Font Descriptor: แนวคิดหลักและความสามารถของตัวบอกลักษณะแบบอักษร

Font Descriptor คืออะไรและทำไมจึงจำเป็น

Font Descriptor คือวัตถุที่อธิบายคุณลักษณะของแบบอักษรเป็นชุดของคู่คีย์-ค่า แทนที่จะเป็นไฟล์แบบอักษรเฉพาะ แทนที่จะสร้างแบบอักษรตามชื่อ นักพัฒนาจะระบุตระกูล ชนิด ขนาด และคุณลักษณะเสริม และระบบจะเลือกการจับคู่ที่ดีที่สุด วิธีการนี้มีความสำคัญสำหรับการพิมพ์แบบปรับได้: ตัวบอกลักษณะเดียวกันสามารถทำงานบนเวอร์ชัน iOS ต่างกันซึ่งชุดแบบอักษรที่มีอยู่แตกต่างกัน ตามแนวทางการออกแบบส่วนติดต่อผู้ใช้ของ iOS การจับคู่แบบอักษรผ่านตัวบอกลักษณะเป็นวิธีที่แนะนำสำหรับการทำงานกับแบบอักษรไดนามิก

หากไม่มี Font Descriptor นักพัฒนาจะต้องตรวจสอบความพร้อมของแต่ละแบบอักษรตามชื่อและกำหนดตัวเลือกสำรองด้วยตนเอง ตัวบอกลักษณะจะทำให้กระบวนการนี้เป็นอัตโนมัติ: มันมีเมทริกซ์ความเข้ากันได้ของชนิด (ปกติ หนา เอียง หนาเอียง) และเมื่อไม่พบการจับคู่ที่แน่นอน มันจะส่งคืนชนิดที่ใกล้ที่สุดที่มีอยู่ การจับคู่ของระบบ ทำงานที่ระดับ Core Text และพร้อมใช้งานทั้งบน iOS และ macOS ผ่าน API NSFontDescriptor แบบครบวงจร

ตัวบอกลักษณะยังใช้สำหรับแบบอักษรที่กำหนดเอง — โหลดผ่าน Info.plist หรือเพิ่มด้วยตนเอง หากแบบอักษรถูกลงทะเบียนในระบบ ตัวบอกลักษณะของมันจะถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับแบบอักษรของระบบ หมายเหตุข้ามแพลตฟอร์ม: แนวคิดของตัวบอกลักษณะมีอยู่ใน Android ผ่าน Typeface.Builder เช่นกัน แต่การใช้งาน iOS ผ่าน UIFontDescriptor ให้คุณลักษณะมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ — มากกว่า 20 รายการเทียบกับ 5 ใน Android

คุณสมบัติและคุณลักษณะหลักของ Font Descriptor

UIFontDescriptor มีคุณลักษณะที่จัดกลุ่มในพจนานุกรม fontAttributes ชนิด [UIFontDescriptor.AttributeName: Any] คุณลักษณะหลักประกอบด้วยตระกูลแบบอักษร ชื่อ ขนาด ลักษณะ (traits) เมทริกซ์การแปลง ขนาดเชิงแสง และรูปแบบข้อความ ตามเซสชัน 227 ของ WWDC 2019 ของ Apple การใช้รูปแบบข้อความ — Dynamic Type — เป็นข้อบังคับสำหรับแอปพลิเคชันที่รองรับการเข้าถึง

คุณลักษณะ traits คือพจนานุกรมที่มีลักษณะเชิงสัญลักษณ์: น้ำหนัก (UIFontWeightTrait) ความเอียง (UIFontSlantTrait) ความกว้าง (UIFontWidthTrait) และอื่นๆ ค่าเหล่านี้ถูกใช้โดยตัวจับคู่แบบอักษรเพื่อเลือกชนิด ตัวอย่างเช่น UIFontWeightTrait ที่มีค่า 0.0 — ชนิดปกติ 0.3 — หนา ระบบจะแมปค่าตัวเลขไปยังตัวแปรแบบอักษรที่มีอยู่โดยอัตโนมัติ

