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标题: 【OpenGL汉化研究】OpenGL如何显示文字 [打印本页]

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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
8 g9 w, y* A# Ehttp://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:)。
& u) r1 e; y0 R. O; M
本课我们来谈谈如何显示文字。
2 L# N3 D" R8 h0 W6 qOpenGL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。
" j8 M  C/ f) |4 f0 I$ z6 {
OpenGL版的“Hello, World!”
3 Z2 x4 v- X. H9 L, ]3 l- B" y/ r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。
0 X+ R; F4 u6 T$ C6 ~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。
7 \3 N+ U" I# P/ L7 _7 XWindows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：
5 |2 x% r6 y7 N( v2 t, h- c% W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。
+ {& R/ c6 t. O2 L1 \/ c, t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。
' f6 _) L) T, k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>。
$ r$ x* d# t2 s1 K现在让我们来看具体的代码：
0 ?# a8 e# y# t" g' D: y" U
#include <windows.h>
/ e& Y: e' c) ]5 t" Y
6 i2 _8 l- Q4 g2 T! C7 v8 A) x// ASCII字符总共只有0到127，一共128种字符
% ]0 Q$ R* Q9 Z6 Z$ f- e4 i#define MAX_CHAR      128

void drawString(const char* str) {
    static int isFirstCall = 1;
7 \, U. N; G# [    static GLuint lists;
# X: V9 l. ]5 B
6 F. Z1 ]% I6 i8 j" p1 m: p! Z4 f9 d    if( isFirstCall ) { // 如果是第一次调用，执行初始化
* U$ Y& d: s- |; a, q: y- w8 S# C                        // 为每一个ASCII字符产生一个显示列表
$ R4 |: @$ u6 }! a/ K. X        isFirstCall = 0;
- o$ M3 Y5 g' `& q  ?0 I0 |* E
        // 申请MAX_CHAR个连续的显示列表编号
        lists = glGenLists(MAX_CHAR);

4 r1 o8 f9 d1 S: D" ~        // 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);
    }
' V: D0 G9 Z) E    // 调用每个字符对应的显示列表，绘制每个字符
    for(; *str!='\0'; ++str)
# U0 c6 V; _( ?% |+ s        glCallList(lists + *str);
0 |+ }  k3 F0 j$ ?* x. R}
% k4 ?" k4 X$ y! v
8 a' g- v3 H1 X* t% J4 P
5 w2 U- T3 |, V/ k: d# Z/ x/ ]
' q% Q( G6 P& ^( s7 i. F. A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);
4 W* s5 @( P# I" b9 _. u
+ s- h0 s; s$ ^. M    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
, U" L- |' J, v# h4 C$ e    glRasterPos2f(0.0f, 0.0f);
    drawString("Hello, World!");

" j' I: D. o* y0 p* e    glutSwapBuffers();
}

" s7 E% A, p- l
$ ?& h3 j2 l. v- L" Y( X
0 _; i9 O8 V# _) ]' ^9 v: x9 p" @效果如图：
[attach]15073[/attach]

指定字体
5 q) G) M$ i- ?& J$ w, e. `9 o& ~4 J在产生显示列表前，Windows允许选择字体。
# N8 g( T# y6 N# f; f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) {
. E" h6 _* `/ r* l    HFONT hFont = CreateFontA(size, 0, 0, 0, FW_MEDIUM, 0, 0, 0,
6 h/ i4 g5 F  Z+ p3 K8 h7 l$ g5 M$ A        charset, OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS,
3 _$ `8 Y% x; T4 m) b4 V        DEFAULT_QUALITY, DEFAULT_PITCH | FF_SWISS, face);
    HFONT hOldFont = (HFONT)SelectObject(wglGetCurrentDC(), hFont);
    DeleteObject(hOldFont);
" H$ C4 R+ M0 O: c+ R! W}

