c# - 计算字体大小以使文本适合特定宽度

Question

我有一个改变大小的图像，我想知道我应该使用哪种字体大小来适应动态变化的大小。
如您所知，有一个Graphics.MeasureString方法，它计算字符串的大小。一种可能的方法是测量每种字体大小，直到找到最合适的字体，但是由于我需要在一秒钟内渲染很多帧，因此对性能的影响太大了。
给定特定的图像宽度，是否有更有效的方法来查找字体大小？

Answer 1

首先，我很确定没有不使用 Graphics.MeasureString() 的方法。 .至少，您必须分析 GDI+ 字体渲染代码的重要部分，才能估计最终字体大小 since it uses its own renderer .
幸运的是，有一些方法可以大大减少 MeasureString() 的数量。每帧调用到一个小常数 (甚至为零)，具体取决于您使用的字体。

等宽字体
如果你使用等宽字体，事情很简单:

测量任意字符的边界，对于 n不同的字体大小。

将图像宽度除以文本长度，得到字符的最大宽度。

使用预先计算的边界列表来确定字体大小。

MeasureString() 的来电次数: n启动期间的次数，0每帧次数。

比例(可变间距)字体
如果您使用具有可变字符大小的比例字体，事情会变得更加复杂。如前言所述，难免调用MeasureString() ;但是，您可以 显着减少所需的调用次数到一个小常数 ，通过计算和改进估计。
一般算法是:

选择最大 (max) 字体大小。

使用 max 测量您的字符串字体大小。

缩放测量的字符串边界以适应图像边界。由于字体大小大致是线性的，因此比例因子 s可用于计算估计的字体大小:est = s * max .

如果估计 est，请检查极端情况并稍微调整字体大小还不是最优的。

一个实现可能如下所示:

public Font GetFont(string str, Graphics g, int imgWidth, int imgHeight)
{
    // Measure with maximum sized font
    var baseSize = g.MeasureString(str, _fontCache[_maxFontSize]);

    // Downsample to actual image size
    float widthRatio = imgWidth / baseSize.Width;
    float heightRatio = imgHeight / baseSize.Height;
    float minRatio = Math.Min(widthRatio, heightRatio);
    int estimatedFontSize = (int)(_maxFontSize * minRatio);

    // Make sure the precomputed font list is always hit
    if(estimatedFontSize > _maxFontSize)
        estimatedFontSize = _maxFontSize;
    else if(estimatedFontSize < _minFontSize)
        estimatedFontSize = _minFontSize;

    // Make sure the estimated size is not too large
    var estimatedSize = g.MeasureString(str, _fontCache[estimatedFontSize]);
    bool estimatedSizeWasReduced = false;
    while(estimatedSize.Width > imgWidth || estimatedSize.Height > imgHeight)
    {
        if(estimatedFontSize == _minFontSize)
            break;
        --estimatedFontSize;
        estimatedSizeWasReduced = true;

        estimatedSize = g.MeasureString(str, _fontCache[estimatedFontSize]);
        ++counter;
    }

    // Can we increase the size a bit?
    if(!estimatedSizeWasReduced)
    {
        while(estimatedSize.Width < imgWidth && estimatedSize.Height < imgHeight)
        {
            if(estimatedFontSize == _maxFontSize)
                break;
            ++estimatedFontSize;

            estimatedSize = g.MeasureString(str, _fontCache[estimatedFontSize]);
        }

        // We increase the size until it is larger than the image, so we need to go back one step afterwards
        if(estimatedFontSize > _minFontSize)
            --estimatedFontSize;
    }
    
    return _fontCache[estimatedFontSize];
}

可惜网上各种C#编译器都不支持GDI+，不过我上传了self-contained sample program as a Gist .该程序测试了各种不同的图像大小，同时记录了对 MeasureString() 的调用次数。 .MeasureString() 的来电次数: 0启动期间的次数，2或 3每帧次数。
因此，(在实践中)这个算法有 恒定复杂性 并且比线性方法更有效，同时它仍然可以找到最佳的整数字体大小。
这种方法可以通过添加额外的检查来进一步优化，以便保存另外一个或两个 MeasureString()调用，如果特定的字体和字符集允许的话。
备注 :

示例实现适用于宽度和高度；由于您的问题表明您只对宽度感兴趣，因此您可以安全地删除高度部分。

我只为整数字体大小实现了这个。如果渲染的文本确实应该尽可能大，那么在估计的大小和小的(可能是恒定的)偏移之间进行额外的二进制搜索应该会产生一个很好的近似值，同时保持 MeasureString() 的数量。叫小。

在示例实现中，我预先分配了所有 n Font对象并将它们放入 _fontCache列表，为方便起见。从性能的角度来看，这可能没有必要；您可能想要测量分配 Font 的开销目的。

您不必将字体大小限制在 max .升级也是可能的，但您可能会失去精度。

您可以利用有关呈现文本内容的其他信息。例如，如果只有 m可能的字符串，缓存其计算的字体大小可能会有所帮助。