【OpenGL游戏开发之五】freetype2 显示汉字

1.FreeType2 是什么？

    它是一个为各种应用程序提供通用的字体文件访问的软件包。尤其值得注意的以下特性：

提供统一的字体文件访问接口。支持位图和向量格式，包括 TrueType 、 OpenType 、 Typel 、 CID 、 CFF 、 Windows FON/FNT 、 X11 PCF 。
提供高效反走样的基于 256 灰度级的位图字形的生产。
模块清晰，每种字体格式对于一个模块。类库的构建可以按照你需要支持的格式进行裁减以减小代码尺寸。（最小的反走样 FreeType 库 <30Kb ）

2. FreeType2 能做什么？

    FT2 已经易用于许多领域。例如：

图形子系统和文本显示库
文本排版（布局、分页、渲染）
字体识别和转换工具
    一般来说，该库使得你能轻松的操纵字体文件。

3.如何配置opengl，freetype2

4.freetype2 显示汉字

代码：
#include <Windows.h>
#include <iostream>
#include <Gl\GL.h>
#include <Gl\glut.h>
#include <ft2build.h>
#include <freetype/freetype.h>
#include <freetype/ftglyph.h>
#include <freetype/ftoutln.h>
#include <freetype/fttrigon.h>
//#pragma comment(lib , "lib/glut32.lib")
//#pragma comment(lib , "lib/freetype2110.lib")
using namespace std;

#define MAX_NO_TEXTURES 1

#define CUBE_TEXTURE 0

GLuint texture_id[MAX_NO_TEXTURES];

struct xCharTexture
{
GLuint m_texID;
wchar_t m_chaID;
int m_Width;
int m_Height;

int m_adv_x;
int m_adv_y;
int m_delta_x;
int m_delta_y;
public:
xCharTexture()
{
m_texID = 0;
m_chaID = 0;
m_Width = 0;
m_Height = 0;
}
}g_TexID[65536];

class xFreeTypeLib
{
FT_Library m_FT2Lib;
FT_Face m_FT_Face;

public:
int m_w;
int m_h;
void load(const char* font_file , int _w , int _h);
GLuint loadChar(wchar_t ch);
};

void xFreeTypeLib::load(const char* font_file , int _w , int _h)
{
FT_Library library;
if (FT_Init_FreeType( &library) )
exit(0);
//加载一个字体,取默认的Face,一般为Regualer
if (FT_New_Face( library, font_file, 0, &m_FT_Face ))
exit(0);
//选择字符表
FT_Select_Charmap(m_FT_Face, FT_ENCODING_UNICODE);
m_w = _w ; m_h = _h;
m_FT_Face->num_fixed_sizes;
//大小要乘64.这是规定。照做就可以了。
//FT_Set_Char_Size( m_FT_Face , 0 , m_w << 6, 96, 96);
//用来存放指定字符宽度和高度的特定数据
FT_Set_Pixel_Sizes(m_FT_Face,m_w, m_h);
}

GLuint xFreeTypeLib::loadChar(wchar_t ch)
{
if(g_TexID[ch].m_texID)
return g_TexID[ch].m_texID;
/* 装载字形图像到字形槽（将会抹掉先前的字形图像） */
if(FT_Load_Char(m_FT_Face, ch, /*FT_LOAD_RENDER|*/FT_LOAD_FORCE_AUTOHINT|
(TRUE ? FT_LOAD_TARGET_NORMAL : FT_LOAD_MONOCHROME | FT_LOAD_TARGET_MONO) ) )
{
return 0;
}

/*if(FT_Load_Glyph( m_FT_Face, FT_Get_Char_Index( m_FT_Face, ch ), FT_LOAD_FORCE_AUTOHINT ))
throw std::runtime_error("FT_Load_Glyph failed");*/

xCharTexture& charTex = g_TexID[ch];

//得到字模
FT_Glyph glyph;
//把字形图像从字形槽复制到新的FT_Glyph对象glyph中。这个函数返回一个错误码并且设置glyph。
if(FT_Get_Glyph( m_FT_Face->glyph, &glyph ))
return 0;

//转化成位图
FT_Render_Glyph( m_FT_Face->glyph, FT_RENDER_MODE_LCD );//FT_RENDER_MODE_NORMAL );
FT_Glyph_To_Bitmap( &glyph, ft_render_mode_normal, 0, 1 );
FT_BitmapGlyph bitmap_glyph = (FT_BitmapGlyph)glyph;

//取道位图数据
FT_Bitmap& bitmap=bitmap_glyph->bitmap;

