ArchieOpenGL教程第11课：使用位图字体 在屏幕上显示字体
2012-11-14 22:51
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第十一课A
源代码图像字体A:
这一课我们将创建一些基于2D图像的字体，它们可以缩放，但不能旋转，并且总是面向前方，但作为基本的显示来说，我想已经够了。
使用位图字体比起使用图形字体（贴图）看起来不止强100倍。你可以随时改变显示在屏幕上的文字，而且用不着为它们逐个制作贴图。只需要将文字定位，再使用我最新的gl命令就可以在屏幕上显示文字了。
我尽可能试着将命令做的简单。你只需要敲入glPrint("Hello") 。它是那么简单。
一个小注释，这段代码是专门针对Windows写的，它使用了Windows的wgl函数来创建字体。
我们从第十课的典型代码开始，最后加上math.h头文件，这样我们就可以使用SIN和COS函数在屏幕中移动文字了。
另外，我们还要添加3个变量。base将保存我们创建的第一个显示列表的编号。每个字符都需要有自己的显示列表。例如，字符‘A’在显示列表中是65，‘B’是66，‘C’是67，等等。所以，字符‘A’应保存在显示列表中的base + 65这个位置。
然后添加两个计数器（cnt1 和 cnt2），它们采用不同的累加速度，通过SIN和COS函数来改变文字在屏幕上的位置。在屏幕上创造出一种看起来像是半随机的移动方式。同时，我们用这两个计数器来改变文字的颜色（后面会进一步解释）。
//第十一课图像字体 GLuint base; // 绘制字体的显示列表的开始位置 GLfloat cnt1; // 字体移动计数器1 GLfloat cnt2; // 字体移动计数器2
构建真实字体
下面这段代码用来构建真实的字体，这也是最难写的一部分代码。‘HFONT font’告诉Windows我们将要使用一个Windows字体。Oldfont用来存放字体。
接下来我们在定义base的同时使用glGenLists(96)创建了一组共96个显示列表。
GLvoid COpenglbaseView::BuildFont(GLvoid)
{
HFONT font; // 字体句柄
HFONT oldfont; // 旧的字体句柄
base = glGenLists(96); // 创建96个显示列表下面该有趣的部分了，我们将创建属于自己的字体。我们从指定字体的大小开始，你会注意到它是一个负数，我们通过加上一个负号来告诉Windows寻找一个基于CHARACTER高度的字体。如果我们使用一个正数，就是寻找一个与基于CELL的高度相匹配的字体。
font = CreateFont( -24, // 字体高度 0, // 字体宽度 Windows就会使用默认值 0, // 字体的旋转角度 Angle Of Escapement 0, // 字体底线的旋转角度Orientation Angle用于指定每个字的底边和显示设备的X轴之间的角度，每个单位是十分之一个角度 FW_BOLD, // 字体的重量 FW_DONTCARE是0, FW_NORMAL是400, FW_BOLD是700 and FW_BLACK是900。值越大，字体就越粗。 FALSE, // 是否使用斜体 FALSE, // 是否使用下划线 FALSE, // 是否使用删除线 ANSI_CHARSET, // 设置字符集 OUT_TT_PRECIS, // 输出精度 CLIP_DEFAULT_PRECIS, // 裁剪精度 ANTIALIASED_QUALITY, // 输出质量 FF_DONTCARE|DEFAULT_PITCH, // Family And Pitch "Courier New"); // 字体名称 打开Microsoft Word找一个你喜欢的字体。将‘Courier New’替换为你想用的字体的名字，你就可以使用它了。（中文还不行，需要别的方法）
现在，选择我们刚才创建的字体。Oldfont将指向被选择的对象。然后我们从第32个字符（空格）开始建立96个显示列表。如果你愿意，也可以建立所有256个字符，只要确保使用glGenLists建立256个显示列表就可以了。然后我们将oldfont对象指针选入hDC并且删除font对象。
oldfont=(HFONT)SelectObject(m_pDC->GetSafeHdc(),font); // 选择我们需要的字体 wglUseFontBitmaps(m_pDC->GetSafeHdc(),32,96,base); //创建96个显示列表，绘制ASCII码为32-128的字符 SelectObject(m_pDC->GetSafeHdc(),oldfont); //选择原来的字体 DeleteObject(font); //删除字体 }
接下来的代码很简单。它在内存中从base开始删除96个显示列表。我不知道Windows是否会做这些工作，但还是保险为好。
GLvoid COpenglbaseView::KillFont(GLvoid)
{
glDeleteLists(base,96); //删除96个显示列表
}// 自定义GL输出字体函数
然后我们将GL_LIST_BIT压入属性堆栈，它会防止glListBase影响到我们的程序中的其它显示列表。
GlListBase(base-32)是一条有些难解释的命令。比如说要写字母‘A’，它的相应编号为65。如果没有glListBase(base-32)命令，OpenGL就不知道到哪去找这个字母。它会在显示列表中的第65个位置找它，但是，假如base的值等于1000，那么‘A’的实际存放位置就是1065了。所以通过base设置一个起点，OpenGL就知道到哪去找到正确的显示列表了。减去32是因为我们没有构造过前32个显示列表，那么就跳过它们好了。于是，我们不得不通过从base的值减去32，作为偏移的基准来让OpenGL知道这一点。我希望这些有意义。
GlCallLists是一个很有趣的命令。它可以同时将多个显示列表的内容显示在屏幕上。
下面的代码做后续工作。首先，它告诉OpenGL我们将要在屏幕上显示出显示列表中的内容。