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

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
' M4 x! |( z* H4 ~
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glRasterPos2f(0.0f, 0.0f);
    drawString("Hello, World!");

    glutSwapBuffers();
}


3 \, N/ h$ Y  M, Y- ]7 k) h8 a* n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:(
& ?7 e' l! `1 U# D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
- s5 _) v4 M2 s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。
8 S: @! u/ p  |( U% w# J. U& z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:)
" u1 w5 p6 H: r) ~  ?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
3 u( g" p7 c, c  E, B// 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
6 r. Z% G& J8 ~6 C// 否则一个字节算一个字符
len = 0;
for(i=0; str!='\0'; ++i)
1 Q, H5 H0 f! t" D* l{
    if( IsDBCSLeadByte(str) )
        ++i;
    ++len;
}
; I& D( K0 A1 n
// 将混合字符转化为宽字符
6 b' E# x0 ^7 Y' `wstring = (wchar_t*)malloc((len+1) * sizeof(wchar_t));
: Z8 o5 G: u  U8 h1 U2 iMultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, str, -1, wstring, len);
wstring[len] = L'\0';

8 g+ @& u* @" S, z// 用完后记得释放内存
free(wstring);
' }4 R6 f' b8 T# w6 o. r- q4 K

5 L* q3 m* c$ ?) `1 ^$ l* }
加上前面所讲到的wglUseFontBitmaps函数，即可显示中文字符了。
7 D/ r9 r! A- I9 i) T/ ~
% C# ~/ u2 S$ a# a$ `# Vvoid drawCNString(const char* str) {
    int len, i;
+ N: h4 ^0 U% |- X  N( \    wchar_t* wstring;
    HDC hDC = wglGetCurrentDC();
    GLuint list = glGenLists(1);

4 q9 G9 {5 M' F' |8 ?9 @0 S' V    // 计算字符的个数
) Z  ^- Y* E& Y8 b) u3 o    // 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
  `) p3 u- _5 ]3 O    // 否则一个字节算一个字符
    len = 0;
    for(i=0; str!='\0'; ++i)
    {
2 g+ g/ ]5 c# u: G& G3 H        if( IsDBCSLeadByte(str) )
3 m8 b) @, D8 |+ d4 o. b; T- a            ++i;
. x+ N. S3 t7 \2 m        ++len;
    }
; w& k: _7 L# B, d
' b. F0 N/ G1 k* m4 ~& D1 c    // 将混合字符转化为宽字符
3 J* [; [# h' E& M    wstring = (wchar_t*)malloc((len+1) * sizeof(wchar_t));
    MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, str, -1, wstring, len);
. c1 @  e1 f" L; s! R# B+ W' \    wstring[len] = L'\0';

* ?) `6 H3 d; q0 ~9 @    // 逐个输出字符
$ W2 K) u& O; x$ w    for(i=0; i<len; ++i)
    {
        wglUseFontBitmapsW(hDC, wstring, 1, list);
        glCallList(list);
9 V2 W9 D1 K. a5 i* U0 d, O  e  E    }
, W7 E9 h' h7 X) I- Z  ^5 A. c
' ?8 F0 S: e- x; U7 n! s    // 回收所有临时资源
    free(wstring);
- r' r- [; C2 `0 R' T4 s1 l3 W    glDeleteLists(list, 1);
  \% h. J, Y  c( c! I5 ^" U) o# E}
5 p! }6 O. b% ]9 @4 \
- r! |+ D3 k0 k# u

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。

void display(void) {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
& G. y. G8 g! s; \: u
    selectFont(48, ANSI_CHARSET, "Comic Sans MS");
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glRasterPos2f(-0.7f, 0.4f);
" [6 ~4 @& d2 i; q. Q' O% ^    drawString("Hello, World!");
2 V' [: O- N. ]1 \+ t' v
2 d* u( J3 s3 k  }    selectFont(48, GB2312_CHARSET, "楷体_GB2312");
% ~, ]. G6 i  I; J( S8 @3 V    glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);
, n" N2 ]2 h$ f/ X8 b    glRasterPos2f(-0.7f, -0.1f);
    drawCNString("当代的中国汉字");
, ^( T% h& a9 g3 f6 B7 ^
    selectFont(48, DEFAULT_CHARSET, "华文仿宋");
+ N% ]: s  ]; e1 q# m    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
4 f0 |# i1 U7 I    glRasterPos2f(-0.7f, -0.6f);
    drawCNString("傳統的中國漢字");

9 q3 Z% b; f; Y9 K! x8 i    glutSwapBuffers();
}


% W5 f6 s$ T9 S$ g6 w# s效果如图：
[attach]15075[/attach]

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