Minha pergunta "geral" é:
- Por que fontes diferentes têm definições diferentes de “ponto”?
Ou em um caso concreto:
- Por que Arial 12pt é maior que Times New Roman 12pt?
O fato de a definição do tamanho do ponto mudar de uma fonte para outra me confunde.
Respostas gerais ou teóricas são bem-vindas.
PS: Embora esta questão não seja diretamente relacionada ao (La)TeX, ao mesmo tempo é, porque, é claro, o (La)TeX usa fontes.
EDITAR E POSSÍVEL RESPOSTA:Aqui, um exemplo de documento com palavras de 20 caracteres repetidos de cada caractere latino, em Times (linha superior) e Arial (logo abaixo):
Podemos observar que 50% das letras, principalmente as vogais, são maiores em Arial, 35% de tamanho semelhante e 15% são maiores em Times. Mas essas diferenças de tamanho só são reais em largura, pois alteram o número de caracteres que cabem em uma linha (e em uma página).
Sobre o espaço vertical consumido por ambas as fontes, a altura x de Arial é maior que Times (a altura x é que tem em comum as letras: pb), mas o tamanho da altura x + ascendentes (que têm em comum bh) ou x-height + descender (que têm em comum pq) são iguais em ambas as fontes.
Em geral, o "tamanho em pontos" de uma fonte é o tamanho da altura x + tamanho da área ascendente + tamanho da área descendente, e o tamanho em pontos não diz nada e não dá restrições sobre a largura de cada caractere. Portanto, a única razão pela qual Arial é maior que Times é por causa de sua largura. Qualquer outra diferença de tamanho depende apenas do estilo visual do design da fonte (neste caso, o fato de Arial ter uma altura x maior).
Finalmente, qual é o tamanho de um ponto? todas as fontes usam a mesma definição de "tamanho em pontos"? Em princípio, o tamanho de uma ponta é 0,35278 mm e, portanto, 12pt (uma pica), 12*0,35278 = 4,23333 mm. Supõe-se que esse tamanho de ponto seja padrão, e parece que tanto Arial quanto Times New Roman usam essa definição de ponto (testado com uma regra na tela: P). Embora, em geral, eu não saiba se, realmente, todas as fontes modernas a respeitam e, de acordo com alguns comentários e outras fontes da Internet, este parece não ser o caso.
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Esta é a reescrita completa da minha resposta, minha resposta enganosa original é mantida no final.
Definir um glifo em 12 pontos significa que o glifo é dimensionado para caber em um espaço vertical medindo 12 pontos (em qualquer um dos sistemas). A questão é como determinar o tamanho vertical do glifo. As métricas verticais são definidas em toda a fonte e, no caso de Arial e Times, são iguais: a altura de um glifo nessas fontes é dividida em 2.048 unidades de design, das quais 1.638 estão acima e 410 abaixo da linha de base. Em ambos os casos, as alturas teóricas do descendente e do ascendente são posicionadas nos mesmos pontos. O que é diferente nos dois casos é como a imagem e o espaço em branco do glifo (que é uma parte importante dele) são distribuídos.
Na imagem a seguir você vê os b's de Times e Arial (captura de tela do Sortsmill Editor). As linhas horizontais e verticais superior e inferior marcam a caixa delimitadora do glifo, a linha horizontal intermediária é a linha de base. Definir o glifo em 12 pontos significa que a distância entre a linha horizontal superior e inferior mede 12 pontos (em qualquer sistema que você escolher).
A diferença mais importante é a altura x muito mais baixa em Times (916 vs. 1062). Mas também a altura do ascendente nas imagens reais dos glifos difere (1422 vs. 1466), cuja impressão é aumentada pelo topo inclinado dos ascendentes em Times, o que faz com que suas letras pareçam ainda menores. A terceira diferença é a altura menor das letras maiúsculas (1356 vs. 1466), mas muito mais importante é o contraste entre traços verticais grossos e traços horizontais finos em Times, enquanto em Arial quase não há contraste. Além do mais, as hastes de Arial são na verdade um pouco mais grossas que as de Times (180 vs. 166). Isso faz com que o Times pareça mais claro e, portanto, aumenta a impressão de ser menor. Por fim, o design do Arial é um pouco mais amplo, o Times é um design muito estreito então você tem mais um fator que aumenta essa impressão.
A primeira versão da resposta:
Primeiro, os 12 pontos de Arial não diferem dos 12 pontos de Times, desde que ambos sejam medidos dentro do mesmo sistema (seja pica, didot ou ponto grande). O que você pergunta é a aparência óptica de fontes diferentes com o mesmo tamanho nominal. É essencialmente uma questão de como a imagem do glifo é posicionada dentro da sua caixa. No tipo de lead você tem o corpo do lead no qual a imagem é lançada. Essa imagem pode ter um tamanho vertical diferente dependendo do design da fonte, por exemplo, sendo menor para deixar mais espaço no topo para marcas diacríticas. Além disso, a altura da linha de base pode ser deslocada para cima para que os descendentes possam ser mais longos. O mesmo vale para o tipo digital (na verdade, no tipo lead havia algumas padronizações básicas que não existem mais no tipo digital). As letras maiúsculas de Arial, por exemplo, ocupam mais espaço vertical do que as de Times. Além disso, a altura x (a altura das letras que atingem apenas a linha média como a letra “x”) em Arial é muito maior do que em Times, o que aumenta a impressão de serem maiores.
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Na verdade, existem diferentes definições da unidade pontual. Hoje em dia, a maioria dos sistemas significa "pontos PostScript" 1/72 pol. (que o TeX chama de big point bp). No entanto, esse não é realmente o problema aqui.
O tamanho é essencialmente um número arbitrário atribuído pelo designer da fonte. não existe uma definição universal do que é medido pelo "tamanho em pontos" de uma fonte. Não é a altura Mou (qualquer outra coisa testável. Tudo o que você realmente pode dizer é que, para uma determinada fonte, ela provavelmente é maior em 12 pontos do que em 10 pontos.
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Antigamente, os caracteres de chumbo eram moldados nas extremidades de pedaços retangulares de chumbo (uma única peça era chamada de 'tipo'). A profundidade das lesmas foi constante (0,918 polegadas no Reino Unido e nos EUA, mas a prática continental variou em relação a isso). A altura de cada tipo era constante, sendo o tamanho da fonte, e a largura variava de acordo com a largura do caractere específico. Quando montados em linhas, todos os tipos tinham a mesma altura e, portanto, qualquer caractere de qualquer fonte de um determinado tamanho caberia na linha. Para cada fonte, por exemplo Roman ou Arial, a altura real dos caracteres nas classificações pode ser diferente, fazendo com que os glifos de fontes diferentes do mesmo tamanho de fonte sejam maiores ou menores. Portanto, o tamanho da fonte não é a altura dos glifos.