为什么我的大小为 11 的 truetype 字体呈现与 windows 不同？

Question

即：打开记事本，字体选为“Arial, Size 11”，仔细输入“这只是一个测试”字样，截图：

输入并运行以下Python代码：

import ImageFont, ImageDraw, Image
im = Image.open("c:/textimg.png") #the above image

pilfont = ImageFont.truetype("arial.ttf", 11)

compimg = Image.new("RGB", im.size, (255, 255, 255))
draw = ImageDraw.Draw(compimg)

draw.text((0,0), "this is just a test", (0,0,0), font=pilfont)

compimg.save("c:/compimg.png")

然而结果却令人失望：

不仅尺寸不对，而且还有些阴影，而记事本的渲染清晰且不跨越像素边界。

我怎样才能让它像记事本一样呈现？我在 pygame 上也遇到过这个确切的问题，所以我认为我在这里缺少对 TTF 的一些基本了解。

更新：我再次尝试使用 pygame。它做同样的事情。它确实有一个关闭抗锯齿的选项，但看起来它只是切断了它根据某个阈值进行抗锯齿的任何像素。我得到的最接近的近似值是使用 15 号。代码是：

pygfont = pygame.font.Font(r"c:\windows\fonts\arial.ttf", 15)
surf = pygfont.render("this is just a test", False, (0,0,0), (255,255,255))
pygame.image.save(surf, r"c:\pygameimg.png")

和结果（上面是记事本原件以供比较）：

KILL ME http://tinypic.com/images/404.gif

哎呀，为什么我不能马上提供赏金呢？

更新：这里比较所有方法：

PIL 15，然后记事本 11，然后 pygame 15 抗锯齿关闭，然后 pygame 15 抗锯齿打开。

PIL 15 实际上具有正确的比例，它只是抗锯齿。所以：为什么是 15 对 11？如何让它像windows一样做呢？ （而 wtf 是 pygame 在做什么？）

Answer 1

尽管 PIL 文档声明大小以点为单位，但 PIL 也使用 72DPI，因此如果将点大小转换为像素大小（除以 0.75），然后使用 math.ceil() 转换为整数，字体将正确呈现，并且类似于（但当然不完全是）在 windows 中呈现的内容。

Answer 2

正如 Ned 已经指出的那样，尝试从某个渲染库中获得相同的结果并不是很正确。如果您想要完全相同的原生外观，您可以尝试使用 Windows 的内部功能，正如我从您的另一篇文章中看到的那样，这就是您已经完成的工作，这非常有趣。

如果我们谈到一般的屏幕真实文本渲染，会有一些重要的细微差别。首先，所有矢量字体格式最初都不是为屏幕开发的，而仅仅是为排版而开发的，它有两个很大的区别。 对于屏幕，您只需要一个位图，即 8 位 Alpha 通道信息，然后您将其与像素值一起混合到屏幕背景中。 要使事情正常工作，您需要将 TTF 文件撕成一组位图。

粗略地说，这里有两种方法：

• 以 BW（1 位）的高分辨率提取字形。例如。对于大多数情况，~600px 位图就足够了。然后，您可以根据需要构造和调整字符串大小。

• 将它们作为 8 位数组直接提取到目标分辨率。在这种情况下，您不能调整它们的大小，而只能构造字符串，只需将这个 8 位数组放在 alpha 通道中并沿线放置。

在这两种情况下，您还需要精确的距离列表和字距调整对列表，这对于每个目标分辨率显然是不同的，并且提取此信息可能因不同的字体格式而异。

最好坚持第一步，因为第二种方法也可以通过高分辨率位图实现，无需每次都将其光栅化。 对于小尺寸以获得更好的距离精度，您还可以生成“移位”字形，这意味着相同的字形，但在初始高分辨率图像中移动了 1/2 或 1/3 像素。这又需要稍微不同的字符串构造过程。

重要的关于大小的注意事项：没有字体大小这样精确的东西。在排版中，这是 Em 正方形的大小，与字体的 x 高度没有直接关系。 此外，如果我进行位图渲染或重采样，我只使用 Em-square 的像素大小（整个位图的边界）和下采样因子，如果我使用它来获取小位图。实际x-height尺寸可以近似计算，仅供参考。

对于非抗锯齿位图，这些小位图必须已包含在字体文件中，至少对于 Arial 和 Times 等原生字体而言。 IIRC 这些存储在 TTF 中，通常为 7 - 16 pt 的特定小尺寸，并作为 1 位掩码。唯一的问题是如何从应用程序中提取或获取它们。我真的不知道，我认为这些只是遗留的东西。我更关心现实的渲染问题。

Answer 3

成功——看红线：

praise the lord http://i54.tinypic.com/2r60dc3.png

使用我创建的方法here。

有趣的是，我仍然必须提供 15 号字体。不过，我不确定这是否与点与像素相关，正如文档所说：

> 0：字体映射器将此值转换为设备单位，并将其与可用字体的单元格高度相匹配。

字符高度相匹配。

但是，提供 -11 并没有得到想要的结果......它只是让它变小了......所以我不知道。这可能是点与像素。

Answer 4

尺寸不同，因为它们的指定方式不同。要将点转换为像素，请使用公式：pixels = points * 96 / 72 其中 96 是配置到 Windows 中的 DPI（不是显示器的实际 DPI）。在您的情况下，11*96/72 = 14.6666，四舍五入为 15。

至于使文本像素与像素相同，使用提供的工具是不可能的 - Ned is correct。如果这绝对重要，您将需要使用 Windows API 为您呈现此文本并将其复制到图像中。不是一个简单的过程。

Answer 5

字体渲染是一个复杂而微妙的过程，并且已经实施了多次。在您的情况下，PIL 和 Windows 看起来不同，因为它们使用完全不同的字体渲染引擎。 Windows 使用它的内置渲染，而 PIL 使用它编译时使用的 Freetype。

我不知道每个环境如何解释其“大小”参数，但即使您将它们解释为相同，渲染也会完全不同。获得与记事本相同的像素的方法是启动记事本并抓取屏幕。

也许如果您详细说明为什么您需要与记事本相同的渲染，我们将为您的问题提供创造性的解决方案。

Answer 6

我认为记事本的“大小”是点大小，而 ImageFont.truetype() 的“大小”是像素。