Draw Text in Deep

Android系统提供了Textview来提供文字的显示，但很多时候开发者还需要使用Canvas来绘制Text，这时候，canvas.drawText()就不像Textview的使用这么简单了，需要掌握文字的测量以及渲染的流程。

Paint.FontMetrics

FontMetrics是文字测量的重要方法，它提供了下面这些变量，来展示文字测量的相关参数：

• baseline：字符绘制基线
• ascent：字符最高点到baseline的距离
• top：字符最高点到baseline的最大距离
• descent：字符最低点到baseline的距离
• bottom：字符最低点到baseline的最大距离
• leading：行间距，即前一行的descent与下一行的ascent之间的距离，单行则为0（注意不是行距）

要注意的是，这些参数都是以baseline为基准，所以在baseline之上的参数均为负值，baseline之下的参数才为正值，且这些值是距离，而非坐标。或者可以理解为baseline.y = 0的时候的坐标值。

top要大于ascent，原因是需要为拉丁语等带符号的语言留出位置

由这些参数，可以定义下面的这些与渲染有关的参数。

• 字体的高度

  可以通过descent + Math.abs(ascent)计算得到。

• 行间距（leading）

  TextView的行间距调整设置是通过setLineSpacing(add, mult)方法，在xml中，可以通过lineSpacingExtra和lineSpacingMultiplier来设置，在Paint自定义绘制Text中，可以使用Paint.fontMetrics中的leading属性设置

• 行高

  即字符所在行的高度 = ascent + descent + leading，即字符的高度 + 行间距，可以通过descent+Math.abs(ascent) + leading得到。如果在TextView中，可以直接通过getLineHeight()方法获取。

• 字符间距（kerning）

  对于textView和Paint绘制的Text，可以分别使用各自类中的getLetterSpacing()和setLetterSpacing()方法获取和设置字符间距，对于TextView还可以在布局文件中使用属性letterSpacing进行定义。（注意以上的方法和属性是在API 21引入的，对于之前的版本，只能通过SpannableString类及相应的方法来间接调整。）

通过下面这张图，大家可以非常清楚的了解FontMetrics。

file

文本测量

文本的测量是非常复杂，因为要适配全球几百种语言不同的排版，除了前面提到的FontMetrics，Android的渲染API还提供了很多测量文本的API。

getFontSpacing()

这个API用于获取推荐的行距。即两行文字间的baseline的距离。

这个值是系统根据文本的字体和字号自动计算的。当你使用drawText一行行绘制文字的时候，可以在换行的时候获取下一行的baseline坐标。

如果使用StaticLayout进行多行文本的绘制，则不需要通过这个API来获取行距

这里有一点需要注意的是，getFontSpacing所获取的行距，与FontMetrics获取的bottom + abs(top) + leading行距是不一样的，这主要是因为这两个API的计算方式不同，系统推荐使用getFontSpacing来获取多行文本绘制时的行距。

getTextBounds()

获取文字的实际显示范围。这个API返回的是当前绘制文字的最小矩形，即能完全包裹文字的矩形范围。

measureText()

与getTextBounds不同，measureText返回的是文字的实际占用位置，即理论上文字应该占用的区域。

getTextWidths()

这个API返回的数组中，包含了每个字符的实际宽度，在排版中，这个宽度也叫“advance width”。它们累加的和，即为measureText返回的长度。

如果所选字体为等宽字体，则每个字符的宽度是相同的，如果非等宽字体，则不同字符的宽度是不同的。

文字渲染Layout

在Android中，文字渲染的基类是Layout类，它包含了文字测量、渲染和布局的所有功能，Layout类有几个子类：

• BoringLayout
• StaticLayout
• DynamicLayout

一般来说，如果待渲染文本是属于Spannable的文本对象，则使用动态布局DynamicLayout，否则，使用isBoring判断是不是单纯的单行布局，如果是则使用BoringLayout，其他情况使用StaticLayout。

BoringLayout用于绘制仅一行文本的场景，它比较重要的地方是，它提供了一个静态方法isBoring来判断一段文字是否能在一行放下，这对于布局渲染是非常有帮助的。

/**
 * Returns null if not boring; the width, ascent, and descent if boring.
 */
val boring = BoringLayout.isBoring(drawText, textPaint)

StaticLayout

StaticLayout的使用场景为多行文本的渲染和SpannableString的渲染。

SpannableString是不能通过Paint.getTextBounds或者是Paint.measureText来测量的

StaticLayout的基本使用如下所示。

val spannable = SpannableString(drawText)
spannable.setSpan(RelativeSizeSpan(2f), 0, 3, Spanned.SPAN_EXCLUSIVE_EXCLUSIVE)
val staticLayout = StaticLayout(
    spannable, textPaint, width, Layout.Alignment.ALIGN_NORMAL,
    1F, 0F, true
)
val width = staticLayout.getLineWidth(0)
val height = staticLayout.height
Log.d("xys", "line width $width height $height")
staticLayout.draw(canvas)

