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标题: 【OpenGL汉化研究】OpenGL如何显示文字 [打印本页]

作者: shane007 时间: 2010-1-23 16:50
标题: 【OpenGL汉化研究】OpenGL如何显示文字
原文
http://blog.chinaunix.net/u/26313/showart_1663543.html

内容超多的一课！不过我想精彩的程度也一定不会让大家失望。大家不妨先浏览一下课程里的图片:)。

本课我们来谈谈如何显示文字。
OpenGL并没有直接提供显示文字的功能，并且，OpenGL也没有自带专门的字库。因此，要显示文字，就必须依赖操作系统所提供的功能了。
各种流行的图形操作系统，例如Windows系统和Linux系统，都提供了一些功能，以便能够在OpenGL程序中方便的显示文字。
最常见的方法就是，我们给出一个字符，给出一个显示列表编号，然后操作系统由把绘制这个字符的OpenGL命令装到指定的显示列表中。当需要绘制字符的时候，我们只需要调用这个显示列表即可。
不过，Windows系统和Linux系统，产生这个显示列表的方法是不同的（虽然大同小异）。作为我个人，只在Windows系统中编程，没有使用Linux系统的相关经验，所以本课我们仅针对Windows系统。

OpenGL版的“Hello, World!”
写完了本课，我的感受是：显示文字很简单，显示文字很复杂。看似简单的功能，背后却隐藏了深不可测的玄机。
呵呵，别一开始就被吓住了，让我们先从“Hello, World!”开始。
前面已经说过了，要显示字符，就需要通过操作系统，把绘制字符的动作装到显示列表中，然后我们调用显示列表即可绘制字符。
假如我们要显示的文字全部是ASCII字符，则总共只有0到127这128种可能，因此可以预先把所有的字符分别装到对应的显示列表中，然后在需要时调用这些显示列表。
Windows系统中，可以使用wglUseFontBitmaps函数来批量的产生显示字符用的显示列表。函数有四个参数：
第一个参数是HDC，学过Windows GDI的朋友应该会熟悉这个。如果没有学过，那也没关系，只要知道调用wglGetCurrentDC函数，就可以得到一个HDC了。具体的情况可以看下面的代码。
第二个参数表示第一个要产生的字符，因为我们要产生0到127的字符的显示列表，所以这里填0。
第三个参数表示要产生字符的总个数，因为我们要产生0到127的字符的显示列表，总共有128个字符，所以这里填128。
第四个参数表示第一个字符所对应显示列表的编号。假如这里填1000，则第一个字符的绘制命令将被装到第1000号显示列表，第二个字符的绘制命令将被装到第1001号显示列表，依次类推。我们可以先用glGenLists申请128个连续的显示列表编号，然后把第一个显示列表编号填在这里。
还要说明一下，因为wglUseFontBitmaps是Windows系统特有的函数，所以在使用前需要加入头文件：#include <windows.h>。
现在让我们来看具体的代码：

#include <windows.h>

// ASCII字符总共只有0到127，一共128种字符
#define MAX_CHAR    128

void drawString(const char* str) {
static int isFirstCall = 1;
static GLuint lists;

if( isFirstCall ) { // 如果是第一次调用，执行初始化
                     // 为每一个ASCII字符产生一个显示列表
      isFirstCall = 0;

      // 申请MAX_CHAR个连续的显示列表编号
      lists = glGenLists(MAX_CHAR);

      // 把每个字符的绘制命令都装到对应的显示列表中
      wglUseFontBitmaps(wglGetCurrentDC(), 0, MAX_CHAR, lists);
}
// 调用每个字符对应的显示列表，绘制每个字符
for(; *str!='\0'; ++str)
      glCallList(lists + *str);
}

显示列表一旦产生就一直存在（除非调用glDeleteLists销毁），所以我们只需要在第一次调用的时候初始化，以后就可以很方便的调用这些显示列表来绘制字符了。
绘制字符的时候，可以先用glColor*等指定颜色，然后用glRasterPos*指定位置，最后调用显示列表来绘制。

void display(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
glRasterPos2f(0.0f, 0.0f);
drawString("Hello, World!");

glutSwapBuffers();
}

效果如图：
[attach]15073[/attach]