strlen(text)函数用来计算我们将要显示在屏幕上的文字的长度。
然后，OpenGL需要知道我们允许发送给它的列表的最大值。我们不能发送长度大于255的字符串。这个字符列表的参数被当作一个无符号字符数组处理，它们的值都介于0到255之间。
最后，我们通过传递str(它指向我们的字符串)来告诉OpenGL显示的内容。
也许你想知道为什么字符不会彼此重叠堆积在一起。那时因为每个字符的显示列表都知道字符的右边缘在那里，在写完一个字符后，OpenGL自动移动到刚写过的字符的右边，在写下一个字或画下一个物体时就会从GL移动到的最后的位置开始，也就是最后一个字符的右边。
最后，我们将GL_LIST_BIT属性弹出堆栈，将GL恢复到我们使用glListBase(base-32)设置base那时的状态。
GLvoid COpenglbaseView::glPrint(unsigned int base, char *str)
{
if((base==0)||(str==NULL))
return ;
glPushAttrib(GL_LIST_BIT);
glListBase(base-32);
glCallLists((GLsizei)strlen(str),GL_UNSIGNED_BYTE,str);
glPopAttrib();
}在初始化代码中添加BuildFont( );BOOL COpenglbaseView::InitializeOpenGL(CDC *pDC)
{
m_pDC=pDC;
if(!SetupPixelFormat())
return FALSE;
m_hRC=::wglCreateContext(m_pDC->GetSafeHdc());//产生一个新的opengl绘图描述表使之适合在参数hdc给出的设备上画图
::wglMakeCurrent(m_pDC->GetSafeHdc(),m_hRC);
SetLight();//设置光照环境
myInit();//设置绘图环境
BuildFont();
return TRUE;
}绘图代码
BOOL COpenglbaseView::RenderScene()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕及深度缓存
glLoadIdentity();
glTranslatef(0.0f,0.0f,-1.0f); // 移入屏幕一个单位
// 根据字体位置设置颜色
glColor3f(1.0f*float(cos(cnt1)),1.0f*float(sin(cnt2)),1.0f-0.5f*float(cos(cnt1+cnt2)));
// 设置光栅化位置，即字体的位置
glRasterPos2f(-0.45f+0.05f*float(cos(cnt1)), 0.35f*float(sin(cnt2)));
glPrint(base,"You are great!"); // 输出文字到屏幕
cnt1+=0.051f; // 增加计数器值
cnt2+=0.005f;
return TRUE; // 继续运行
}
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补充解释
函数原型：void glListBase(GLuintbase);
函数功能：使得OpengL可以找到绘制对应字符的显示列表的位置。
函数参数介绍：
GLuint base 这个参数表示显示列表的基质。
关于使用glListBase(GLuint base)进行字体创建有几点说明：
void glListBase(GLuint base)的用法让人容易误解，还有为什么会使用glListBase(ListBase - 32)的情况;
现在做一个解释：
1 通过ListBase = glGenList(96);创建96个显示列表，从ListBase索引的位置开始的96个显示列表。
2 wglUseFrontBitmaps(hDC,32,96,ListBase);根据hDC中的字体属性从ASCII码32开始创建96个显示列表，（ASCII:32到127）而且这96个显示列表依次对应于显示列表从ListBase到ListBase+96.注意例如'A'的ASCII值是65那么对应的显示列表中位于ListBase+65。
3 glListBase(ListBase - 32);因为OpengL如果要寻找‘A’那么它会首先根据ListBase值+65得到‘A’的位置。但是wglUseFrontBitmaps（）使得ListBase的值与ASCII为32的一样，所以就需要将ListBase的值减32与OpengL的查询方式保持一致。
特别说明
glListBase(ListBase - 32) 的说明 在没有这段命令之前ListBase的值对应着ASCII为32的显示列表
如果使用glCallListBase()来显示字符时 如要显示‘A’ 那么他会从ListBase开始向后推进56位找到A
也就是找到ListBase+56对应位置的字符 但是ListBase对应着ASCII为32 所以ListBase+56就不是
A 所以 需要将ListBase-32 得到正确的基值。
关于glListBase(GLuint base)的补充：
1、如果想要正确理解glListBase的用法请先理解函数glCallLists(GLsizei n,GLenum type,const GLvoid *lists)的用法：此函数执行n个显示列表，执行数由n决定，所执行的列表索引是由当前显示列表基（由glListBase函数指定）指明的偏移量，加上由lists指向的数组中的有符号整数之和。
2、正如上面glGenList(96)和wglUseFrontBitmap用法，但有点小错误（个人认为），即‘A'所对应的的显示列表中的位置应是ListBase+65-32,即ListBase+33,而不是ListBase+65。