//把位图数据拷贝自己定义的数据区里.这样旧可以画到需要的东西上面了。
int width = bitmap.width;
int height = bitmap.rows;

m_FT_Face->size->metrics.y_ppem; //伸缩距离到设备空间
m_FT_Face->glyph->metrics.horiAdvance; //水平文本排列

charTex.m_Width = width;
charTex.m_Height = height;
charTex.m_adv_x = m_FT_Face->glyph->advance.x / 64.0f; //步进宽度
charTex.m_adv_y = m_FT_Face->size->metrics.y_ppem; //m_FT_Face->glyph->metrics.horiBearingY / 64.0f;
charTex.m_delta_x = (float)bitmap_glyph->left; //left:字形原点(0,0)到字形位图最左边象素的水平距离.它以整数象素的形式表示。
charTex.m_delta_y = (float)bitmap_glyph->top - height; //Top: 类似于字形槽的bitmap_top字段。
glGenTextures(1,&charTex.m_texID);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,charTex.m_texID);
char* pBuf = new char[width * height * 4];
for(int j=0; j < height ; j++)
{
for(int i=0; i < width; i++)
{
unsigned char _vl = (i>=bitmap.width || j>=bitmap.rows) ? 0 : bitmap.buffer[i + bitmap.width*j];
pBuf[(4*i + (height - j - 1) * width * 4) ] = 0xFF;
pBuf[(4*i + (height - j - 1) * width * 4)+1] = 0xFF;
pBuf[(4*i + (height - j - 1) * width * 4)+2] = 0xFF;
pBuf[(4*i + (height - j - 1) * width * 4)+3] = _vl;
}
}

glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,0,GL_RGBA,width, height,0,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,pBuf); //指定一个二维的纹理图片
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP); //glTexParameteri():纹理过滤
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
glTexParameteri ( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST );
glTexParameteri ( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST );
glTexEnvi(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_ENV_MODE,GL_REPLACE); //纹理进行混合

/*gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, GL_RGBA, width, height, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pBuf);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
glTexParameteri ( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST );
glTexParameteri ( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST );
glTexEnvi(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_ENV_MODE,GL_REPLACE);*/
delete[] pBuf;
return charTex.m_chaID;
}

xFreeTypeLib g_FreeTypeLib;
float ratio;

xCharTexture* getTextChar(wchar_t ch)
{
g_FreeTypeLib.loadChar(ch);
return &g_TexID[ch];
}

LPWSTR AnsiToUnicode(LPCSTR lpcstr) //参数lpcstr类型也可是char*
{
LPWSTR Pwstr;
int i;
i=MultiByteToWideChar(CP_ACP,0,lpcstr,-1,NULL,0);
Pwstr=new WCHAR[i];
MultiByteToWideChar(CP_ACP,0,lpcstr,-1,Pwstr,i);

return (Pwstr);
}

//wchar_t g_UnicodeString[]=L"aaabb/x4E2D/x6587/x0031/x0032/x0033";
const char g_UnicodeString[]="aaa VB文件格式：/n/若不明确就标为未知/n/表演者：";

void drawText(wchar_t* _strText,int x , int y, int maxW , int h)
{
int sx = x;
int sy = y;
int maxH = h;
size_t nLen = wcslen(_strText);

for(int i = 0 ; i <nLen ; i ++)
{
if(_strText[i] =='/n')
{
sx = x ; sy += maxH + 12;
continue;
}
xCharTexture* pCharTex = getTextChar(_strText[i]);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,pCharTex->m_texID); //绑定到目标纹理
glTexParameteri ( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST );
glTexParameteri ( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST );
glEnable(GL_BLEND); //打开或关闭OpenGL的特殊功能
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA); //特殊的像素算法
//glDisable(GL_TEXTURE_2D);
int w = pCharTex->m_Width;
int h = pCharTex->m_Height;

int ch_x = sx + pCharTex->m_delta_x;
int ch_y = sy - h - pCharTex->m_delta_y;

if(maxH < h) maxH = h;
glBegin ( GL_QUADS ); // 定义一个或一组原始的顶点
{
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(ch_x , ch_y , 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(ch_x + w, ch_y , 1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(ch_x + w, ch_y + h, 1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(ch_x , ch_y + h, 1.0f);
}
glEnd();
sx += pCharTex->m_adv_x;
if(sx > x + maxW)
{
sx = x ; sy += maxH + 12;
}
}
}

void init(void)
{
glShadeModel(GL_SMOOTH|GL_FLAT); //选择平直或平滑着色
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f); //清除色彩缓冲区
glEnable ( GL_COLOR_MATERIAL_FACE );
glColorMaterial ( GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE ); // 使一个材质色彩指向当前的色彩