指定字体
在产生显示列表前，Windows允许选择字体。
我做了一个selectFont函数来实现它，大家可以看看代码。

void selectFont(int size, int charset, const char* face) {
HFONT hFont = CreateFontA(size, 0, 0, 0, FW_MEDIUM, 0, 0, 0,
      charset, OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS,
      DEFAULT_QUALITY, DEFAULT_PITCH | FF_SWISS, face);
HFONT hOldFont = (HFONT)SelectObject(wglGetCurrentDC(), hFont);
DeleteObject(hOldFont);
}

void display(void) {
selectFont(48, ANSI_CHARSET, "Comic Sans MS");

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
glRasterPos2f(0.0f, 0.0f);
drawString("Hello, World!");

glutSwapBuffers();
}

最主要的部分就在于那个参数超多的CreateFont函数，学过Windows GDI的朋友应该不会陌生。没有学过GDI的朋友，有兴趣的话可以自己翻翻MSDN文档。这里我并不准备仔细讲这些参数了，下面的内容还多着呢:(
如果需要在自己的程序中选择字体的话，把selectFont函数抄下来，在调用glutCreateWindow之后、在调用wglUseFontBitmaps之前使用selectFont函数即可指定字体。函数的三个参数分别表示了字体大小、字符集（英文字体可以用ANSI_CHARSET，简体中文字体可以用GB2312_CHARSET，繁体中文字体可以用CHINESEBIG5_CHARSET，对于中文的Windows系统，也可以直接用DEFAULT_CHARSET表示默认字符集）、字体名称。
效果如图：
[attach]15074[/attach]

显示中文
原则上，显示中文和显示英文并无不同，同样是把要显示的字符做成显示列表，然后进行调用。
但是有一个问题，英文字母很少，最多只有几百个，为每个字母创建一个显示列表，没有问题。但是汉字有非常多个，如果每个汉字都产生一个显示列表，这是不切实际的。
我们不能在初始化时就为每个字符建立一个显示列表，那就只有在每次绘制字符时创建它了。当我们需要绘制一个字符时，创建对应的显示列表，等绘制完毕后，再将它销毁。
这里还经常涉及到中文乱码的问题，我对这个问题也不甚了解，但是网上流传的版本中，使用了MultiByteToWideChar这个函数的，基本上都没有出现乱码，所以我也准备用这个函数:)
通常我们在C语言里面使用的字符串，如果中英文混合的话，例如“this is 中文字符.”，则英文字符只占用一个字节，而中文字符则占用两个字节。用MultiByteToWideChar函数，可以转化为所有的字符都占两个字节（同时解决了前面所说的乱码问题:)）。
转化的代码如下：

// 计算字符的个数
// 如果是双字节字符的（比如中文字符），两个字节才算一个字符
// 否则一个字节算一个字符
len = 0;
for(i=0; str!='\0'; ++i) / r- W. H" c4 Q8 B
{
$ Y. |8 U9 y- W+ D8 u# V if( IsDBCSLeadByte(str) )
) S  h- k8 I4 ]2 \1 P       ++i; 0 b  n  @) e2 s% H" s2 C% M
++len; ( t' B4 k" C% m' U6 o
}
/ }9 |- J! q/ k; G- z+ G) U( L
) {* @/ j, v- S" n0 I: ]// 将混合字符转化为宽字符
, L  f) z4 b3 m6 G% Iwstring = (wchar_t*)malloc((len+1) * sizeof(wchar_t)); 7 k: u* e, t# M
MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, str, -1, wstring, len); 4 }2 v: s9 f9 R0 H* H
wstring[len] = L'\0';
% J. {$ h: f2 g( b9 r  l# A! I3 _5 M/ @4 h
// 用完后记得释放内存
, Y. e' k1 N% e- l4 Mfree(wstring);
; k6 J% v( m+ ~+ s! f0 f
+ E$ ?. F& e" M0 p2 Y
2 V* y/ n  A8 V9 C6 D5 z" W  Q$ L: D
加上前面所讲到的wglUseFontBitmaps函数，即可显示中文字符了。
" [; L) J0 Y7 _7 w/ e$ D! Z& D
2 d! }+ J. M, d+ N8 Pvoid drawCNString(const char* str) {
2 c9 f0 D0 I, U% q4 r/ I3 \! p) J int len, i; 8 r! ]9 v  t7 E, x5 L% }% g
wchar_t* wstring; 0 u. \. l0 L$ j, V; `  N
HDC hDC = wglGetCurrentDC(); 1 \: }5 z1 a& V0 D4 D# b$ `6 t5 I
GLuint list = glGenLists(1); 1 X9 u" Y; f! s' B( A
3 o; A1 {: M  |1 h) q
// 计算字符的个数
; i4 J- k6 h/ q // 如果是双字节字符的（比如中文字符），两个字节才算一个字符 3 \) q7 y% e5 c5 l  k, F
// 否则一个字节算一个字符 5 @5 u. C7 V% A1 r  `, h
len = 0; - W4 k; ]7 R/ p/ A+ ~% c
for(i=0; str!='\0'; ++i) + J" F  G- V9 J' E
{ + P2 A$ L8 o2 k5 |
      if( IsDBCSLeadByte(str) ) 9 ~# U9 a& Y! `  F" {; {4 ?: G' S
         ++i;
  C& \2 I/ t6 Z       ++len; 4 ^* J$ N: j- c9 P6 E) l* H8 i4 r9 b
}
' K0 w+ v7 l- _) _, o1 Y
: k3 n( e6 J' a/ O& P9 ^2 j // 将混合字符转化为宽字符
! ~" U) ~' _1 |- i: c wstring = (wchar_t*)malloc((len+1) * sizeof(wchar_t));
: Z: W7 S. p$ Q- \9 b# ?  I MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, str, -1, wstring, len); 0 h) i& w6 q% B: |/ K
wstring[len] = L'\0'; + M& `0 I7 U8 `% N- R

