技術標籤：MatplotlibPython基礎matplotlib字型GlyphUnicode字元

RuntimeWarning: Glyph xxxx missing from current font是matplotlib的經典錯誤。
原因大家都清楚：字型不匹配，顯示不了對應的字元。
現象就是：本該顯示的字元，顯示為方框了，一般出現在漢字當中。

那這個錯誤是怎麼產生的呢？

除錯資訊

 d:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\matplotlib\backends\backend_agg.py:201:
  RuntimeWarning: Glyph 39064
 
 missing from current font.
  font.set_text(s, 0, flags=flags)

根據traceback資訊可知：

1. 提示當前字型中找不到Glyph 39064。
2. 錯誤發生在backend_agg.py。
3. 出錯程式碼在font.set_text(s, 0, flags=flags)。

問題分析

1. Glyph是象形文字的意思，可以理解為符號，那39064是什麼呢？通過查詢漢字unicode編碼表可知，39064對應的漢字就是題。從字面意思上看，錯誤資訊就是表示在當前設定的字型中找不到對應字元。不單漢字會出現這樣的錯誤提示，只要當前字型中不存在對應字元都會報這個錯誤。
2. backend_agg.py
   是matplotlib的繪圖後端模組。
3. font.set_text(s, 0, flags=flags)屬於RendererAgg類中的draw_text方法。相關程式碼為：

        font = self._get_agg_font(prop)
        if font is None:
            return None
        # We pass '0' for angle here, since it will be rotated (in raster
        # space) in the following call to draw_text_image).
 

        font.set_text(s, 0, flags=flags)

再次追蹤 _get_agg_font(prop)。

def _get_agg_font(self, prop):
    """
    Get the font for text instance t, caching for efficiency
    """
    fname = findfont(prop)
    font = get_font(fname)
    font.clear()
    size = prop.get_size_in_points()
    font.set_size(size, self.dpi)
    return font

font = get_font(fname)
from matplotlib.font_manager import findfont, get_font
問題又回到了font_manager模組了！

_get_font = lru_cache(64)(ft2font.FT2Font)
# FT2Font objects cannot be used across fork()s because they reference the same
# FT_Library object.  While invalidating *all* existing FT2Fonts after a fork
# would be too complicated to be worth it, the main way FT2Fonts get reused is
# via the cache of _get_font, which we can empty upon forking (in Py3.7+).
if hasattr(os, "register_at_fork"):
    os.register_at_fork(after_in_child=_get_font.cache_clear)


def get_font(filename, hinting_factor=None):
    # Resolving the path avoids embedding the font twice in pdf/ps output if a
    # single font is selected using two different relative paths.
    filename = os.path.realpath(filename)
    if hinting_factor is None:
        hinting_factor = rcParams['text.hinting_factor']
    return _get_font(os.fspath(filename), hinting_factor,
                     _kerning_factor=rcParams['text.kerning_factor'])

from matplotlib import afm, cbook, ft2font, rcParams

ft2font是matplotlib的模組，在我的計算機上檔名是ft2font.cp37-win_amd64.pyd，看來是用其他語言編譯的模組。
通過查詢可知，ft2font模組的原始碼即https://github.com/matplotlib/matplotlib/blob/master/src/ft2font.cpp。

static FT_UInt ft_get_char_index_or_warn(FT_Face face, FT_ULong charcode)
{
    FT_UInt glyph_index = FT_Get_Char_Index(face, charcode);
    if (!glyph_index) {
        PyErr_WarnFormat(NULL, 1, "Glyph %lu missing from current font.", charcode);
        // Apparently PyErr_WarnFormat returns 0 even if the exception propagates
        // due to running with -Werror, so check the error flag directly instead.
        if (PyErr_Occurred()) {
            throw py::exception();
        }
    }
    return glyph_index;
}

由此可知，這條錯誤從哪兒來了的！就是字型裡沒有對應的字元！

檢測當前字型是否含有該字元

根據fonttools寫了一個簡易檢測當前字型是否含有該字元的小工具。

import sys
from itertools import chain

from fontTools.ttLib import TTFont
from fontTools.unicode import Unicode

font_path=r"c:\windows\fonts\simhei.ttf"
def font_validation(input_string,font_path):
    font =TTFont(font_path)
    chars = chain.from_iterable([y + (Unicode[y[0]],) for y in x.cmap.items()] for x in font["cmap"].tables)
    for i in input_string:
        char=ord(i) 
        # 輸出字元、10進位制Unicode編號、16進位制Unicode編號、Unicode名稱、是否包含在字型內   
        print(i,char,hex(char),Unicode[char],char in (x[0] for x in chars))
    font.close()

font_validation("標題￦",font_path)

從結果看，韓元符號￦黑體是沒有的。

標 26631 0x6807 CJK UNIFIED IDEOGRAPH-6807 True
題 39064 0x9898 CJK UNIFIED IDEOGRAPH-9898 True
￦ 65510 0xffe6 FULLWIDTH WON SIGN False

使用黑體繪圖測試下：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.font_manager import FontProperties

font = FontProperties(fname=r"c:\windows\fonts\simhei.ttf", size=30) 
plt.title("標題￦", fontproperties=font)
plt.show()

使用gulim繪圖測試下：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.font_manager import FontProperties

font_path=r"C:\Users\Administrator\AppData\Local\Microsoft\Windows\Fonts\gulim.ttc"
font = FontProperties(fname=font_path, size=30) 
plt.title("標題￦", fontproperties=font)
plt.show()