Java: восхождение FontMetrics неверно?

Question

Когда я смотрю на Javadoc для FontMetric.getAscent() Я вижу:

Подъем шрифта - это расстояние от базовой линии шрифта до вершины большинства буквенно-цифровых символов. Некоторые символы в шрифте могут выходить за верхнюю линию шрифта.

Но я написал небольшую демонстрационную программу и вижу это:

где 4 горизонтальные линии для каждой строки текста:

• базовая позиция снижена на getDescent()
• исходная позиция
• исходная позиция поднята на getAscent()
• исходная позиция поднята на getHeight()

Обратите внимание на расстояние между строкой getAscent() и верхней частью символов. Я посмотрел на большинство шрифтов и размеров, и всегда есть этот пробел. (В то время как спуск шрифта выглядит как раз правильно.) Что дает?

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);
    }
}

Answer 1

Одной из возможных причин является то, что это значение учитывает буквы с диакритическими знаками.

Например, добавление умлаутов ÄÖÜ показывает, что их трема гораздо ближе к восхождению (хотя они до сих пор не достигают его).

В поисках более общего определения восхождения я нахожу определение в Википедии:

[..] восхождение охватывает расстояние между базовой линией и вершиной глифа, которое достигает самого дальнего от базовой линии. Подъем и спуск могут включать или не включать расстояние, добавленное акцентами или диакритическими знаками.

Таким образом, кажется, что даже в типографии нет точного, абсолютного определения.

Answer 2

Я столкнулся с той же проблемой, и оказалось, что истинную верхнюю границу символа можно получить с помощью класса GlyphVector.

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);
    }

}

Значение y в прямоугольниках, возвращаемое по возрастанию символов, появляющихся в строке, представляет собой переменную "текст".

Основное различие между границами пикселей и визуальными границами состоит в том, что pixelBounds являются целыми числами, а visualBounds являются числами с плавающей точкой. В противном случае они кажутся почти равными.

Answer 3

Справочное руководство по TrueType гласит, что восхождение шрифта хранится в таблице "hhea". Документация для hhea гласит: "Значения ascent, descent и lineGap представляют намерения создателя шрифта, а не любое вычисленное значение". Спецификация OpenType является расширением спецификации TrueType. Он также сохраняет восходящий элемент в таблице hhea и ссылается на определение восхождения TrueType. В итоге, свойство всплытия является руководством, а не абсолютом. GlyphLayoutVector - самый точный способ получить границы текста.