//g_FreeTypeLib.load("simhei.ttf",14,14);
// g_FreeTypeLib.load("c://windows//fonts//simhei.ttf",14,14);
g_FreeTypeLib.load("c://windows//fonts//simhei.ttf",12,12);

glDisable ( GL_CULL_FACE );

//glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);
}

void reshape( int w, int h )
{
// Prevent a divide by zero, when window is too short
// (you cant make a window of zero width).
if(h == 0)
h = 1;

ratio = 1.0f * w / h;
// Reset the coordinate system before modifying
glMatrixMode(GL_PROJECTION); //定义矩阵
glLoadIdentity(); //用恒等矩阵替换当前矩阵

// Set the viewport to be the entire window
glViewport(0, 0, w, h); //设置视窗
glOrtho(0,w,h,0,-100,200); //用垂直矩阵与当前矩阵相乘
// Set the clipping volume
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
gluLookAt(0, 0, 30 ,0 , 0 ,10 , 0.0f , 1.0f , 0.0f); //设定一个变换视点
}

void display( void )
{
glClearColor(0.0f , 0.0f , 0.6f , 1.0f);
glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
/*glLoadIdentity ( );
glPushMatrix();
glTranslatef ( 0.0, 0.0, -5.0 );
*/
glEnable ( GL_TEXTURE_2D );
wchar_t *wstr = AnsiToUnicode(g_UnicodeString);
drawText(wstr, 50, 50, 900,25);
//glPopMatrix();
glutSwapBuffers();
}

void keyboard ( unsigned char key, int x, int y ) // Create Keyboard Function
{
switch ( key ) {
case 27: // When Escape Is Pressed...
exit ( 0 ); // Exit The Program
break; // Ready For Next Case
default: // Now Wrap It Up
break;
}
}

void arrow_keys ( int a_keys, int x, int y ) // Create Special Function (required for arrow keys)
{
switch ( a_keys ) {
case GLUT_KEY_UP: // When Up Arrow Is Pressed...
glutFullScreen ( ); // Go Into Full Screen Mode
break;
case GLUT_KEY_DOWN: // When Down Arrow Is Pressed...
glutReshapeWindow ( 900, 500 ); // Go Into A 500 By 500 Window
break;
default:
break;
}
}

void myDisplay(void)

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glColor3f (1.0,0.0,0.0);
glBegin (GL_LINES);
glVertex2i (180,15);
glVertex2i (10,145);
glEnd();

glRectf(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f);

glFlush();

}

int main(int argc,char * argv[])
{

//ANSI字符串，内容长度7字节
char sz[20] = "中文123";

//UNICODE字符串，内容长度5个wchar_t（10字节）
wchar_t wsz[100] = L"/x4E2D/x6587/x0031/x0032/x0033";
//运行时设定当前ANSI编码，VC格式
setlocale(LC_ALL,".936");

//GCC中格式
setlocale(LC_ALL, "zh_CN.GBK");

//VisualC++中使用小写%s，按照setlocale指定编码输出到文件
//GCC中使用大写%S

//把UNICODE字符串按照setlocale指定的编码转换成字节
wcstombs(sz, wsz, 20);
//把字节串按照setlocale指定的编码转换成UNICODE字符串
mbstowcs(wsz, sz, 20);

glutInit( &argc, argv ); //用于初始化GULT库
glutInitDisplayMode ( GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA ); //设置初始显示模式
glutInitWindowPosition (0,0); //确定窗口的位置
glutInitWindowSize ( 900, 500 ); //设置窗口大小
glutCreateWindow ( "NeHe Lesson 6- Ported by Rustad" ); //创建一个窗口标题
init ();
//glutFullScreen ( ); //Put Into Full Screen
glutDisplayFunc ( display ); //注册一个绘图函数
glutReshapeFunc ( reshape ); //设置投影的函数
glutKeyboardFunc ( keyboard ); //键盘回调函数
glutSpecialFunc ( arrow_keys ); //设置当前窗口的特殊键盘回调。
glutIdleFunc ( display ); //程序空闲时调用的函数
glutMainLoop ( ); // 进入GLUT事件处理循环

return 0;

}
运行效果图：



freetype2学习资源：
[精华] FreeType 2开发文档 [中译版]：http://www.unixresources.net/linux/clf/kylix/archive/00/00/59/21/592188.html
FreeType 2官方网:http://www.freetype.org/freetype2/