度、１バイトで全角幅
177	0xb1	±	177	0xb1	±	１バイトで全角幅
180	0xb4	´	180	0xb4	´	アクセント、１バイトで全角幅
182	0xb6	¶	182	0xb6	¶	段落記号、１バイトで全角幅
215	0xd7	×	215	0xd7	×	乗算記号、１バイトで全角幅
247	0xf7	÷	247	0xf7	÷	除算記号、１バイトで全角幅
65377	0xff61	｡	12290	0x3002	。
65378	0xff62	｢	12300	0x300c	「
65379	0xff63	｣	12301	0x300d	」
65380	0xff64	､	12289	0x3001	、
65381	0xff65	･	12539	0x30fb	・
65382	0xff66	ｦ	12530	0x30f2	ヲ
65383	0xff67	ｧ	12449	0x30a1	ァ
65384	0xff68	ｨ	12451	0x30a3	ィ
65385	0xff69	ｩ	12453	0x30a5	ゥ
65386	0xff6a	ｪ	12455	0x30a7	ェ
65387	0xff6b	ｫ	12457	0x30a9	ォ
65388	0xff6c	ｬ	12515	0x30e3	ャ
65389	0xff6d	ｭ	12517	0x30e5	ュ
65390	0xff6e	ｮ	12519	0x30e7	ョ
65391	0xff6f	ｯ	12483	0x30c3	ッ
65392	0xff70	ｰ	12540	0x30fc	ー
65393	0xff71	ｱ	12450	0x30a2	ア
65394	0xff72	ｲ	12452	0x30a4	イ
65395	0xff73	ｳ	12454	0x30a6	ウ
65396	0xff74	ｴ	12456	0x30a8	エ
65397	0xff75	ｵ	12458	0x30aa	オ
65398	0xff76	ｶ	12459	0x30ab	カ
65399	0xff77	ｷ	12461	0x30ad	キ
65400	0xff78	ｸ	12463	0x30af	ク
65401	0xff79	ｹ	12465	0x30b1	ケ
65402	0xff7a	ｺ	12467	0x30b3	コ
65403	0xff7b	ｻ	12469	0x30b5	サ
65404	0xff7c	ｼ	12471	0x30b7	シ
65405	0xff7d	ｽ	12473	0x30b9	ス
65406	0xff7e	ｾ	12475	0x30bb	セ
65407	0xff7f	ｿ	12477	0x30bd	ソ
65408	0xff80	ﾀ	12479	0x30bf	タ
65409	0xff81	ﾁ	12481	0x30c1	チ
65410	0xff82	ﾂ	12484	0x30c4	ツ
65411	0xff83	ﾃ	12486	0x30c6	テ
65412	0xff84	ﾄ	12488	0x30c8	ト
65413	0xff85	ﾅ	12490	0x30ca	ナ
65414	0xff86	ﾆ	12491	0x30cb	ニ
65415	0xff87	ﾇ	12492	0x30cc	ヌ
65416	0xff88	ﾈ	12493	0x30cd	ネ
65417	0xff89	ﾉ	12494	0x30ce	ノ
65418	0xff8a	ﾊ	12495	0x30cf	ハ
65419	0xff8b	ﾋ	12498	0x30d2	ヒ
65420	0xff8c	ﾌ	12501	0x30d5	フ
65421	0xff8d	ﾍ	12504	0x30d8	ヘ
65422	0xff8e	ﾎ	12507	0x30db	ホ
65423	0xff8f	ﾏ	12510	0x30de	マ
65424	0xff90	ﾐ	12511	0x30df	ミ
65425	0xff91	ﾑ	12512	0x30e0	ム
65426	0xff92	ﾒ	12513	0x30e1	メ
65427	0xff93	ﾓ	12514	0x30e2	モ
65428	0xff94	ﾔ	12516	0x30e4	ヤ
65429	0xff95	ﾕ	12518	0x30e6	ユ
65430	0xff96	ﾖ	12520	0x30e8	ヨ
65431	0xff97	ﾗ	12521	0x30e9	ラ
65432	0xff98	ﾘ	12522	0x30ea	リ
65433	0xff99	ﾙ	12523	0x30eb	ル
65434	0xff9a	ﾚ	12524	0x30ec	レ
65435	0xff9b	ﾛ	12525	0x30ed	ロ
65436	0xff9c	ﾜ	12527	0x30ef	ワ
65437	0xff9d	ﾝ	12531	0x30f3	ン
65438	0xff9e	ﾞ	12443	0x309b	゛
65439	0xff9f	ﾟ	12444	0x309c	゜

 半角・全角変換での留意点
 　・基本ラテン文字（半角スペースを除く 0x21～0x7e）の全角コードは連続性があり、次の式で変換できる
　 　  全角コード = 半角コード - 0x20 + 0xff00

　 ・ラテン1補助文字(C1を除く 0x80～0xff）は次の文字のみ変換対応すればよい
　　　'¢' 0xa2 ⇒ 0xffe0
　　　'£' 0xa3 ⇒ 0xffe1
　　　'¥' 0xa5 ⇒ 0xffe5
　　　'¦' 0xa6 ⇒ 0xffe4
　　　'¬' 0xac ⇒ 0xffe2
　　　'¯' 0xaf ⇒  0xffe3

　・半角カタカナは、半角コードが連続性があるのに対し、全角コードは連続性がないので変換のためのテーブルが必要となる
　　1バイトコードのテーブル(配列)を用意して、次のように参照すれば変換できますね

kana_h2z_table = (
　0x02,0x0c,0x0d,0x01,0xfb,0xf2,0xa1,0xa3,
　0xa5,0xa7,0xa9,0xe3,0xe5,0xe7,0xc3,0xfc,
　0xa2,0xa4,0xa6,0xa8,0xaa,0xab,0xad,0xaf,
　0xb1,0xb3,0xb5,0xb7,0xb9,0xbb,0xbd,0xbf,
　0xc1,0xc4,0xc6,0xc8,0xca,0xcb,0xcc,0xcd,
　0xce,0xcf,0xd2,0xd5,0xd8,0xdb,0xde,0xdf,
　0xe0,0xe1,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xe9,0xea,
　0xeb,0xec,0xed,0xef,0xf3,0x9b,0x9c,
)

全角カタカナコード = kana_h2z_table[半角カタカナコード - 0xff61] + 0x3000