自定义View之绘图篇：baseLine和FontMetrics

Posted 2023-03-05 u012551350

乐观是一首激昂优美的进行曲，时刻鼓舞着你向事业的大路勇猛前进。——大仲马

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了解baseLine和FontMetrics有助于我们理解drawText()绘制文字的原理，下面我们一起来看看呗。

一、baseLine 基线

记得小时候练习字母用的是四线格本，把字母写在四线格内，如下：

那么在canvas中drawText绘制文字时候，也是有规则的，这个规则就是baseLine（基线）。什么又是基线了，说白了就是一条直线，我们这里理解的是确定它的位置。我们先来看一下基线：

从上图看出：基线等同四线格的第三条线，在android中基线的位置定了，那么文字的位置也就定了。

1、canvas.drawText()

方法预览：

drawText(String text, float x, float y, Paint paint)

参数：

text 需要绘制的文字
x 绘制文字原点X坐标
y 绘制文字原点Y坐标
paint 画笔

我们先来看一张图：

需要注意的是x,y并不是文字左上角的坐标点，它比较特殊，y所代表的是基线坐标y的坐标。

我们具体来看看drawText()方法，这里以一个例子的形式来理解：

      mPaint.setAntiAlias(true);
      mPaint.setColor(Color.RED);
      mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
      mPaint.setTextSize(120);

      canvas.drawText("abcdefghijk",200,200,mPaint);

      mPaint.setColor(Color.parseColor("#23AC3B"));
      canvas.drawLine(200,200,getWidth(),200,mPaint);

效果图：

证实了y是基线y的坐标点。

结论：

1、canvas.drawText()中参数y是基线y的坐标
2、x坐标、基线位置、文字大小确定，文字的位置就是确定的了。

2、mPaint.setTextAlign(Paint.Align.XXX);

我们可以从上面的例子看出，x代表的是文字开始绘制的地方。我第一次使用的时候也是这么认为的，可是我写了几个例子，发现我理解错了。那么正确的理解又是什么呢?

x代表所要绘制文字所在矩形的相对位置。相对位置就是指定点（x,y）在所要绘制矩形的位置。我们知道所绘制矩形的纵坐标是由Y值来确定的，而相对x坐标的位置，只有左、中、右三个位置了。也就是所绘制矩形可能是在x坐标相对于文字的左侧，中间或者右边绘制，而定义在x坐标在所绘制矩形相对位置的函数是：

setTextAlign(Paint.Align align)

Paint.Align是枚举类型，值分别为 ： Paint.Align.LEFT，Paint.Align.CENTER和Paint.Align.RIGHT。

我们来分别看一看设置不同值时，绘制的结果是怎么样的。

（1）、Paint.Align.LEFT

        mPaint.setTextAlign(Paint.Align.LEFT);//主要是这里的取值不一样
        mPaint.setAntiAlias(true);
        mPaint.setColor(Color.RED);
        mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
        mPaint.setTextSize(120);

        canvas.drawText("abcdefghijk", 200, 200, mPaint);

        mPaint.setColor(Color.parseColor("#23AC3B"));
        canvas.drawLine(0, 200, getWidth(), 200, mPaint);
        canvas.drawLine(200, 0, 200, getHeight(), mPaint);

效果图如下：

可以看出（x,y）在文字矩形下边的左边。

（2）、Paint.Align.CENTER

        mPaint.setTextAlign(Paint.Align.CENTER);
        mPaint.setAntiAlias(true);
        mPaint.setColor(Color.RED);
        mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
        mPaint.setTextSize(120);

        canvas.drawText("abcdefghijk", 200, 200, mPaint);

        mPaint.setColor(Color.parseColor("#23AC3B"));
        canvas.drawLine(0, 200, getWidth(), 200, mPaint);
        canvas.drawLine(200, 0, 200, getHeight(), mPaint);

效果图：

可以看出（x,y）位于文字矩形下边的中间，换句话说，系统会根据(x,y)的位置和文字矩形大小，会计算出当前开始绘制的点。以使原点(x,y)正好在所要绘制的矩形下边的中间。

（3）、Paint.Align.RIGHT

        mPaint.setTextAlign(Paint.Align.RIGHT);
        mPaint.setAntiAlias(true);
        mPaint.setColor(Color.RED);
        mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
        mPaint.setTextSize(120);

        canvas.drawText("abcdefghijk", 200, 200, mPaint);

        mPaint.setColor(Color.parseColor("#23AC3B"));
        canvas.drawLine(0, 200, getWidth(), 200, mPaint);
        canvas.drawLine(200, 0, 200, getHeight(), mPaint);

效果图：

可以看出（x,y）在文字矩形下边的右边。

二、FontMetrics

从图中可以知道，除了基线，还有另外的四条线，它们分别是 top，ascent，descent和bottom，它们的含义分别为：

1. top：可绘制的最高高度所在线
2. bottom：可绘制的最低高度所在线
3. ascent ：系统建议的，绘制单个字符时，字符应当的最高高度所在线
4. descent：系统建议的，绘制单个字符时，字符应当的最低高度所在线

1、获取实例

Paint.FontMetrics fontMetrics = mPaint.getFontMetrics();

Paint.FontMetricsInt fm=  mPaint.getFontMetricsInt();

