Tcl/tk缩放Truetype字体时的精度问题

最近有国内新客户抱怨我们产品显示的原理图太不专业了，在原理图上使用宋体GB2312设计好中文图表，经过几次缩放时，表格内的文字居然会跑到表格外边，更要命的是打印出来的文档也存在同样的问题。 我研究了一下，原来又是Windows GDI Text APIs的一个大坑！

问题详细描述

用Tcl/tk script可以很容易地重现这个问题。如下图，第一行文字使用的Arial字体rendering by GDI APIs, 第二行文字使用的是OF Helvetica字体rendering by Freetype APIs，两行文字都用和字体无关的方式加了边框。

• 刚运行脚本时，两行文字都是8pt,虽然显示效果不一样，但看着是一样大。 
  

• 放大几次后，第一行的GDI文字明显跑到框外了。 
  

再看一下这时的log: 
font:-family Arial -size 20.118148965022 -weight normal -slant roman -underline 0 -overstrike 0 -type truetype 
font:-family {OF Helvetica} -size 19.53125 -weight normal -slant roman -underline 0 -overstrike 0 -type outline 
zoom fact:2.44140625

缩放比例2.44140625，outline字体的大小是19.53125ot,正好等于 8 * 2.44140625，没有一点精度损失；而truetype字体的大小是20.118148965022pt,明显偏大了。

原因分析

Tcl tk在Windows上使用GDI font engine来渲染显示Truetype字体。GDI Text APIs 的font size必须是int类型，在代码调用过程中，需要把界面指定的phsicial font size(pt) 转换为 logical font size,从而导致了精度损失；作为对比，如果使用我们产品内置的Outline字体就没有类似的问题，因为Outline字体是我们过去为了支持跨平台，自己移植的Freetype字体，对应使用的是Freetype font engine, Freetype APIs的font size都是float类型的，从phsicial font size 转换为 logical font size时不会产生精度损失。为了支持中文，用户只能使用基于GDI render 的truetype字体，因为Freetype字体库中还没有支持中文的字体，这次看来必须要对Tcl/tk的font engine做个大手术，用DirectWrite float-based APIs 更换老旧的GDI APIs了。

tcl/tk测试代码如下

 
  
  
  

   
proc zoominit {
      c {
      zfact {
      1.1}}} {
      
   
    # save zoom state in a global variable with the same name as the canvas handle
   
    upvar #0 $c data
   
    set data(zdepth) 1.0
   
}
   

   
proc zoom {
      c fact} {
      
   
    upvar #0 $c data
   
    # zoom at the current mouse position
   
    set x [$c canvasx [expr {[winfo pointerx $c] - [winfo rootx $c]}]]
   
    set y [$c canvasy [expr {[winfo pointery $c] - [winfo rooty $c]}]]
   
    $c scale all $x $y $fact $fact
   
    # save new zoom depth