有關(guān)字體的小小迷思

在前端工作中，大家都會時常需要注意到一些小小的細節(jié)的地方，雖然很小很容易忽略，但是卻也直接到關(guān)系到用戶體驗的問題。

Q1: – 明明是微軟雅黑，為什么在 MAC 下卻變成了種丑丑的字體？

Q2: – 為什么微軟雅黑的字有時候看著怪怪的，大小不一樣呢？

Q3: – 為什么相同的頁面在不同的系統(tǒng)不同的瀏覽器下看卻是不一樣的？

Q4: – 字體渲染到底跟什么有關(guān)系？

為此，做了一個小 DEMO 以測試一下，分析下相同的頁面在不同的 OS 和不同的瀏覽器下的表現(xiàn)差異。

 一、編碼與解碼

1. Web 服務(wù)器返回的 HTTP 頭中的 Content-Type: text/html; charset=“”的編碼

2. 與 html 中“ lang ”屬性有關(guān)

3. 網(wǎng)頁本身 meta header 中的 charset 部分

4. 瀏覽器菜單里一般允許用戶強制指定編碼

注：chrome55已經(jīng)去掉默認編碼選項，改為auto-detect。

二、選擇字體

按照字體的描述方式來分：

1. 點陣字體

2. 矢量字體（輪廓字體）

矢量字的好處是字體可以無級縮放而不會產(chǎn)生變形。目前主流的矢量字體格式有3種：Type1，TrueType 和 OpenType。如下圖中，前面有兩個 T 的是 TrueType 的格式字體，O 開頭的是 OpenType 的字體。

很多人把“宋體”（simsun）當(dāng)作點陣字體，其實不是，它和“微軟雅黑”（microsoft yahei）一樣，都屬于輪廓字體，只不多12px~17px的宋體內(nèi)置了點陣信息而已。

按照字體的表現(xiàn)形式來分：

1. 襯線字體（serif）：比如，宋體，Georgia，Times New Roman

2. 非襯線字體（sans-serif）:比如 Tahoma, Arial , 幼圓

3. 其它字體：等寬字體（monospace）,書寫體（cursive）,夢幻體（fantasy）

三、系統(tǒng)已安裝的字體

首先系統(tǒng)所包含字體不只和系統(tǒng)預(yù)裝的字體有關(guān)，還和系統(tǒng)上安裝哪些軟件有關(guān)。微軟操作系統(tǒng)下，詳細的系統(tǒng)和一些軟件包含的字體可以查看這個索引：Microsoft typography，Mac系統(tǒng)可以查看這個索引：List of typefaces included with OS X，移動端 IOS Fonts 和 IOS Font List 。

A1: 由于不同系統(tǒng)默認安裝的字體的不同，且不同瀏覽器默認渲染的字體不同，如果只在css里定義里，font-family:’微軟雅黑’ 的話，在MAC里有些瀏覽器下沒有相關(guān)中文字體定義的話，會回退到MAC下的默認宋體展示，視覺效果就會大打折扣了。

四、系統(tǒng)渲染引擎

不同瀏覽器有著不同的渲染引擎。Mac OS X 用戶使用 CoreText 渲染引擎，Windows7  和 Windows Vista 用戶使用 DirectWrite 或  GDI ,而 Windows XP 則使用 GDI。

GDI 分為 GDI Grayscale 和 GDI ClearType 。前者為灰階渲染 API，后者是亞像素渲染 API。由于 GDI ClearType 并未對字體進行垂直方向的平滑，因此當(dāng)字體較大時會出現(xiàn)邊緣不平滑的情況。為了彌補 GDI ClearType 的不足，MS實現(xiàn)了 DirectWrite API，它在 GDI ClearType 的基礎(chǔ)上增加了垂直方向的平滑。

使用同一顏色，感官上的顏色深淺為：黑白渲染> grayscale > sub-pixel。

iOS 和 Mac 的渲染引擎一樣，但采用的是灰度渲染，默認情況下亞像素抗鋸齒是關(guān)閉的，但可以通知設(shè)置開啟。

由于渲染策略的不同，字母a在不同的瀏覽器和 OS 下的渲染表現(xiàn)也不同。第一個是理想模型的a,第二個是灰階渲染的a,第三個是亞像素渲染，第四個是黑白渲染。

五、瀏覽器

常用字體在瀏覽器中的渲染情況

注：從 chrome52 開始，google 停止對于老的操作系統(tǒng)的支持，包括 windows xp 和 windows vist a停止了 GDI 的字體渲染，從而只支持 DirectWrite.