两个构造方法的区别是，得到对象的成员变量的值一个为float类型，一个为int类型。

2、成员变量

FontMetrics，它里面有如下五个成员变量：

        float ascent = fontMetrics.ascent;
        float descent = fontMetrics.descent;
        float top = fontMetrics.top;
        float bottom = fontMetrics.bottom;
        float leading = fontMetrics.leading;

ascent,descent,top,bottom,leading 这些线的位置要怎么计算出来呢？我们先来看个图：

那么它们的计算方法如下：

ascent = ascent线的y坐标 - baseline线的y坐标；//负数

descent = descent线的y坐标 - baseline线的y坐标；//正数

top = top线的y坐标 - baseline线的y坐标；//负数

bottom = bottom线的y坐标 - baseline线的y坐标；//正数

leading = top线的y坐标 - ascent线的y坐标；//负数

FontMetrics的这几个变量的值都是以baseLine为基准的，对于ascent来说，baseline线在ascent线之下，所以必然baseline的y值要大于ascent线的y值，所以ascent变量的值是负的。其他几个同理。

同样我们可以推算出：

ascent线Y坐标 = baseline线的y坐标 + fontMetric.ascent；

descent线Y坐标 = baseline线的y坐标 + fontMetric.descent；

top线Y坐标 = baseline线的y坐标 + fontMetric.top；

bottom线Y坐标 = baseline线的y坐标 + fontMetric.bottom；

3、绘制ascent，descent，top，bottom线

直接贴代码：

        int baseLineY = 200;

        mPaint.setTextSize(120);

        canvas.drawText("abcdefghijkl's", 200, baseLineY, mPaint);

        Paint.FontMetrics fontMetrics = mPaint.getFontMetrics();

        float top = fontMetrics.top + baseLineY;
        float ascent = fontMetrics.ascent + baseLineY;
        float descent = fontMetrics.descent + baseLineY;
        float bottom = fontMetrics.bottom + baseLineY;

        //绘制基线
        mPaint.setColor(Color.parseColor("#FF1493"));
        canvas.drawLine(0, baseLineY, getWidth(), baseLineY, mPaint);

        //绘制top直线
        mPaint.setColor(Color.parseColor("#FFB90F"));
        canvas.drawLine(0, top, getWidth(), top, mPaint);

        //绘制ascent直线
        mPaint.setColor(Color.parseColor("#b03060"));
        canvas.drawLine(0, ascent, getWidth(), ascent, mPaint);

        //绘制descent直线
        mPaint.setColor(Color.parseColor("#912cee"));
        canvas.drawLine(0, descent, getWidth(), descent, mPaint);

        //绘制bottom直线
        mPaint.setColor(Color.parseColor("#1E90FF"));
        canvas.drawLine(0, bottom, getWidth(), bottom, mPaint);

在这段代码中，我们需要注意的是：canvas.drawText()中参数y是基线y的位置； mPaint.setTextAlign(Paint.Align.LEFT);指点（200，200）在文字矩形的左边。然后计算各条直线的y坐标:

        float top = fontMetrics.top + baseLineY;
        float ascent = fontMetrics.ascent + baseLineY;
        float descent = fontMetrics.descent + baseLineY;
        float bottom = fontMetrics.bottom + baseLineY;

效果图：

4、绘制文字最小矩形、文字宽度、文字高度

（1）绘制文字最小矩形

由drawRect(float left, float top, float right, float bottom, @NonNull Paint paint)需要绘制矩形就需要知道矩形左上角坐标点，矩形长和宽。以上面例子为例：

left = 200
top = ascent ；
right= 200+矩形宽度；
bottom = descent；

这样我们就可以绘制出最小矩形：

（2）文字高度

        float top = fontMetrics.top + baseLineY;
        float bottom = fontMetrics.bottom + baseLineY;
        //文字高度
        float height= bottom - top; //注意top为负数
        //文字中点y坐标
        float center = (bottom - top) / 2;

当然也可以： float height=Math.abs(top-bottom);

（3）文字宽度

 String text="abcdefghijkl's";
 //文字宽度
 float width = mPaint.measureText(text);

本篇到这里就差不多结束了，源码比较简单，需要的留言。

已知中线，获取baseline

你可能会说这个还不简单：

Paint mPaint = new Paint();
mPaint.setTextSize(80);
mPaint.setColor(Color.WHITE);
mPaint.setAntiAlias(true);
String text = "FontMetrics的那些猜想";
Paint.FontMetrics fm = mPaint.getFontMetrics();
//获取文字高度
float fontHeight = fm.bottom - fm.top;
//获取文字宽度
float fontWidth = mPaint.measureText(text);
//绘制中线
canvas.drawLine(0, centerY, getWidth(), centerY, mPaint);
//绘制文本
canvas.drawText(text, centerX - fontWidth / 2, centerY + fontHeight / 2, mPaint);

效果图：

怎么会这样呢？

我们一起来分析下原因，先来看一张分析图：

那么我们就可以得出：

baseline=centerY+A-fm.bottom;

如果以：

baseline=centerY + fontHeight / 2;

那么就会以bottom线作为文字的基线，这样就会造成文字位于中线之下。

结论

我们最终可知，当给定中间线center位置以后，那么baseline的位置为：

baseline = center + (FontMetrics.bottom - FontMetrics.top)/2 - FontMetrics.bottom;

FontMetrics.bottom注意这里为正数。

效果一览：

我们还可以这样获取文字高度：

public float getFontHeight(Paint paint, String str) 
    Rect rect = new Rect();
    paint.getTextBounds(str, 0, str.length(), rect);
    return rect.height();

经测试得出：

Paint.FontMetrics fm = mPaint.getFontMetrics();

注意：fm 值和手机密度没有关系，并且fm.bottom/fm.top=4（约等于）。