怼设计师系列:你知道 Android 的1px 多高?

码个蛋(codeegg)第 593 次推文

在还原UI的时候我们常会发现一个问题，按照Sketch标注的尺寸去还原设计稿中的文字会产生几个Px的误差，字符上下有些许空白，以致于后期设计审查时频繁微调。

如上图为Android设备上100Px的不同字体显示的真实高度（includeFontPadding:false，下同），不同的字体的实际高度均不一致。

所以，为了精确还原我们需要了解1Px的字体到底有多高？

FontMetrics

在TrueType字体文件中，每一款字体文件都会定义一个em-square，它被存放于ttf文件中的'head'表中，一个em-square值可以为1000、1024或者2048等。

em-square相当于字体的一个基本容器，也是textSize缩放的相对单位。金属时代一个字符不能超过其所在的容器，但是在数字时代却没有这个限制，一个字符可以扩展到em-square之外，这也是设计一些字体时候挺方便的做法。

后续的ascent、descent以及lineGap等值都是相对于em-square的相对值。

ascent代表单个字符最高处至baseLine的推荐距离，descent代表单个字符最低处至baseLine的推荐距离。字符的高度一般由ascent和descent共同决定，对于em-square、ascent与descent我们可以通过FontTools解析字体文件获得。

FontTools

FootTools是一个完善易用的Python字体解析库，可以很方便地将TTX、TTF等文件转成文本编辑器打开的XML描述文件。

FontTools

安装

pip install fonttools

转码

ttx Songti.ttf

转码后会在当前目录生成一个Songti.ttx的文件，我们用文本编辑器打开并搜索'head'。

<head>
<!-- Most of this table will be recalculated by the compiler -->
<tableVersion value="1.0"/>
<fontRevision value="1.0"/>
<checkSumAdjustment value="0x7550297b"/>
<magicNumber value="0x5f0f3cf5"/>
<flags value="00000000 00001011"/>
<unitsPerEm value="1000"/>
<created value="Thu Nov 11 14:47:27 1999"/>
<modified value="Tue Nov 14 03:02:03 2017"/>
<xMin value="-99"/>
<yMin value="-150"/>
<xMax value="1032"/>
<yMax value="860"/>
<macStyle value="00000000 00000000"/>
<lowestRecPPEM value="12"/>
<fontDirectionHint value="1"/>
<indexToLocFormat value="1"/>
<glyphDataFormat value="0"/>
</head>

其中unitsPerEm便代表em-square，值为1000。在Windows系统中，Ascent与Descent由'OS_2'表中的usWinAscent与usWinDescent决定。但是在MacOS、iOS以及Android中，Ascent与Descent由'hhea'表中的ascent与descent决定。

<hhea>
<tableVersion value="0x00010000"/>
<ascent value="1060"/>
<descent value="-340"/>
<lineGap value="0"/>
<advanceWidthMax value="1000"/>
<minLeftSideBearing value="-99"/>
<minRightSideBearing value="-50"/>
<xMaxExtent value="1032"/>
<caretSlopeRise value="1"/>
<caretSlopeRun value="0"/>
<caretOffset value="0"/>
<reserved0 value="0"/>
<reserved1 value="0"/>
<reserved2 value="0"/>
<reserved3 value="0"/>
<metricDataFormat value="0"/>
<numberOfHMetrics value="1236"/>
</hhea>

Ascent与Descent的值为以baseLine作为原点的坐标，根据这三个值，我们可以计算出字体的高度。

TextHeight = (Ascent - Descent) / EM-Square * TextSize
LineHeight = (Ascent - Descent + LineGap) / EM-Square * TextSize

上表中，我们已知宋体-常规的ascent为1060，descent为-340。

TextSize为100Pixcel的宋体常规字符高度为
height = (1060 - (-340)) / 1000 * 100 = 140px

所以对于宋体，1Px的字高为1.4Px。

常见字体LineGap一般均为0，所以一般lineHeight = textHeight。

常用字体参数

iOS默认字体 - [San Francisco]

<unitsPerEm value="2048"/>
<ascent value="1950"/>
<descent value="-494"/>
<lineGap value="0"/>
TextHeight = 1.193359375 TextSize

Android默认字体 - [Roboto - Regular]

<unitsPerEm value="2048"/>
<ascent value="1900"/>
<descent value="-500"/>
<lineGap value="0"/>
<yMax value="2163"/>
<yMin value="-555"/>
TextHeight = 1.17187502 TextSize

UI适配误区

如上图Sketch设计稿中，字体为28px，字体居上下边框为32px，如果按照这样的参数进行UI还原的话，以Android默认设备为例，外围背景会比原来高28 * (1.17 - 1) = 4.76个像素(Android IncludeFontPadding = false)。

这是因为该设计稿中框选的lineHeight = textSize，这在一般的字体中是不正确的！会导致一些文字显示不下或者两行文字的上下端部分叠加。同理，用字的高度去得出TextSize也是不正确的！框选文字的时候不能刚刚够框选中文，实际上这种做法输入框输入个'j'便会超出选框，虽然仍能显示。