六、光柵化（hinting）

光柵化是將文字從一個向量表示（比如一個 TrueType 字體）轉(zhuǎn)化到光柵或者位圖表示的過程。在這個過程中往往涉及到一些抗鋸齒技術(shù)來使得屏幕上的字體更加平滑易讀。但是，號稱100美元一個字的微軟雅黑為什么會出現(xiàn)字體大小不一的情況？

A2: ClearType 的渲染方式，使得它非常依賴 hinting 信息。但是微軟雅黑的 hinting 飽受詬病，特別是在小號字顯示下，特別明顯。

七、CSS 定義

CSS 對于字體的定義屬性也有很多。比如 font-family，它的屬性的值是用于某個元素的字體族名稱或/及類族名稱的一個優(yōu)先表。瀏覽器會使用它可識別的第一個值。
字體系列名稱中有兩種，

1. 第一種是指定的字體系列名稱，比如：“times”, Arial”等。

2. 第二種是通常字體名稱，是一個字體族。比如我們習(xí)慣添加在 font-family 最后的 sans-serif 和 serif 。

A3:  從測試 Demo 中可以看出：字體的展現(xiàn)受系統(tǒng)預(yù)裝字體的影響，也受瀏覽器默認字體的影響。Mac 下的中文字體，除了受 font-family 屬性中的字體名稱優(yōu)先集影響外，也受最后一個屬性 serif 和 sans-serif 的屬性的影響。因此，如果你對中文字體只定義了微軟雅黑，或者沒有定義中文字體，并且定義了襯線字體，那在MAC下顯示的就是圖中的宋體。

不同的操作系統(tǒng)有不同的渲染引擎，但是即使是相同的操作系統(tǒng)，不同的瀏覽器也會有不同的表現(xiàn)。因為瀏覽器廠商所選用的渲染 API 都是不同的。

-webkit-font-smoothing屬性：-webkit-font-smoothing: none | subpixel-antialiased | antialiased

none: 不平滑，字體具有鋸齒鋒利邊緣，適用于小像素的文本。
subpixel-antialiased 使用亞像素平滑。
antialiased 使用灰階平滑。

還有一些別的屬性：

Github上的 font-family 是這樣定義的：

那么這個 -apple-system 和 BlinkMacSystemFont 是什么呢？

-apple-system 用于調(diào)用系統(tǒng)默認 UI 字體，并且會根據(jù) font-weight 聲明選擇恰當(dāng)?shù)淖凅w。system 將來有可能成為標準，-apple- 為過渡階段的廠商前綴。
BlinkMacSystemFont：為 macOS Chrome 應(yīng)用系統(tǒng) UI 字體，與上面等同。

結(jié)論：

A4: 從字體在瀏覽器上的種種表現(xiàn)來看，分析其原因，這和編碼方式，系統(tǒng)字體類型及排版引擎，瀏覽器都有關(guān)系，是一種比較復(fù)雜的表現(xiàn)方式。小小字體在不同環(huán)境下的表現(xiàn)方式都是不一樣的，要盡量識別他們的差異，并能找到一種最佳適合的解決方式。

參考文檔：

1. 維基百科——計算機字體
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E5%AD%97%E4%BD%93

2. 網(wǎng)站字體渲染過程
https://isux.tencent.com/website-font-rendering-process.html

3. 字體渲染
http://ued.ctrip.com/blog/font-rendering.html

4. DirectWrite 簡介
https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/dd371554(v=vs.85).aspx

5. 在WEB內(nèi)容中使用系統(tǒng)字體
https://csspod.com/using-the-system-font-in-web-content/

6.A Closer Look At Font Rendering
https://www.smashingmagazine.com/2012/04/a-closer-look-at-font-rendering/