Ghostty 開發日誌 001
Ghostty 👻 的創刊開發日誌！Ghostty 是我自 2021 年起作為業餘專案持續開發的終端機模擬器。我最近分享了 Ghostty 問世的消息，自此之後便獲得了大量的關注！
我還沒準備好將它對外公開（但我保證會這麼做，而且會是完全的 FOSS），不過基於一些歷史因素，我想開始撰寫開發日誌，分享關於這款終端機的細節與整體進度的報告。我覺得有許多值得分享的有趣工程內容，也希望大家會喜歡，或許還能從中學到一些東西（或者，來找我、教我一些東西）。
這些開發日誌都會以非常輕鬆、近乎閒聊的語氣撰寫。不會有固定的發布週期。內容將涵蓋與終端機相關的任何主題：功能、奇怪的錯誤、我自己的無知等等。
技術堆疊
既然這是第一篇開發日誌，就來聊聊 Ghostty 背後的技術堆疊吧。Ghostty 是一款跨平台（目前支援 macOS 與 Linux，但以未來可支援 Windows 的方式撰寫）、GPU 加速的終端機模擬器。
- 以 Zig 撰寫
- Libxev 事件迴圈（專為 Ghostty 撰寫並抽離而成）
- 在 Linux 上使用 OpenGL，在 macOS 上使用 Metal
- 在 Linux 上使用 Fontconfig、Freetype、Harfbuzz 進行字型渲染
- 在 macOS 上使用 CoreText 與 Harfbuzz 進行字型渲染
- 在 macOS 上為 SwiftUI 前端，在 Linux 上為 GTK，另外也有 GLFW 選項
- 幾乎所有其他部分皆以 Zig 完全客製化撰寫
我不打算談論其中任何一項的「為什麼」。我只是將技術堆疊的現況羅列出來給有興趣的人參考。請自行解讀。
自動 Shell 整合注入（#191）
來聊聊我們的第一個功能吧！
你知道現代的終端機模擬器在經過適當設定後，可以與 Shell 溝通以啟用許多實用的功能嗎？至少就我身邊親近的開發者朋友來說，大多數人都不知道這件事，也沒有啟用它，或是根本沒在使用支援此功能的終端機模擬器。😢
終端機的 Shell integration(Shell 整合) 能做到很多事（請參考 Kitty 的說明）。其中有幾個基礎功能完全不需要改變工作流程，就能大幅提升使用體驗：
- 在調整視窗大小時重繪複雜的提示字元。這能讓你在調整終端機大小時，面對現代、複雜的提示字元時大幅減少畫面異常。
- 工作目錄回報。這能讓新分頁、分割視窗等繼承先前聚焦終端機的工作目錄。
- 作用中處理程序偵測。這可用於在終端機模擬器知道使用者正處於閒置的 Shell 提示字元時，安全地關閉終端機而無需要求使用者確認。
我很喜歡實際示範，所以來看一個例子：複雜提示字元的重繪。下面的影片並非 Ghostty，而是 macOS 上另一款熱門的終端機模擬器。這展示了在沒有 Shell integration 的情況下，調整我的 fish 提示字元大小時的情形。
請注意提示字元變得一團糟。終端機模擬器在這裡並沒有做錯任何事。它只是在重排文字，但因為 Shell（目前）不知道提示字元已被重排到多行，所以會在底部的新行重新繪製，導致大量重複。
接下來是已設定 Shell integration 的 Ghostty。
好多了！Shell 可以告知終端機它能在調整大小時重繪提示字元。調整大小時，Ghostty 會清除終端機的那一行（你可以看到閃爍——我之後想再改進這點）。這可以防止文字重排，進而避免產生新行，並達到完美的重排效果。
好，但要怎麼設定呢？這需要針對不同 Shell 的專屬設定（zsh 用 zsh 的程式碼、fish 用 fish 的程式碼、bash 則是一堆垃圾等等）才能運作。在 #191 之前，我只是撰寫文件說明使用者如何手動設定。
但現在，Ghostty 會 🪄 自動神奇地 🪄 幫你處理好這一切（目前支援 fish 與 zsh）。這項功能可以關閉，運作方式是對你的 Shell 執行簡單的 basename 判斷，如果名稱是「fish」就假定它是 fish，如果是「zsh」就假定它是「zsh」，然後設定正確的環境變數，讓一些內嵌的設定檔隨著你的 Shell 一併載入並自動完成所有設定。