3、因为’A'的ASCII为65,而glListBase(GLuint base)中，base的默认值为0,所以如果不调用glListBase(ListBase - 32)，而直接调用glCallLists(GLsizei n,GLenum type,const GLvoid *lists),么那它在想显示'A'时，调用的显示列表的索引应为base+65,即为65,这显然不是在'A'在显示列表中对应的位置ListBase+33，而当调用glListBase(ListBas - 32)后，则调用的显示列表的索引应为：ListBas
- 32＋65,即ListBase+33,正好便是字符'A'在显示列表中对应的位置。
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第十一课B：位图字体独立为单独的头文件和源文件
OpenGL位图字体
以下在第10课代码基础上进行修改。 点击打开链接
用GDI显示文字当然时非常容易，但是用OpenGL来显示文字则相对来说比较复杂一点，OpenGL中有三种字体：位图字体，轮廓字体，纹理映射字体。而采用位图字体可能时最简洁，最清楚的显示文本的方法，主要用到了"wiggle"函数wglUseFontBitmaps()来创建它们，也比较简单，此函数将从系统载入的字体文件中生成位图。下面时关于位图字体创建，使用的源代码例子：
/////OpenGLFontInit.h
#ifndef _OPENGLFONTINIT_H_
#define _OPENGLFONTINIT_H_
unsigned int CreateBitmapFont(char *fontName,int fontSize,HDC g_HDC);
void PrintString(unsigned int base,char *str);
void ClearFont(unsigned int base);
unsigned int InitializeFont(char *fontName,int fontSize,HDC g_HDC);
#endif
/////////OpenGLFontInit.cpp
#include "stdafx.h"
#include <gl\gl.h>
#include <gl\glu.h>
#include "OpenGLFontInit.h"
unsigned int CreateBitmapFont(char *fontName,int fontSize,HDC g_HDC)
{
HFONT hFont;
unsigned int base;
base = glGenLists(96);
hFont=CreateFont(fontSize,0,0,0,FW_BOLD,FALSE,FALSE,FALSE,
ANSI_CHARSET,OUT_TT_PRECIS,
CLIP_DEFAULT_PRECIS,ANTIALIASED_QUALITY,
FF_DONTCARE|DEFAULT_PITCH,
fontName);
if(!hFont)
return 0;
SelectObject(g_HDC,hFont);
wglUseFontBitmaps(g_HDC,32,96,base);
return base;
}
void PrintString(unsigned int base,char *str)
{
if((base==0)||(str==NULL))
return ;
glPushAttrib(GL_LIST_BIT);
glListBase(base-32);
glCallLists((GLsizei)strlen(str),GL_UNSIGNED_BYTE,str);
glPopAttrib();
}
void ClearFont(unsigned int base)
{
if(base!=0)
glDeleteLists(base,96);
}
unsigned int InitializeFont(char *fontName,int fontSize,HDC g_HDC)
{
return CreateBitmapFont(fontName,fontSize,g_HDC);
}
例子：在opengl配置好的MFC单文档中使用opengl位图字体
1.在视图源文件中#include "OpenGLFontInit.h"，并且创建一个变量：
unsigned int listBase;//创建一个字体显示列表的基准ID
2.在视图源文件中的InitializeOpenGL(CDC *pDC)函数中添加：
listBase=InitializeFont("宋体",20,wglGetCurrentDC());
listBase=InitializeFont("Courier New",-24,m_pDC->GetSafeHdc());//不支持中文字体
SetLight();//设置光照环境
myInit();//设置绘图环境3.最后就可以在视图源文件的RenderScene（）函数中使用。如：
进入屏幕的深度不同，glRasterPos可调节的精度就不一样。
BOOL COpenglbaseView::RenderScene()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕及深度缓存
glLoadIdentity();
glTranslatef(0.0f,0.0f,-1.0f); // 移入屏幕一个单位
// 根据字体位置设置颜色
glColor3f(0.0,0.0,1.0f);
// 设置光栅化位置，即字体的位置
glRasterPos2f(0.0, 0.0);
PrintString(listBase,"You are great!"); // 输出文字到屏幕
return TRUE; // 继续运行
}
4.最后在视图源文件的OnDestroy()函数中添加：
ClearFont(listBase);
如上使用就没问题了。
glRasterPos2f(x,y)
glOpenGL 預設的座標系統,
(1,1) 在視窗的右上方,
(0,0) 在視窗中心,
(-1,-1) 在視窗的左下方.
