Java：FontMetrics 上升不正确？

Posted 2023-02-26

【中文标题】Java：FontMetrics 上升不正确？

【英文标题】：Java: FontMetrics ascent incorrect?

【发布时间】：2011-06-01 13:48:12

【问题描述】：

当我查看 FontMetric.getAscent() 的 javadoc 时，我看到了：

字体上升是从字体基线到大多数字母数字字符顶部的距离。字体中的某些字符可能会超出字体上升线。

但我写了一个快速演示程序，我看到了：

其中每行文本的 4 条水平线是：

基线位置降低了getDescent() 基线位置 getAscent() 提出的基线位置 getHeight() 提出的基线位置

注意 getAscent() 行和字符顶部之间的空间。我查看了大多数字体和大小，总是存在这种差距。 （而字体下降看起来恰到好处。）什么给出了？

package com.example.fonts;

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Font;
import java.awt.FontMetrics;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.GraphicsEnvironment;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.util.Arrays;
import javax.swing.JComboBox;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JSpinner;
import javax.swing.JTextPane;
import javax.swing.SpinnerNumberModel;
import javax.swing.event.ChangeEvent;
import javax.swing.event.ChangeListener;
import javax.swing.event.DocumentEvent;
import javax.swing.event.DocumentListener;

public class FontMetricsExample extends JFrame

    static final int marg = 10;
    public FontMetricsExample()
    
        super(FontMetricsExample.class.getSimpleName());

        JPanel panel = new JPanel(new BorderLayout());
        JPanel fontPanel = new JPanel(new BorderLayout());
        final JTextPane textSource = new JTextPane();
        textSource.setText("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\n"
                +"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\n"
                +"0123456789!@#$%^&*()[]");
        final SpinnerNumberModel fontSizeModel = 
              new SpinnerNumberModel(18, 4, 32, 1);
        final String fonts[] = 
              GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment()
                .getAvailableFontFamilyNames();
        final JComboBox fontFamilyBox = new JComboBox(fonts);
        fontFamilyBox.setSelectedItem("Arial");

        final JPanel text = new JPanel() 
            @Override protected void paintComponent(Graphics g) 
                super.paintComponent(g);
                String fontFamilyName = 
                         fonts[fontFamilyBox.getSelectedIndex()]; 
                int fontSize = fontSizeModel.getNumber().intValue();
                Font f = new Font(fontFamilyName, 0, fontSize);
                g.setFont(f);
                FontMetrics fm = g.getFontMetrics();
                int lineHeight = fm.getHeight();
                String[] s0 = textSource.getText().split("\n");
                int x0 = marg;
                int y0 = getHeight()-marg-(marg+lineHeight)*s0.length;
                for (int i = 0; i < s0.length; ++i)
                
                    y0 += marg+lineHeight;
                    String s = s0[i];
                    g.drawString(s, x0, y0);
                    int w = fm.stringWidth(s);
                    for (int yofs : Arrays.asList(
                            0,   // baseline
                            -fm.getHeight(),
                            -fm.getAscent(),
                            fm.getDescent()))
                    
                        g.drawLine(x0,y0+yofs,x0+w,y0+yofs);
                    
                
            
        ;
        final JSpinner fontSizeSpinner = new JSpinner(fontSizeModel);
        fontSizeSpinner.getModel().addChangeListener(
               new ChangeListener()            
            @Override public void stateChanged(ChangeEvent e) 
                text.repaint();
            
        );
        text.setMinimumSize(new Dimension(200,100));
        text.setPreferredSize(new Dimension(400,150));
        ActionListener repainter = new ActionListener() 
            @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) 
                text.repaint();
                       
        ;
        textSource.getDocument().addDocumentListener(new DocumentListener() 
            @Override public void changedUpdate(DocumentEvent e) 
                text.repaint();             
            
            @Override public void insertUpdate(DocumentEvent e) 
            @Override public void removeUpdate(DocumentEvent e) 
        );
        fontFamilyBox.addActionListener(repainter);

        fontPanel.add(fontFamilyBox, BorderLayout.CENTER);
        fontPanel.add(fontSizeSpinner, BorderLayout.EAST);
        fontPanel.add(textSource, BorderLayout.SOUTH);
        panel.add(fontPanel, BorderLayout.NORTH);
        panel.add(text, BorderLayout.CENTER);       
        setContentPane(panel);
        pack();
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
    

    public static void main(String[] args) 
        new FontMetricsExample().setVisible(true);
    

