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Por lo que he leído supongo, probablemente mal, que si yo le doy un valor de por ejemplo 5cm al atributo font-size, sin importar la pantalla o la resolución del usuario, las letras siempre deberían medir 5 centimetros ¿cierto?
Pero cuando hago esto a 800x600 la altura de una letra mayúscula es de aprox. 4,5cm (la mido con una regla), pero si cambio la resolución a 1024x768 ahora la altura es de sólo 3,5cm.
Entonces mi duda es, ¿los centimetros que se especifican en CSS a que se refieren, de que dependen?

Los centimetros son una medida para impreso, no para pantalla. La resolución en pantalla es relativa a dos factores principalmente, el tamaño del monitor y la "resolución", o la cantidad de pixeles desplegados en cierto momento (800x600, 1024x768, etc.).

Una página NO tiene manera de saber si estás usando un monitor de 15 pulgadas o uno de 21 pulgadas. Ambos pueden estar a 1024, pero el tamaño en centímetros no va a ser igual.

Gracias por tu respuesta, pero quiero saber como se calcula el tamaño en pixeles que debe ocupar un "cm", no se si me explique bien, es decir, ¿Cómo se determina realmente que tamaño va a tener el objeto, cuando se especifica una medida en cm o in?
Cuándo leí que estas medidas eran para impreso supuse que si imprimia una pag. cuyo atributo font-size era de 4cm, eso sería lo que mediría en la hoja de papel, pero no, midió aprox. 2cm. También hice la prueba ponendole 1in y midió aprox. 1,69cm.
Quisiera que me aclararas un poco más el asunto, por favor.

A ver si alguien tambien me saca la duda esta, era una pregunta que siempre me hice.. pero nunca tuve tiempo de investigar.
si se le da propiedad 4 cm al texto por que se muestra en 2 cm reales, sea cual fuese la fuente... y no es por la resolucion pues creo una caja de 4 cm x 4cm y me muestra en tamaño real en pantalla, mas no el texto.

Yo no se como se haría eso, pero conozco un pequeño truco que a mi me ha salvado alguna vez......prueba a hacer varias impresiones desde el word, con medidadas en pt (puntos, unidad de medida por defecto del word), luego imprimes la página con tu impresora, y aplicas las medidas que necesites en pt (en vez de píxeles, o cm), en tu css.

salu2

Aunque no te responda exactamente a lo que preguntas, creo que es conveniente que tengas en cuenta que si pones las medidas en cm o pixels, la página se puede ver deformada si el usuario tiene una resolución distinta a la tuya. De modo que lo mas conveniente creo yo que sería definir las medidas con porcentajes respecto del total, asi, si cambias de pantalla, se mantendrán las proporciones. Un saludo!