คุณลักษณะเพิ่มเติมรวมถึง featureSettings สำหรับคุณสมบัติ OpenType (การเชื่อมตัวอักษร การเว้นระยะ สัดส่วนตัวเลข) visibleName สำหรับแสดงต่อผู้ใช้ matrix สำหรับการแปลงแบบ affined ของแบบอักษร และ cascadeList สำหรับรายการแบบอักษรสำรองแบบเรียงซ้อน รายการคุณลักษณะทั้งหมดครอบคลุมสถานการณ์การพิมพ์เกือบทั้งหมดใน iOS และ macOS

การสร้าง UIFont ผ่าน Font Descriptor ใน Swift

วิธีหลักในการทำงานกับ Font Descriptor ใน iOS คือการสร้างตัวบอกลักษณะแล้วสร้าง UIFont จากมัน นี่เป็นวิธีที่ต้องการเมื่อคุณต้องการแบบอักษรที่มีคุณลักษณะเฉพาะโดยไม่ทราบชื่อที่แน่นอน กระบวนการประกอบด้วยสองขั้นตอน: การสร้าง UIFontDescriptor ผ่านตัวเริ่มต้นและการเรียกเมธอด font(withSize:) บนตัวบอกลักษณะ

import UIKit

// สร้างตัวบอกลักษณะแบบอักษรสำหรับตระกูล
let descriptor = UIFontDescriptor.init(
    fontAttributes: [
        .family: "SF Pro",
        .traits: [
            .weight: UIFont.Weight.bold
        ]
    ]
)

// สร้าง UIFont จากตัวบอกลักษณะ
let font = descriptor.font(withSize: 17)

วิธีการนี้รับประกันว่าระบบจะเลือกการจับคู่ที่ดีที่สุดสำหรับชนิดหนาของ SF Pro บนอุปกรณ์ปัจจุบัน ข้อได้เปรียบสำคัญ — โค้ดไม่ขึ้นอยู่กับเวอร์ชัน iOS: บน iOS 13 จะใช้ SF Pro; บนเวอร์ชันก่อนหน้านี้จะใช้ Helvetica Neue หรือแบบอักษรของระบบเริ่มต้น

ในการสร้างแบบอักษรที่มีขนาดไดนามิก ให้ใช้ตัวเริ่มต้นกับรูปแบบข้อความและมาตราส่วน Dynamic Type จะปรับขนาดโดยอัตโนมัติตามการตั้งค่าของผู้ใช้:

// ตัวบอกลักษณะ Dynamic Type
let bodyDescriptor = UIFontDescriptor
    .preferredFontDescriptor(withTextStyle: .body)

// ทำให้แบบอักษรหนา
let boldDescriptor = bodyDescriptor.withSymbolicTraits([.traitBold])

// สร้าง UIFont โดยรักษาขนาดไดนามิก
let boldBodyFont = UIFont(
    descriptor: boldDescriptor!,
    size: bodyDescriptor.pointSize
)

สำคัญ: เมธอด withSymbolicTraits ส่งคืนตัวบอกลักษณะที่เป็นทางเลือก — หากชนิดที่ร้องขอไม่พร้อมใช้งาน จะส่งคืน nil ตรวจสอบตัวเลือกนี้ก่อนใช้งานเสมอ

การแก้ไขคุณลักษณะโดยการเพิ่มและแทนที่

Font Descriptor รองรับโมเดลที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ — แต่ละเมธอดการแก้ไขจะส่งคืนตัวบอกลักษณะใหม่พร้อมคุณลักษณะที่เปลี่ยนไป ซึ่งเป็นไปตาม ความหมายของค่า และทำให้โค้ดคาดการณ์ได้: ตัวบอกลักษณะเดิมไม่เคยเปลี่ยนแปลง เมธอดการแก้ไขหลักคือ: addingAttributes สำหรับเพิ่มคุณลักษณะ withFace สำหรับเปลี่ยนชนิด withSize สำหรับเปลี่ยนขนาด และ withMatrix สำหรับการแปลงแบบ affined

เมธอด addingAttributes มีความยืดหยุ่นมากที่สุด มันรับพจนานุกรมของคุณลักษณะและส่งคืนตัวบอกลักษณะใหม่ เมื่อคีย์ตรงกัน ค่าใหม่จะแทนที่ค่าเก่า ซึ่งช่วยให้รวมการเปลี่ยนแปลง: เพิ่มน้ำหนัก เปลี่ยนขนาด และเปิดใช้งานการเชื่อมตัวอักษรในการเรียกครั้งเดียว ตามคำถามทางเทคนิคของ Apple QA1682 addingAttributes เป็นวิธีที่แนะนำสำหรับการแก้ไขเป็นกลุ่มผ่านส่วนขยาย