【问题讨论】：

使用TextLayout 可能会更好。

@Andrew -- 需要详细说明吗？

【参考方案1】：

一个可能的原因是这个值考虑了diacritics的字母。

例如，添加变音符号 ÄÖÜ 表明他们的颤音更接近上升（尽管他们还没有完全达到）。

寻找更一般的上升定义我发现the definition in Wikipedia：

[..] ascent 跨越基线和离基线最远的字形顶部之间的距离。上升和下降可能包括也可能不包括由重音或变音符号添加的距离。

所以似乎即使在排版中也没有精确、绝对的定义。

【讨论】：

我猜是这样...但是为什么应该考虑变音符号？ getAscent() 说它应该在 大多数 字母数字字符的顶部。如果你想要最大的上升，有getMaxAscent()。

@Jason：我主要是在这里猜测。但由于变音符号很多并且几乎可以应用于所有字母，人们可能会争辩说，大多数字母数字字符实际上确实有变音符号。这只是半开玩笑。

这不是最令人满意的答案，但我会接受，因为它有一定的意义。

我也遇到过这个问题，在尝试将文本居中放置在图像 (baseline = imageHeight/2 - fontHeight/2 + fontAscent;) 上时，它似乎总是被画得太低了。但事实上，经过一些测试，发现像 "Èj" 这样的字符串是正确居中的。

【参考方案2】：

我遇到了同样的问题，似乎可以通过使用 GlyphVector 类来获得字符的真实上限。

package graphics;

import java.awt.Font;
import java.awt.FontMetrics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Rectangle;
import java.awt.font.GlyphVector;
import java.awt.geom.Rectangle2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;

import javax.imageio.ImageIO;

public class FontMetricsTest2 

    public static void main(String[] args) throws IOException 
        //Draw the text to measure it with a drawing program
        BufferedImage img = new BufferedImage(
            500, 300, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Graphics2D graphics = img.createGraphics();
        Font font = new Font(Font.SERIF, Font.PLAIN, 150);
        graphics.setFont(font);
        String text = "ABCxyz";
        graphics.drawString(text, 20, 180);
        ImageIO.write(img, "PNG", new File("G:\\someDir\\fontMetrics2.png"));

        //Failed attempts to determine ascent with FontMetrics
        FontMetrics fm = graphics.getFontMetrics();
        System.out.println("FM Ascent=" + fm.getAscent() + 
            ", FM descent=" + fm.getDescent());
        //returned ascent is too high
        System.out.println("FM string bounds: " + 
            fm.getStringBounds(text, graphics));
        //too high as well

        //The succesful way with glyph vector
        GlyphVector gv = font.layoutGlyphVector(
            graphics.getFontRenderContext(), text.toCharArray(),
            0, text.length(), Font.LAYOUT_LEFT_TO_RIGHT);
        Rectangle pixBounds = gv.getPixelBounds(
            graphics.getFontRenderContext(), 0, 0);
        System.out.println("GlyphVector - pixelBounds: " + pixBounds);
        Rectangle2D visBounds = gv.getVisualBounds();
        System.out.println("GlyphVector - visualBounds: " + visBounds);
    

由出现在字符串中的字符上升返回的矩形中的y值表示“文本”变量。

像素边界和视觉边界的主要区别在于，pixelBounds 是整数，visualBounds 是浮点数。否则它们看起来几乎相等。

【参考方案3】：

TrueType Reference Manual 表示字体的上升存储在“hhea”表中。 hhea 的文档指出，“上升、下降和 lineGap 的值代表了字体创建者的设计意图，而不是任何计算值。” OpenType specification 是 TrueType 规范的扩展。它还将上升器存储在 hhea 表中，并引用上升的 TrueType 定义。最重要的是，上升属性是一个指南，而不是绝对的。 GlyphLayoutVector 是获取文本边界的最准确方法。