关于屏显文字行高和基线问题的研究

在终端或网页项目中,有时候验收 UI 时会发现文字的行间距会比设定的更大,和开发多次核对后得知,这是因为文字控件本身带有内padding,再加上设定的行距,视觉效果相当于是 padding 和 margin 叠加了。

而padding到底是多少呢?代码里是看不到的,sketch也看不到具体数值,不过可以通过字号和文字实际占用高度(即拖黑区域)来比较,通过控制字体包和字号两个变量。

前三个字体统一30px字号,行高分别为 1.4倍、1倍、1.5倍,而将最后一个字体包的字号改为20,行高又变成了1.45倍,说明不仅是不同字体行高不同,就连相同字体的不同字号,行高也并不是一个固定的倍数。

不同字体包、不同字号的行高对比

注:思源黑体在 Adobe 体系里称为思源字体 Source Han Sans,在 Google 体系里被纳为 Noto 字体体系一部分,字体包叫做 Noto Sans CJK SC ,两个版本字形和基线完全一致,区别在于行高和字重设定,这就导致在屏显文字的应用中,两个版本几乎要当作两种字体来处理。

值得一提的是,这个问题很早就被其他同事注意到(再往前一般是被当作玄学问题,只从操作层面解决,没有找到根本原因),当时经手的同事就猜测和字体包有关,只是还缺少更多细节。不过实践上已经可以解决问题:

  1. 非系统自带的第三方应用,除非自己打进一套字体,不然并不能控制不同终端的系统字体,所以设计稿推荐使用带一定行高的字体(除了source开头的思源黑体,其他的都可以),并允许小范围的系统性误差。移动端为iOS和安卓系统分别制作了两套字体规范,因为苹方和思源黑体的行高有差异,分别两套可以精细化控制排版。


    移动端字体规范局部(iOS和安卓各一套)
  2. 和固件配套的系统应用,我们正好可以控制固件中打入的系统字体。但固件自带的黑体不一定全是 noto开头的,有些可能因为历史原因,打入了source开头的,所以调试和出货之前要统一确认是否打入了 noto 开头的字体。(下图为安卓原生固件中的字体,中文是NotoSansCJK-regular.ttc, ttc格式包含了多种字重,调用ttc字重的方法略)

找固件开发大哥挖掘的信息
  1. source开头的黑体不建议用作终端应用的字体,因为它不带内padding,行高=1倍,如果不特别设定行间距,就会显得很密集,即使软件针对source字体做了排版优化,一跨平台又会出现更大偏差。

  2. 做UI稿一定不能用PS,因为PS在识别文字间距时,会以实际像素覆盖的区域为边界,相当于所有文字都变成padding=0,行高=1倍。

  3. 部分浏览器在渲染文字时会再次增加行高,需注意验收界面实际效果。

那这个问题还有什么没弄清楚的细节呢?留意上图中第三个思源黑体,在接近字底部的地方有一条蓝色线:

hover线

这是鼠标悬浮时被软件标记的线,重新打一段中英混排的文本,就知道这条线原来就是英文的基线:

中英混排的hover线

众所周知,英文字母的排列遵循三条参考线:基线、小写线、大写线,其中小写线也叫x线,大写线也叫升部线,有升部就有降部,比如小写字母 j ,下面超出基线的部分就叫降部了(当然要细分并不止这3条线)。英文的视觉重心在基线到x线之间的区域,大写字母横跨基线和升部之间的区域,所以整体重心会在x区域偏上一点。

中文的视觉重心逻辑不一样,中文的重心是中宫,中宫大约是文字中心1/3的区域。古文是竖排的,竖排时字的高矮没有要求,而宽窄变化,只要中宫对齐,外围收一点放一点也是可以的。现代汉语为了与其他语种(文化)衔接,改为了横排。如果依旧遵循中宫对齐,文字本身的高矮变化都会造成视线的起伏,增加阅读障碍。所以古早时期,中文在改横排时,就对一部分过于简单的文字进行了结构微调,比如把“心”字纵向拉高,达到纵向上量感匀称。

多语言混排时,如果直接让中文的中宫和英文的x区域等高并对齐,视觉上更加显得英文量感偏小、重心偏上了。

在中文中标出英文的x线

那文字混排时究竟应该遵循什么规则?特别是在多语种全球化、标准化过程中,屏显字体在设计时有没有什么公理呢?

先sketch打三段文本,用思源黑体 noto 版本打一段中文和英文,再用 roboto 同等字号打一段(yhx三个字母表示升部降部)。为了准确显示行高,因此三段文本是各自独立的文字控件。之前混排打字时得知,sketch会显示所有文字的基线,并且共享同一条基线,所以这里也让三个文字控件基线对齐。

参考线图解

字号 28, 用彩色块沿基线画出 28 的高度;发现色块高度全部比文字的本体都高,也就是文字的笔画不会超出字号所占的像素高度;灰色块是文字控件占用的高度,即“行高”,也是选中拖黑的高度。灰色块的高度全部大于彩色块的高度。

再把能标的参考线都标出来,共享的基线;英文的x线、升部线、降部线。刚刚说不止这几条,有些字母上端会超出升部线(案例里刚好没有),所以升部线以上还有上升线,降部线以下还有下降线,上升线和下降线在哪里,会不会刚好就是灰色区域的边界?

另外注意到,中文笔画中的撇、揦、竖、勾均会稍稍超出基线,而横却刚好贴着基线。也就是说中文字最底端的横画被标记为基线,用来替代中宫与英文对齐。横排文字中的基线可以作为视线引导,它是文字的内骨骼。中文撇、揦、竖、勾这些外延性的笔画会比基线更低,正好对应了英文中的降部。

为了进一步探索行高和参考线的关联,我发现了另一个厉害的工具 【 字体熔炉】——Font Forge
作为一个设计字体的工具,可以从微观角度展示字体文件的内部结构。

下图左边是用 Font Forge 画出来的字母 y,界面中也有显示 acender 上升线,descender 下降线。定义基线的高度为0。绘制文字的画布区域为 1000 unit。
那升部和降部呢?此刻他们分别等于上升线和下降线的值,所以上升线和下降线之间的距离刚好等于画布区域,也就是1000。此刻设计出来的英文字体就是两头贴边的。
右边为打开的属性, cap-height即大写线(升部线)。

字体包含的属性

下图为知乎用户李银城 制作的字体,网页上显示可见,不论多大的字体 ,上下都贴边,也就是没有padding。这里是用的英文测试,如果换成中文,根据在 sketch 上的试验,可以推测中文不会完全贴边(贴升部线和降部线),思源黑体source版本确实笔画也没有贴边,但彩色区域必定是等于灰色区域的(即行高=字号等额像素高度)。

使用自创的字体来测试行高

那市面上正规的字体打开是怎样的呢?

正规字体包的属性
字体设计界面和参考线

1415/1000 ,刚好等于1.4倍的行高。这也就解释了之前的现象,字体自带 1.2-1.4的行高,这与终端设定的排版格式无关,只与字族本身的属性有关。
那前端还可以控制吗?也可以,甚至可以设定比字体本身的更小的行高,所以有时候同一个网站在不同浏览器中显示的行高有区别。

参考:
字号与行高
前端基础系列之字体初探

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