กรณีการใช้งานจริง: การสร้างแบบอักษรสำหรับข้อความเว้นระยะคงที่ในโปรแกรมแก้ไขโค้ด นักพัฒนานำตัวบอกลักษณะเว้นระยะคงที่ของระบบ เพิ่มน้ำหนักที่ลดลงสำหรับเส้นบาง และเพิ่มระยะห่างระหว่างตัวอักษรผ่าน featureSettings ซึ่งให้โค้ดที่อ่านง่ายขึ้นโดยไม่ต้องโหลดแบบอักษรแยกต่างหาก

let monoDescriptor = UIFontDescriptor.monospacedDigitFontDescriptor()

// เพิ่มคุณลักษณะที่กำหนดเอง
let customDescriptor = monoDescriptor.addingAttributes([
    .size: 14,
    .traits: [
        .weight: UIFont.Weight.medium
    ]
])

let monoFont = UIFont(
    descriptor: customDescriptor,
    size: 14
)

ข้อจำกัด: ไม่สามารถเปลี่ยนคุณลักษณะทั้งหมดได้หลังจากสร้างตัวบอกลักษณะแล้ว ตัวอย่างเช่น ตระกูลแบบอักษรถูกตั้งค่าครั้งเดียวระหว่างการเริ่มต้น หากคุณต้องการเปลี่ยนตระกูล ให้สร้างตัวบอกลักษณะใหม่ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรม Core Text ซึ่งตัวบอกลักษณะถูกผูกไว้กับทรัพยากรแบบอักษรเฉพาะ

การจับคู่แบบอักษรและการค้นหาแบบอักษรของระบบ

การจับคู่แบบอักษร เป็นคุณสมบัติสำคัญของ Font Descriptor ที่เลือกการจับคู่ที่ดีที่สุดสำหรับคุณลักษณะที่ร้องขอจากแบบอักษรที่ติดตั้งโดยอัตโนมัติ กระบวนการประกอบด้วยสามขั้นตอน: การกรอง (การแยกแบบอักษรที่เข้ากันไม่ได้ออก) การจัดลำดับ (การเรียงลำดับตามระดับการจับคู่) และการเลือก (การส่งคืนผลลัพธ์ที่ดีที่สุด) การจับคู่จะดำเนินการที่ระดับ Core Text — เฟรมเวิร์กที่เป็นพื้นฐานของการพิมพ์ทั้งหมดของ iOS

ในการค้นหาแบบอักษรทั้งหมดที่ตรงกับตัวบอกลักษณะ ให้ใช้เมธอด matchingFontDescriptors มันส่งคืนอาร์เรย์ของตัวบอกลักษณะที่เรียงลำดับตามความเกี่ยวข้อง นักพัฒนาสามารถเลือกการจับคู่ที่แน่นอน (องค์ประกอบแรก) หรือวนซ้ำตัวเลือกสำหรับตรรกะที่กำหนดเอง ตามคู่มือการจัดการแบบอักษรของ Apple นี่เป็นวิธีเดียวที่จะได้รับรายการชนิดที่มีอยู่สำหรับตระกูลเฉพาะโดยไม่ต้องแจกแจงตามชื่อ

กรณีการใช้งาน: เมื่อเลือกแบบอักษรในอินเทอร์เฟซการตั้งค่าข้อความ ผู้ใช้เลือกตระกูล และแอปพลิเคชันใช้ matchingFontDescriptors เพื่อรับชนิดที่มีอยู่ทั้งหมดและแสดงในตัวเลือก หากไม่มีการจับคู่ นักพัฒนาจะต้องเขียนโค้ดรายการตัวเลือกที่เปลี่ยนแปลงระหว่างเวอร์ชัน iOS แบบตายตัว

let searchDescriptor = UIFontDescriptor.init(
    fontAttributes: [.family: "SF Mono"]
)

// รับชนิดที่มีอยู่ทั้งหมด
let matchingDescriptors = searchDescriptor
    .matchingFontDescriptors(withMandatoryKeys: nil)

for descriptor in matchingDescriptors {
    print(descriptor.object(forKey: .visibleName) ?? "unnamed")
}