RasterPos2i()
glRasterPos2i(200, 200); 改变光栅位置光栅（Raster）：由像素构成的一个矩形网格。要在光栅上显示的数据保存于帧缓存内。
BOOL COpenglbaseView::RenderScene()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕及深度缓存
glLoadIdentity();
glTranslatef(0.0f,0.0f,-10.0f); // 移入屏幕一个单位
// 根据字体位置设置颜色
glColor3f(0.0,0.0,1.0f);
// 设置光栅化位置，即字体的位置
glRasterPos2f(-5, 0.5);
PrintString(listBase,"You are great!"); // 输出文字到屏幕
return TRUE; // 继续运行
}
第十一课C：OpenGL显示中文字体
添加格式控制的又该如何呢？希望继续完善OpenglFontInit文件添加中文显示点击打开链接
void PrintCNString(const char* str,HDC hDC)
{
int len, i;
wchar_t* wstring;
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[i]!=''; ++i)
{
if( IsDBCSLeadByte(str[i]) )
++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'';
// 逐个输出字符
for(i=0; i<len; ++i)
{
wglUseFontBitmapsW(hDC, wstring[i], 1, list);
glCallList(list);
}
// 回收所有临时资源
free(wstring);
glDeleteLists(list, 1);
}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[i]!=''; ++i)
{
if( IsDBCSLeadByte(str[i]) )
++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'';
// 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[i]!=''; ++i)
{
if( IsDBCSLeadByte(str[i]) )
++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'';
// 逐个输出字符
for(i=0; i<len; ++i)
{
wglUseFontBitmapsW(hDC, wstring[i], 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("傳統的中國漢字");
glutSwapBuffers();
}
效果如图：
纹理字体
把文字放到纹理中有很多好处，例如，可以任意修改字符的大小（而不必重新指定字体）。
对一面飘动的旗帜使用带有文字的纹理，则文字也会随着飘动。这个技术在“三国志”系列游戏中经常用到，比如关羽的部队，旗帜上就飘着个“关”字，张飞的部队，旗帜上就飘着个“张”字，曹操的大营，旗帜上就飘着个“曹”字。三国人物何其多，不可能为每种姓氏都单独制作一面旗帜纹理，如果能够把文字放到纹理上，则可以解决这个问题。（参见后面的例子：绘制一面“曹”字旗）
如何把文字放到纹理中呢？自然的想法就是：“如果前面所用的显示列表，可以直接往纹理里面绘制，那就好了”。不过，“绘制到纹理”这种技术要涉及的内容可不少，足够我们专门拿一课的篇幅来讲解了。这里我们不是直接绘制到纹理，而是用简单一点的办法：先把汉字绘制出来，成为像素，然后用glCopyTexImage2D把像素复制为纹理。
glCopyTexImage2D与glTexImage2D的用法是类似的（参见第11课），不过前者是直接把绘制好的像素复制到纹理中，后者是从内存传送数据到纹理中。要使用到的代码大致如下：
// 先把文字绘制好
glRasterPos2f(XXX, XXX);
drawCNString("關");
// 分配纹理编号
glGenTextures(1, &texID);
// 指定为当前纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texID);
// 把像素作为纹理数据
// 将屏幕(0, 0) 到 (64, 64)的矩形区域的像素复制到纹理中
glCopyTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 0, 0, 64, 64, 0);
// 设置纹理参数
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
然后，我们就可以像使用普通的纹理一样来做了。绘制各种物体时，指定合适的纹理坐标即可。
有一个细节问题需要特别注意。大家看上面的代码，指定文字显示的位置，写的是glRasterPos2f(XXX, XXX);这里来讲讲如何计算这个显示坐标。
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