由於撰寫本文時 Ghostty 尚未公開，目前擁有最佳 Shell integration 的終端機是 Kitty。Kitty 同樣具備自動 Shell integration 功能。如果你現在就想要這類功能，請使用 Kitty。其他終端機模擬器也支援其中一些功能！
自動將字型轉為斜體（#179）
這項改動修復了一個錯誤，並新增了一項功能。
基礎知識：常規、粗體、斜體以及粗斜體是不同的字型樣式。如果你有一個字型檔 MyAwesomeFont.ttf——它通常只包含單一樣式（大概是常規）。我在這裡做了很多簡化，但大致上就是如此。
當使用者說想使用 MyAwesomeFont 時，Ghostty 不僅要找到這個字型，還要找到與該字型相關的所有樣式。許多程式設計用的字型並沒有斜體或粗體樣式。（題外話，尋找字型及其所有相關樣式的過程，通常被稱為 font discovery(字型探索) 問題。這是個更廣泛的問題：如果使用者沒有指定字型，預設該使用哪個字型？等等。）
首先，談談這個錯誤
另一個重要的背景知識：字型通常不會包含所有可能的 glyph(字形)（即可繪製的單一字元）。例如，標準的等寬程式設計字型可能就沒有中文字元（例如，grass = 草，如果你的裝置有正確顯示的話）。
如果程式嘗試繪製一個不在你設定字型中的字元，Ghostty 會嘗試尋找任何包含該字元的其他字型。這通常比只顯示一個方框、強迫你的字型檔必須包含世上所有 glyph 來得好。關於如何以符合你設定字型的方式來繪製這個 glyph，還存在一些複雜的問題，但這不是本文的重點——只要知道這些問題存在就好，而要找出解決方案對我個人而言簡直像是一種自虐。
錯誤是這樣的：先前如果某個字元在你字型的特定樣式中不存在，Ghostty 會搜尋任何在該樣式中包含此字元的字型。結果……渲染效果非常醜陋，因為如果某個等寬字型沒有該字元，Ghostty 就會找到一個非等寬字型，最後看起來像這樣：
喔不。錯誤修正方式：如果某個字元在指定樣式中不存在，且該樣式不是「regular」，就先嘗試 regular。結果是樣式會被忽略，但能正確渲染。很酷吧。
請注意，Ghostty 本來就會優先嘗試搜尋等寬字型。永遠不選用非等寬（proportional）字型似乎很合理，但像是中文字元這類字元，使用比例字型通常也能正常顯示，所以我認為沒有必要加上這種限制。
更好的是，用程式自動產生斜體
特別是針對斜體，我們可以做得更好。如果某個字型沒有提供斜體，我們可以將常規字型傾斜來製造假斜體。雖然看起來不會那麼好，因為它不是在啜飲單品手沖咖啡時精雕細琢設計出來的，但……還算過得去。
所以 Ghostty 現在就是這麼做的。如果請求的是一個斜體字元，而正在使用的字型不支援斜體，我們就會將常規的 glyph 以傾斜的方式進行光柵化，製造出假斜體：
上面的字型不支援斜體。這些斜體是假的。看起來還不錯！而且絕對比完全不顯示斜體來得好。
如果你好奇內部是如何運作的：像是 FreeType 或 CoreText 這類字型光柵化函式庫允許呼叫者提供轉換矩陣。以 CoreText 來說，可以在透過使用 CTFontCreateCopyWithAttributes 初始化字型時提供轉換矩陣。
對 Ghostty 而言，我們只是寫死了一個 15 度的傾斜（如下所示），但你可以看出如何自訂這個數值，以任意方式傾斜 glyph。
pub const italic_skew: macos.graphics.AffineTransform = .{
.a = 1,
.b = 0,
.c = 0.267949, // approx. tan(15)
.d = 1,
.tx = 0,
.ty = 0,
};結語
第一篇 Ghostty 開發日誌就到此結束。希望你學到了一兩件事或覺得很有趣。既然這是第一篇，還有太多可以分享的內容，但我會留到未來的開發日誌再談（不過，我會盡量聚焦於較新的進展）。
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Boo. 👻