คีย์บังคับ — พารามิเตอร์ที่จำกัดการค้นหา หากคุณระบุ [.family] การจับคู่จะส่งคืนแบบอักษรทั้งหมดของตระกูลที่ระบุ หากคุณระบุ [.family, .traits] — เฉพาะที่ตรงกับทั้งตระกูลและชนิด การใช้คีย์บังคับจะเร่งการจับคู่เมื่อค้นหาชุดย่อยของแบบอักษร

ประสิทธิภาพ: การจับคู่เป็นการดำเนินการแบบซิงโครนัสที่ใช้เวลา 0.5 ถึง 5 มิลลิวินาทีบน iOS สำหรับการค้นหาเดี่ยว สิ่งนี้ไม่สำคัญ แต่สำหรับการวนซ้ำเป็นกลุ่มบนตัวบอกลักษณะ (เช่น ในตัวเลือกที่มีแบบอักษรมากกว่า 50 รายการ) แนะนำให้เก็บผลลัพธ์ไว้ในแคช Apple แนะนำให้ดำเนินการจับคู่ครั้งเดียวเมื่อโหลดหน้าจอและบันทึกอาร์เรย์ของตัวบอกลักษณะ

การรวมกับ Core Text และ CTFontDescriptor

Core Text เป็นเฟรมเวิร์กระดับต่ำที่ใช้ C สำหรับทำงานกับการพิมพ์บน iOS และ macOS สิ่งที่เทียบเท่ากับ UIFontDescriptor คือ CTFontDescriptor ซึ่งให้ความสามารถเดียวกันที่ระดับ Core Foundation CTFontDescriptor ถูกใช้ใน API ของ Core Text สำหรับการสร้างแบบอักษร การวัดข้อความ และการเรนเดอร์การพิมพ์ที่ซับซ้อน UIFontDescriptor โดยพื้นฐานแล้วเป็น wrapper Objective-C รอบ CTFontDescriptor พร้อมชุดคุณลักษณะที่ขยายเพิ่ม

การเชื่อมต่อแบบ toll-free ระหว่าง UIFontDescriptor และ CTFontDescriptor อนุญาตให้ส่งตัวบอกลักษณะระหว่าง UIKit และ Core Text โดยไม่ต้องแปลง ซึ่งมีความสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่ใช้การเรนเดอร์ข้อความที่กำหนดเอง — ตัวอย่างเช่น โปรแกรมแก้ไขข้อความที่ใช้ TextKit หรือโปรแกรมแก้ไขโค้ดที่มีการเน้นไวยากรณ์ ตัวอย่าง: CTFontDescriptorCreateCopyWithAttribute สร้างสำเนาของตัวบอกลักษณะที่มีคุณลักษณะเพิ่ม — คล้ายกับ addingAttributes ของ UIFontDescriptor

คุณลักษณะสำคัญ kCTFontURLAttribute ใน CTFontDescriptor มี URL ของไฟล์แบบอักษร ซึ่งช่วยให้ระบุได้ว่าแบบอักษรเป็นของระบบหรือกำหนดเอง สำหรับแบบอักษรที่กำหนดเอง URL จะชี้ไปที่ไฟล์แบบอักษร (.ttf หรือ .otf); สำหรับแบบอักษรของระบบ จะชี้ไปที่ไดเรกทอรีแบบอักษรของระบบ ข้อมูลผ่านตัวบอกลักษณะเป็นแบบอ่านอย่างเดียว; การแก้ไขไฟล์แบบอักษรผ่าน URL ไม่ได้รับการสนับสนุน

สำหรับการพิมพ์ขั้นสูง — การเชื่อมตัวอักษรที่กำหนดเอง การแทนที่ตามบริบท กลิฟทางเลือก — ให้ใช้ CTFontDescriptorCopyAttribute กับคีย์ kCTFontFeatureSettingsAttribute คุณลักษณะนี้มีอาร์เรย์ของพจนานุกรมคุณสมบัติ OpenType ที่สามารถเพิ่มผ่านตัวบอกลักษณะ ตามคู่มือการเขียนโปรแกรม Core Text ของ Apple การรวม UIFontDescriptor กับ Core Text ให้การควบคุมการพิมพ์ของแอปพลิเคชันอย่างสมบูรณ์