中文字体的FontMetrics解析

因行业对字体大小要求严格参考相关规范，因此对通过渲染引擎绘制的文本字体把控严格。

而在Skia/openGL/Qt等主流渲染引擎中，所有设置字体大小（FontSize），都是以英文字体大小作为标准的，准确来说，对应的应该是FontMetrics中的CapHeight作为英文字体高度。

笔者发现在网络上相关资料中，很少有关于中文字符的FontMetrics解析。通过多日研究后，在此详细解析一下中文字体的FontMetrics。

一、FontMetrics标准解析

研究发现，基本所有的渲染引擎都采用以下的字体绘制结构，以下简称标准

这里各个属性都已经描述的很清楚了，网络上其余各个版本的，都不太正确。

为了对比，我使用Skia渲染引擎绘制了同样的文字来做对比，效果如下：

实际上实测的效果还是与网上流传的示意图有一定差异的。

1、大部分字体，字符的顶部触碰不到AscentLine。AscentLine用于带上标的字符、拉丁文字符等

2、对于输入的字符不同，计算的Top、Bottom位置并非不变的。(例如斜体单个字符h的Top、Bottom就要比非斜体jEh要窄些)

大体上都参考标准，研究得出几条结论：

1、英文正常高度为Baseline到CapHeight线
2、最低位置到Descent线处
3、带上标的字符最高到Ascent线处
4、斜体并不改变字体高度

二、中文字符的FontMetrics

绘制引擎就是按照英文字符构造来设计的几条线，压根没考虑中文字符的感受。

假设设置字体高度为100像素，绘制出来的英文字体为100个像素，对于中文来说，往往是会放大。所有的字体的中文的字符都不会在CapHeight内

以宋体和等线体为例：

注：与上图英文字符的绘制线一样，绿色的Ascent与Descent和Top与Bottom几条线重合了，因此绿色看不出来是绿色了。

可以清楚的看到，无论哪种字体，中文字符都不在CapHeight和BaseLine之间。而且并不与任一条线接触。

理论上来说，我们需要将中文字符的高度改成我们设置的高度，就需要缩放。

公式为：

因此，想要知道需要设置的字体高度，公式为：

其中，中文字符应有高度为100像素，当前设置字体高度为100像素，所以只需要量算出中文字符当前高度，就能计算出这个应设置的字体高度。

但是目测量算的都不准确，应该使用FontMetrics中有的属性来确定真实值。

经过多测量算、推演，得出以下规律：

1、以宋体、仿宋体等为代表的标准中文字体类型：

上下两条紫色线为中文字符上下限高度

中文字符下限为UnderLinePos，上限为 Capheight + DescentLine
是的没有看错，上线是DescentLine(即BaseLine到DescentLine的距离)，而不是AscentLine。
实际上AscentLine与Top重合了，是要比DescentLine要大一点

至于为什么是DescentLine实际上我也不明白，但能肯定的是这不是偶然。无论如何缩放这个值始终是能和中文字符上线重合，一定存在规律。

2、以等线体为代表的的中英文字体类型：

这类字体非常奇怪，首先英文字符的下限并没有到Descent，甚至没有到UnderLine，与纯英文字体如Times NewRoman等规律就不同。

中文字符也是不能符合上面宋体的规律。

但经过多次推算（不同尺度下），发现一个规律：

中文字符高度 = CapHeight + UnderLinePos

能得出这个结论我也是比较疑惑的，没有任何API、文献资料能证明这条规律，但事实上它就是如此。

得出中文字符高度后，再带入公式，求出应该设置的FontSize，再设置新FontSize，绘制出来的中文字符，就是我们想要的字体高度了。

至此，中文字符高度的计算工作完毕。

期间使用到的代码：

1.绘制字体基准线代码

 paint.setStyle(SkPaint::kStroke_Style);paint.setStrokeWidth(3);paint.setColor(0xffff0000);//红色为fTop\fBottom\BaseLinedouble y = p.y();canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);y = p.y() - font_m.fTop;canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);y = p.y() - font_m.fBottom;canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);paint.setStrokeWidth(0);paint.setColor(0xff00ff00);//绿色为Ascent\Descenty = p.y() - font_m.fAscent;canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);y = p.y() - font_m.fDescent;canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);paint.setColor(0xffffff00);//黄色为fCapHeighty = p.y() + font_m.fCapHeight;canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);paint.setColor(0xffff00ff);//紫色为fUnderlinePosition、宋体、仿宋体等中文字符顶部y = p.y() - font_m.fUnderlinePosition;canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);y = p.y() + font_m.fCapHeight + std::fabs(font_m.fDescent);canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);//paint.setColor(0xffffffff);//白色为fStrikeoutPosition//y = p.y() + font_m.fCapHeight + font_m.fDescent;//canvas->drawLine(p.x(), y, p.x() + length, y, paint);

2.判断是否中文类字体（目前只用字体名判断，希望能有其他方法）

 bool _isSpecialZhFamily(const dan::SGString& fontName){if(fontName == "宋体" || fontName == "仿宋"){return true;}return false;}

3.按照中文标准高度换算应设置的字体高度

 auto text_height = std::fabs(font_m.fCapHeight);//英文标高，所有字体的英文标高都是CapHeightif(this->isFontSizeOnZhChar())  //中标高为准{//对于部分中文字体，需要用其他修正方式text_height = std::fabs(font_m.fCapHeight) + std::fabs(font_m.fUnderlinePosition);if(_isSpecialZhFamily(_paint->font().family())){text_height += std::fabs(font_m.fDescent);}length /= TEXT_LENGTH_RESIZE_CONST;//长度修正，中文标高不需要修正}double scale = font_size / text_height;auto scaled_fontsize = font_size * scale;//缩放后的文本大小skFont.setSize(scaled_fontsize);