OpenGL: 文本显示

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();
}

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:)
这里我略知一二：也就是说中文占两个字符，英文占一个字符，当然把两个字符的东西放到一个字符的空间里面会产生截断咯，自然不能正常显示。
不过解决办法也不是只有一种，还有一个方法我在后面的文章中会说到。
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:)）。
（注：这里会有另一个问题：对于英文字符来说也用两个字节会造成不必要的空间浪费，我们理想的状态应该是英文只用一个字节，汉字用两个（这是不是可以实现呢？））
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

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();
}

英文字符显示：

    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。

显示汉字

用wglUseFontBitmaps当然可以写汉字,不过我使用的是wglUseFontBitmapsW版本  

#include 
#include 
#include 
#pragma comment(lib, "glut32.lib")
#ifdef _DEBUG
#pragma comment(lib, "comsuppwd.lib")
#else
#pragma comment(lib, "comsuppw.lib")
#endif

COLORREF m_FontColor = RGB(255, 128, 255);

void DrawString(int x, int y, char *strText)  
{
	HDC hDC = wglGetCurrentDC();  

	int xx = m_FontColor;  
	float r = GetRValue(m_FontColor) / 255.0f;
	float g = GetGValue(m_FontColor)/255.0f;
	float b = GetBValue(m_FontColor)/255.0f;  
	glColor3f(r, g, b);  
	glRasterPos2i(x, y);  
	int ListNum;  
	DWORD dwChar;  
	unsigned char *text = (unsigned char*)strText;  
	glPushAttrib(GL_LIST_BIT);		// Pushes The Display List Bits  
	for(size_t i = 0; i < strlen(strText); i++)  
	{  
		if(IsDBCSLeadByte(text[i]))	//是双字节字符吗？(用于汉字处理)  
		{  
			char tmpchar[3];  
			tmpchar[0] = text[i];
			tmpchar[1] = text[i + 1];  
			tmpchar[2] = 0;  
			BSTR xx = _com_util::ConvertStringToBSTR(tmpchar); //转化为unicode字符  
			BYTE tmpchr[2];
			::CopyMemory(tmpchr, xx, 2);
			dwChar = tmpchr[0] + tmpchr[1] * 256;
			i++;
		}
		else  
		{  
			dwChar = text[i];  
		}  
		ListNum = glGenLists(1);  
		BOOL ret = FALSE;  
		ret = wglUseFontBitmapsW(hDC, dwChar, 1, ListNum);  
		glCallList(ListNum);  
		glDeleteLists(ListNum, 1);  
	}  
	glPopAttrib();    
}  

void MyDrawString(int nSize, TCHAR *string)  
{
	HDC hDC = wglGetCurrentDC();  
	HFONT hOldFont, hFont;  
	int nLength;  
	wchar_t dwChar[256];  
	GLuint ListNum;  

	hFont = ::CreateFont(nSize, 0, 0, 0, FW_MEDIUM, FALSE, FALSE, 0,  
		GB2312_CHARSET, OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, DEFAULT_PITCH | FF_SWISS, TEXT("宋体"));  
	hOldFont = (HFONT)::SelectObject(hDC, hFont);  
	nLength  = MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, string, -1, dwChar, 256);  
	for(int i = 0; i < nLength - 1; i++)  
	{  
		ListNum = glGenLists(1);  
		wglUseFontBitmapsW(hDC, dwChar[i], 1, ListNum); //W表示BSTR  
		glCallList (ListNum);  
		glDeleteLists(ListNum, 1);  
	}  
	::SelectObject(hDC, hOldFont);  
	::DeleteObject(hFont);  
}
static void init()
{
	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
	glShadeModel(GL_FLAT);
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}

void reshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, w, h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	gluPerspective(60.0, (GLfloat)w / (GLfloat)h, 1.0, 30.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
	glLoadIdentity();
	glTranslatef(0.0, 0.0, -3.6f);
}
void display()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	
	MyDrawString(24, "ABCD");
	DrawString(0.0, 0.0, "欢迎光临");

	glFlush();

}
void main(int argc, char **argv)
{
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
	glutCreateWindow(argv[0]);
	glutInitWindowPosition(100, 100);
	glutInitWindowSize(400, 400);
	init();
	glutReshapeFunc(reshape);
	glutDisplayFunc(display);

	glutMainLoop();
}

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