正确做法应该将lineHeight设置为 28 * 1.17 = 33，然后再测出上下边距。

如图，文字的实际位置并没有变化，但是文字的lineHeight变大了，上下边距相应减少为29px与30px。

对于设计稿中LineHeight > 字体实际高度（如1.17 * textSize）的情况下，我们可以设置lineSpace = lineHeight - 1.17 textSize 去精确还原行间距。

结论：UI中字体还原不到位一般是对字体高度理解有误解，实际上1Px的字体在客户端中一般不等于1Px，而等于1.19（iOS） or 1.17 (Android) 个Px。

Android IncludeFontPadding

/**
* Set whether the TextView includes extra top and bottom padding to make
* room for accents that go above the normal ascent and descent.
* The default is true.
*
* @see #getIncludeFontPadding
*
* @attr ref android.R.styleable#TextView_includeFontPadding
*/
public void setIncludeFontPadding(boolean includepad) {
if (mIncludePad != includepad) {
mIncludePad = includepad;
if (mLayout != ) {
Layouts;
requestLayout;
invalidate;
}
}
}

Android TextView 默认IncludeFontPadding为开启状态，会在每一行字的上下方留出更多的空间。

if (getIncludeFontPadding) {
fontMetricsTop = fontMetrics.top;
} else {
fontMetricsTop = fontMetrics.ascent;
} if (getIncludeFontPadding) {
fontMetricsBottom = fontMetrics.bottom;
} else {
fontMetricsBottom = fontMetrics.descent;
}

我们通过Textview的源码可以发现，只有IncludeFontPadding = false的情况下，textHeight计算方式才与iOS端与前端相统一。默认true情况会选取top与bottom，这两个值在一般情况下会大于ascent和descent，但也不是绝对的，在一些字体中会小于ascent和descent。

public static class FontMetrics {
/**
* The maximum distance above the baseline for the tallest glyph in
* the font at a given text size.
*/
public float top; /**
* The recommended distance above the baseline for singled spaced text.
*/
public float ascent; /**
* The recommended distance below the baseline for singled spaced text.
*/
public float descent; /**
* The maximum distance below the baseline for the lowest glyph in
* the font at a given text size.
*/
public float bottom; /**
* The recommended additional space to add between lines of text.
*/
public float leading;
}

对于top和bottom，这两个值在 ttc/ttf 字体中并没有同名的属性，应该是Android独有的名称。我们可以寻找获取FontMetrics的方法（getFontMetrics）进行溯源。

public float getFontMetrics(FontMetrics metrics) {
return nGetFontMetrics(mNativePaint, metrics);
}

@FastNative
private static native float nGetFontMetrics(long paintPtr, FontMetrics metrics);

Paint的getFontMetrics最终调用了native方法nGetFontMetrics，nGetFontMetrics的实现在Android源码中的Paint_Delegate.java类

@LayoutlibDelegate
/*package*/
static float nGetFontMetrics ( long nativePaint, long nativeTypeface,FontMetrics metrics){
// get the delegate
Paint_Delegate delegate = sManager.getDelegate(nativePaint);
if (delegate == ) {
return 0;
}
return delegate.getFontMetrics(metrics);
}

private float getFontMetrics (FontMetrics metrics){
if (mFonts.size > 0) {
java.awt.FontMetrics javaMetrics = mFonts.get(0).mMetrics;
if (metrics != ) {
// Android expects negative ascent so we invert the value from Java.
metrics.top = -javaMetrics.getMaxAscent;
metrics.ascent = -javaMetrics.getAscent;
metrics.descent = javaMetrics.getDescent;
metrics.bottom = javaMetrics.getMaxDescent;
metrics.leading = javaMetrics.getLeading;
}

return javaMetrics.getHeight;
}

return 0;
}

由上可知top和bottom实际上取得是Java FontMetrics中的MaxAscent与MaxDescent，对于MaxAscent的取值OpenJDK官网论坛给出了答案:

Ideally JDK 1.2 should have used the OS/2 table value for usWinAscent,or perhaps sTypoAscender (so there's at least three choices here,
see http://www.microsoft.com/typography/otspec/recom.htm#tad for
more info).
For max ascent we could use the yMax field in the font header.
In most fonts I think this is equivalent to the value we retrieve from the hhea table,
hence the observation that both methods return the max ascent.

所以我们可以获知，Android默认取的是字体的yMax高度，通过查找Apple Font手册我们可以知道yMax是字符的边界框范围，所以我们可以得出以下公式：

includeFontPadding default trueTextHeight = (yMax - yMin) / EM-Square * TextSize

includeFontPadding falseTextHeight = (ascent - descent) / EM-Square * TextSize

Android默认字体roboto在默认includeFontPadding = true情况下，textHeight = 1.32714844 textSize。

所以Android UI适配，如果不改变includeFontPadding，可以将系数调整为1.327

总结

相同textSize的字体，高度由字体本身决定

字体公式

TextHeight = (Ascent - Descent) / EM-Square * TextSize
LineHeight = (Ascent - Descent + LineGap) / EM-Square * TextSize

Android - includeFontPadding trueTextHeight = (yMax - yMin) / EM-Square * TextSize

客户端默认字体下，1个Px的高度值并不为1Px

iOS TextHeight = 1.193359375 TextSize
Android - IncludePadding : true TextHeight = 1.32714844 TextSize
Android - IncludePadding : false TextHeight = 1.17187502 TextSize

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