Demo如图所示。

file

如果是API26+，可以使用新的API构造StaticLayout，代码如下所示。

// API 26+
val staticLayout = StaticLayout.Builder
        .obtain(text, start, end, textPaint, width)
        .build()

通过StaticLayout.Builder可以设置一些API26+的额外参数，例如alignment、textDirection、lineSpacing、justificationMode等，其中justificationMode用于多行文本的两边对齐显示。

关于StaticLayout这里有一篇比较好的文章推荐给大家。

https://medium.com/over-engineering/drawing-multiline-text-to-canvas-on-android-9b98f0bfa16a

TextPaint与Paint

TextPaint是Paint的子类，与Paint的使用基本一致，但大多用于StaticLayout或者是用于测量计算时使用。

TextPaint的示例代码如下所示。

String text = "This is some text."

TextPaint myTextPaint = new TextPaint();
mTextPaint.setAntiAlias(true);
mTextPaint.setTextSize(16 * getResources().getDisplayMetrics().density);
mTextPaint.setColor(0xFF000000);

float width = mTextPaint.measureText(text);
float height = -mTextPaint.ascent() + mTextPaint.descent();

TextAlign

TextAlign设置的是文本的对齐方式，一共有三种，LEFT、CETNER和RIGHT，默认值为LEFT，它的作用是在绘制的时候确定绘制的方向，例如设置为LEFT，那么文本绘制的时候，就是从baseline的StartX开始向右绘制文本，如果是CENTER，那么就是从StartX开始，向两边开始绘制文字，同理，RIGHT为StartX向左开始绘制文本，这里要注意的是，TextAlign确定的是方向，而非在显示区域内的对齐方式，它的一个作用是帮助开发者进行居中的绘制，例如设置Paint的TextAlign为CENTER，drawText的时候起点x = canvas.getWidth() / 2即可。文本会根据基准线的中点开始向左右开始绘制文字，最终自然就变成了居中显示了。如果你设定了RIGHT，那么从baseline的StartX的右边开始绘制。

通过下面这个例子，可以很清楚的了解这一原理。

file

文本的居中绘制

Android中文本的绘制都是使用baseline进行定位的，通过fontMetrics和已知的区域坐标，是可以推算出文字的其它关键坐标的，所以，文本在任意区域的任意位置绘制问题，其实就是一个坐标运算的问题，根据已知变量和fontMetrics的相关参数，来计算baseline的距离，下面就是文本垂直居中的推算过程。

文本的descent：
descentY = baselineY + fontMetrics.descent;
文本的字体高度：
fontHeight = fontMetrics.descent- fontMetrics.ascent
当文本垂直居中时的bottom距离应该为：
descentY=1/2 * height + 1/2 * fontHeight

baselineY = 1/2 * height － 1/2 * ( fontMetrics.ascent ＋ fontMetrics.descent ）
此时求得baseline的值，即cavans.drawText()里的y的坐标。

file

breakText

这个API与BoringLayout中的isBoring方法有些类似，主要是对文中进行一行的测量。

breakText (CharSequence text, int start, int end, boolean measureForwards, float maxWidth, float[] measuredWidth)
这个方法让我们可以设置一个最大宽度，在不超过这个宽度的范围内返回实际测量值，text表示我们的文本字符串，start表示测量字符串的开始位置，end表示测量字符串的结束位置，measureForwards表示测量的方向，maxWidth表示一个给定的最大宽度在这个宽度内能测量出几个字符，measuredWidth为一个可选项，不为空时返回真实的测量值。
类似的方法还有breakText (String text, boolean measureForwards, float maxWidth, float[] measuredWidth)和breakText (char[] text, int index, int count, float maxWidth, float[] measuredWidth)。
这个方法在一些自定义文本绘制的场景下比较常用，例如阅读类APP的文字排版，需要在换行的时候动态折断或生成一行新的字符串。

基本使用方式如下所示。

measuredCount = paint.breakText(text, 0, text.length(), true, showWidth, measuredWidth);
canvas.drawText(text, 0, measuredCount, paint);

通过上面的方法，就得到了当前这一行可以容纳text文本中的多少个字符，如果showWidth不够展示全部的字符，text文本则会被截断，measuredCount就是该截断的位置。

其它

canvas中还有很多其它关于绘制文本的API，都是样式上的参数，这里不详细解释，例如：

• textScaleX
• letterSpacing（API 21+）
• textSkewX

这些都是一些设置文本样式的API，大家自己在Demo中设置下就知道样式了。

整个文章的演示Demo上传到GitHub了，大家可以自己在手机上测试下，加深对文本渲染的了解，地址如下所示。

https://github.com/xuyisheng/TextMatrix
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