' M4 \, T  l. t8 l6 E // 逐个输出字符
* _! f4 x+ V6 f; [4 ^ for(i=0; i<len; ++i)
  X  u( K4 a, D8 R- X' q {
. f! z, z' x1 A  j# [) T% ?/ g       wglUseFontBitmapsW(hDC, wstring, 1, list);
% Q8 Y+ D  {/ N$ L       glCallList(list);
- |3 d( f: Z6 N. i$ d$ Q6 \! N }
0 j5 W# x1 [( i3 h2 `7 y4 o1 N3 n" _* l" @
// 回收所有临时资源
3 h5 p: f  G# G% B+ N; J' C free(wstring);
) N, d! T- P& t- G! f glDeleteLists(list, 1);
0 w$ U4 @9 R# e} : u: S) \" m( Z; j
! q$ I  V( L; J: |

0 B; ]0 t- f  D" S9 H) a
& G$ {3 ]9 u- G/ Y/ S+ v- l1 p0 a- V$ }注意我用了wglUseFontBitmapsW函数，而不是wglUseFontBitmaps。wglUseFontBitmapsW是wglUseFontBitmaps函数的宽字符版本，它认为字符都占两个字节。因为这里使用了MultiByteToWideChar，每个字符其实是占两个字节的，所以应该用wglUseFontBitmapsW。 3 t6 u) Z: n0 b/ i# \$ I
7 D$ g% r- L: ^% s
void display(void) {
. n# C% Y2 Y: }  |  W glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
6 Z2 X* W$ D8 j4 U" r2 h9 Z' d6 v. H9 |* M7 e9 R- _8 g
selectFont(48, ANSI_CHARSET, "Comic Sans MS"); 7 b/ R: y8 [$ r3 n3 o" X( C& g- W
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
- a  [4 X& c: h/ C1 ], G: }9 c glRasterPos2f(-0.7f, 0.4f); / x7 E/ K) `) u5 u8 [- j' o2 P
drawString("Hello, World!");
3 J1 K" M) \/ u( [: Q# n: ^3 i" L; y0 G, C  I
selectFont(48, GB2312_CHARSET, "楷体_GB2312");
6 }3 k( N5 y+ W' M0 d glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f); 0 K. u& H: ?1 C3 ?5 z6 d/ r9 H
glRasterPos2f(-0.7f, -0.1f); 0 D6 F% c/ W5 I  X/ U8 z
drawCNString("当代的中国汉字");
+ G0 o9 u! U, S5 ]/ Q7 I: ^: f3 R9 u) P
selectFont(48, DEFAULT_CHARSET, "华文仿宋"); ; n9 b' E) V9 F& }
glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
+ X% t& x8 v) X/ E2 y3 { glRasterPos2f(-0.7f, -0.6f);
/ s3 F- M( Q) w0 {& F drawCNString("傳統的中國漢字"); - ?' r& L# X* \/ ~* D8 ^
9 Q0 {# ~' {) g, F
glutSwapBuffers();
* u6 s7 |+ w+ f6 W1 H. T- i}
+ b0 y$ y, e7 R; _2 `; L
- d1 D) H+ {3 n6 x0 H
+ I- m/ z- x9 F7 N! W效果如图：
[attach]15075[/attach]

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