OpenGL11-绘制汉字最高效方法(使用Freetype)（代码已更新）

最新版本,之前的版本有些文件没有打包 

视频教程请关注 http://edu.csdn.net/lecturer/lecturer_detail?lecturer_id=440

 

 

OpenGL本身并没有绘制文字的功能，他只是一个三维绘图的API集和，很多东西都要

自己动手才可以实现。OpenGL绘制文字，网络上已经有很多成熟的方式方法，我这里给

大家介绍的是我使用的方式，从绘制的效率上来说，速度上从已经达到我个人水平的最大值。

如果你有更好的方式，请联系我。

　　首先介绍下网络上的一些绘制方式。

　　一、将要绘制的文字按照每一个字生成一个小纹理的方式，然后再用将纹理贴到网格

的表面，绘制出来，例如：“博客园-你好”，则会生成6个小纹理，然后生成网格，将纹理

贴到网格的表面。优点：每一个字的大小颜色都可选择。缺点：文字多了以后，频繁的切换

纹理造成效率低下。OSG中使用了这种方式，效率极差，尤其是在文字更新的情况下。

　　二、直接将随绘制的文本字符串生成一个纹理数据（而不是一个文字一个纹理），这样

做效率上比第一种要好很多，缺点就是更新的时候要重新构建一个新的纹理。速度上有很大

损失。两种方式的原理图如下：

　　三、将所绘制的文字都放到一个较大的纹理上去，然后再纹理上做索引，当绘制的时候，

去查表。在将纹理贴到网格上绘制出来，这种方式，速度很快，很多游戏引擎都在使用这种

方式，存在的问题绘制的文字多了以后速度会变慢，占用大量的cpu时间，当然对于小的应

用已经足够了，今天我提出的方式也是基于这样方式的，只是我在索引上最了一些改进，改

进之后的算法，将不再进行查表操作，而是直接索引，一定程度上降低了cpu消耗，提搞了

效率。纹理图片如下示意图：

　　

图片存的数据上也很重要，结合OpenGL，采用GL_ALPHA的上存储，这样可以大大

降低图片所占用的显存空间，从而提高效率。

下面定义一个文字所存储的信息，如下所示：

class   Character
{
public:
    Character()
    {
        x0          =   0;
        y0          =   0;
        x1          =   0;
        y1          =   0;
    }
    /**
    *   存储当前字符在纹理上的坐标位置
    */
    unsigned short   x0;
    unsigned short   y0;
    unsigned short   x1;
    unsigned short   y1;
};

 为了快速索引，减少查找的过程，我么要结合字体本上来做一些处理，我们知道一个汉字要占用2个字节

两个字节所能表示的范围是0-65535,就是6万多个汉字，那么我们就声明一个这么大的数组来存储字符的

信息：

代码如下：

Character   g_charMap[1<<16];

当我们要绘制一个文字的时候，可以直接通过下标就可以直接定位到该字对应的信息了，例如我们绘制'中'

就可以直接获取其在图片上的内容了：

Character   getCharacter(wchar_t ch)
{
    return g_charMap[ch]; 
}

然后这样也存在一个问题，即一张多大的纹理才可以容纳这么多的字符呢？如果是一般的应用，我们可以忽略

这个问题，中国常用的汉字只有3000多个，假设是一个汉字占16*16的空间，那么一个1024*1024的纹理

所能容纳的字符有 1024/16 * 1024/16 = 4096个，足够满足正常的需要，如果你是想做一个通用的，没有

瑕疵的应用，我们就要修改我们的设计方式，我能一切从速度优先的方式考虑，我们在上面的Character类中

增加一个字段描述字符所在的纹理句柄，如下：

class   Character
{
public:
    Character()
    {
        x0          =   0;
        y0          =   0;
        x1          =   0;
        y1          =   0;
        texId       =   0;
    }
    unsigned short   x0;
    unsigned short   y0;
    unsigned short   x1;
    unsigned short   y1;
    //! 索引纹理，即当前字符所在的纹理
    unsigned         texId;
};

这样，就可以拜托之前的限制，实现大规模的绘制文字了。

说完了方案，我们还有说下实现方式，说道文字绘制，不得不提的就是FreeType字体库了

几乎所有的三维绘制文字的方式，都采用这个库。下面以代码的方式来介绍他，我们这里

只用到其中很少的一部分（FreeType）相关内容这里不做介绍，有兴趣的同学可以自行了解。

第一步:初始化字体库

FT_Init_FreeType( &_library );

第二步：加载字体

FT_New_Face(_library,_fontFace,0,&_face);

