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OpenGL采用显示列表显示文字完整范例

2014-07-07 17:17 435 查看
(一)显示英文
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。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);   //编号分别是lists, lists + 1, lists + 2, lists + MAX_CHAR -1

        // 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);  //从基数lists开始依次显示各个字符

    }

    // 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();

}

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();

}

完整的源码:

#include <GL/glut.h>
#include <windows.h>
#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);
}

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();
}

void init (void) 
{
glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); /* select clearing olor  */
//  glMatrixMode(GL_PROJECTION); /* initialize viewing values  */
//  glLoadIdentity();
//  glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0); //注意该视景体的范围和几何中心
}

int main(int argc, char** argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);

glutInitWindowSize (500, 500);  //改为glutInitWindowSize (250, 250); 可以看出变换的仅仅是物体按比例大小的变换
glutInitWindowPosition (100, 100);
glutCreateWindow ("First");
init ();
glutDisplayFunc(display); 
glutMainLoop();
return 0; 
}
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。
(二)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]!='\0'; ++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'\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[i]!='\0'; ++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'\0';

    // 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();

}

完整源码:

#include <GL/glut.h>
#include <windows.h>
#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);
}

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]!='\0'; ++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'\0';

    // 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);
}

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) {
    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();
}

void init (void) 
{
glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); /* select clearing olor  */
//  glMatrixMode(GL_PROJECTION); /* initialize viewing values  */
//  glLoadIdentity();
//  glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0); //注意该视景体的范围和几何中心
}

int main(int argc, char** argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);

glutInitWindowSize (500, 500);  //改为glutInitWindowSize (250, 250); 可以看出变换的仅仅是物体按比例大小的变换
glutInitWindowPosition (100, 100);
glutCreateWindow ("First");
init ();
glutDisplayFunc(display); 
glutMainLoop();
return 0; 
}
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