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转载:OpenGL展示文字

2012-07-22 
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2010年07月03日
  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 。
  现在让我们来看具体的代码:
  #include
  // 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:
  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:
  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)
  {
  if( IsDBCSLeadByte(str) )
  ++i;
  ++len;
  }
  // 将混合字符转化为宽字符
  wstring = (wchar_t*)malloc((len+1) * sizeof(wchar_t));
  MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, str, -1, wstring, len);
  wstring[len] = L'\0';
  // 用完后记得释放内存
  free(wstring);
  加上前面所讲到的wglUseFontBitmaps函数,即可显示中文字符了。
  void drawCNString(const char* str) {
  int len, i;
  wchar_t* wstring;
  HDC hDC = wglGetCurrentDC();
  GLuint list = glGenLists(1);
  // 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)
  {
  if( IsDBCSLeadByte(str) )
  ++i;
  ++len;
  }
  // 将混合字符转化为宽字符
  wstring = (wchar_t*)malloc((len+1) * sizeof(wchar_t));
  MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, str, -1, wstring, len);
  wstring[len] = L'\0';
  // 逐个输出字符
  for(i=0; i<len; ++i)
  {
  wglUseFontBitmapsW(hDC, wstring, 1, list);
  glCallList(list);
  }
  // 回收所有临时资源
  free(wstring);
  glDeleteLists(list, 1);
  }
  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);
  selectFont(48, ANSI_CHARSET, "Comic Sans MS");
  glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
  glRasterPos2f(-0.7f, 0.4f);
  drawString("Hello, World!");
  selectFont(48, GB2312_CHARSET, "楷体_GB2312");
  glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);
  glRasterPos2f(-0.7f, -0.1f);
  drawCNString("当代的中国汉字");
  selectFont(48, DEFAULT_CHARSET, "华文仿宋");
  glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
  glRasterPos2f(-0.7f, -0.6f);
  drawCNString("

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