第三步：设置字体大小

FT_Set_Char_Size( _face, fontSize << 6, fontSize << 6, 72, 72);

第四步：获取字体的信息

FT_Load_Glyph( face, FT_Get_Char_Index( face, code ), FT_LOAD_DEFAULT );
       
   
    FT_Glyph glyph;
    FT_Get_Glyph( face->glyph, &glyph );

    //Convert the glyph to a bitmap.
    FT_Glyph_To_Bitmap( &glyph, ft_render_mode_normal, 0, 1 );
    FT_BitmapGlyph bitmap_glyph = (FT_BitmapGlyph)glyph;

    //This reference will make accessing the bitmap easier
    FT_Bitmap& bitmap   =   bitmap_glyph->bitmap;

第五步：将bmp数据写到纹理上

glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,x,y,width,height,GL_ALPHA,GL_UNSIGNED_BYTE,data);

第六步：生成网格，贴上纹理绘制文字

RESULT  IGraphyDeviceImpl::draw2DText(const wchar_t* text,float x,float y,const Rgba4Byte& color,RectF* pOut)
{
    
    typedef float   TextVertex[5];
    TextVertex  vert[2048 * 6];
    
    float       texWidth    =   (float)_fontDefault._textures._width;
    float       texHeight   =   (float)_fontDefault._textures._height;
    float       xStart      =   x;
    float       yStart      =   y;
    float       zStart      =   0;
    unsigned    index       =   0;
    unsigned    nSize       =   wcslen(text);
    float       fHeight     =   0;
   
    for (unsigned i = 0 ;i <  nSize; ++ i )
    {
        Character*  ch  =   _fontDefault.getCharacter(text[i]);
       
        int         h   =   ch->y1 - ch->y0;
        int         w   =   ch->x1 - ch->x0;
        /**
        *   第一个点
        */
        vert[index + 0][0]  =   xStart;
        vert[index + 0][1]  =   yStart;
        vert[index + 0][2]  =   zStart;
        vert[index + 0][3]  =   ch->x0/texWidth;
        vert[index + 0][4]  =   ch->y0/texHeight;
        /**
        *   第二个点
        */
        vert[index + 1][0]  =   xStart;
        vert[index + 1][1]  =   yStart + h;
        vert[index + 1][2]  =   zStart;
        vert[index + 1][3]  =   ch->x0/texWidth;
        vert[index + 1][4]  =   ch->y1/texHeight;
        /**
        *   第二个点
        */
        vert[index + 2][0]  =   xStart + w;
        vert[index + 2][1]  =   yStart + h;
        vert[index + 2][2]  =   zStart;
        vert[index + 2][3]  =   ch->x1/texWidth;
        vert[index + 2][4]  =   ch->y1/texHeight;


        /**
        *   第二个三角形
        */
        vert[index + 3][0]  =   xStart;
        vert[index + 3][1]  =   yStart;
        vert[index + 3][2]  =   zStart;
        vert[index + 3][3]  =   ch->x0/texWidth;
        vert[index + 3][4]  =   ch->y0/texHeight;

        /**
        *   第二个点
        */
        vert[index + 4][0]  =   xStart + w;
        vert[index + 4][1]  =   yStart + h;
        vert[index + 4][2]  =   zStart;
        vert[index + 4][3]  =   ch->x1/texWidth;
        vert[index + 4][4]  =   ch->y1/texHeight;

        /**
        *   第二个点
        */
        vert[index + 5][0]  =   xStart + w;
        vert[index + 5][1]  =   yStart;
        vert[index + 5][2]  =   zStart;
        vert[index + 5][3]  =   ch->x1/texWidth;
        vert[index + 5][4]  =   ch->y0/texHeight;

        index   +=  6;
        xStart  +=  w;
    }
    glColor4ub(color._r,color._g,color._b,color._a);
    /**
    *   对字体使用到的纹理和定点坐标进行排序
    */
    bindTexture2D(_fontDefault._textures._texture);

    CELL::Graphy::VertexDeclaration fontDesc[]    =   
    {
        0,  CELL::Graphy::TYPE_VERTEX,   CELL::Graphy::FORMAT_FLOAT,     3,  0, sizeof(TextVertex),
        0,  CELL::Graphy::TYPE_TEXCOORD0,CELL::Graphy::FORMAT_FLOAT,     2,  12, sizeof(TextVertex)
    };

    drawPrimitiveDirect(fontDesc,2,PT_TRIANGLELIST,vert,0,index);

上面简单的介绍了如何使用FreeType与OpenGL绘制文字，笔者能力所致，说解不到之处，有误之处，敬请谅解，指教。

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