第17课：2D图像文字 (参照NeHe)
这次教程中，我们将学会如何使用四边形纹理贴图把文字显示在屏幕上。我们将把256个不同的文字从一个256×256的纹理图像中一个个提取出来，接着创建一个输出函数来创建任意我们希望的文字。
还记得在第一篇字体教程中我提到使用纹理在屏幕上绘制文字吗？通常当你使用纹理绘制文字时你会调用你最喜欢的图像处理程序，选择一种字体，然后输入你想显示的文字或段落，然后保存下来位图并把它作为纹理读入到你的程序里，问题是这对一个需要很多文字或者文字在不停变化的程序来说，这么做效率并不高。这次教程中我们只使用一个纹理来显示任意256个不同的字符。
程序运行时效果如下：
下面进入教程：
由于相较于之前几课字体教程的代码改动较大，我们将直接在第01课的基础上修改代码，我会一一解释新增的代码，首先myglwidget.h文件，将类声明更改如下：
#ifndef MYGLWIDGET_H
#define MYGLWIDGET_H
#include <QWidget>
#include <QGLWidget>
class MyGLWidget : public QGLWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit MyGLWidget(QWidget *parent = 0);
~MyGLWidget();
protected:
//对3个纯虚函数的重定义
void initializeGL();
void resizeGL(int w, int h);
void paintGL();
void keyPressEvent(QKeyEvent *event); //处理键盘按下事件
private:
void buildFont(); //创建字体
void killFont(); //删除显示列表
//输出字符串
void glPrint(GLuint x, GLuint y, const char *string, int set);
private:
bool fullscreen; //是否全屏显示
GLuint m_Base; //储存绘制字体的显示列表的开始位置
GLfloat m_Cnt1; //字体移动计数器1
GLfloat m_Cnt2; //字体移动计数器2
QString m_FileName[2]; //图片的路径及文件名
GLuint m_Texture[2]; //储存两个纹理
};
#endif // MYGLWIDGET_H接下来，我们需要打开myglwidget.cpp，加入声明#include <QTimer>、#include<QtMath>，将构造函数和析构函数修改如下（比较简单不具体解释了）：
MyGLWidget::MyGLWidget(QWidget *parent) :
QGLWidget(parent)
{
fullscreen = false;
m_Cnt1 = 0.0f;
m_Cnt2 = 0.0f;
m_FileName[0] = "D:/QtOpenGL/QtImage/Font.bmp"; //应根据实际存放图片的路径进行修改
m_FileName[1] = "D:/QtOpenGL/QtImage/Bumps.bmp";
QTimer *timer = new QTimer(this); //创建一个定时器
//将定时器的计时信号与updateGL()绑定
connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(updateGL()));
timer->start(10); //以10ms为一个计时周期
}MyGLWidget::~MyGLWidget()
{
killFont(); //删除显示列表
}
void MyGLWidget::buildFont() //创建位图字体
{
float cx, cy; //储存字符的x、y坐标
m_Base = glGenLists(256); //创建256个显示列表
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_Texture[0]); //选择字符纹理
for (int i=0; i<256; i++) //循环256个显示列表
{
cx = float(i%16)/16.0f; //当前字符的x坐标
cy = float(i/16)/16.0f; //当前字符的y坐标
glNewList(m_Base+i, GL_COMPILE); //开始创建显示列表
glBegin(GL_QUADS); //使用四边形显示每一个字符
glTexCoord2f(cx, 1-cy-0.0625f);
glVertex2i(0, 0);
glTexCoord2f(cx+0.0625f, 1-cy-0.0625f);
glVertex2i(16, 0);
glTexCoord2f(cx+0.0625f, 1-cy);
glVertex2i(16, 16);
glTexCoord2f(cx, 1-cy);
glVertex2i(0, 16);
glEnd(); //四边形字符绘制完成
glTranslated(10, 0, 0); //绘制完一个字符，向右平移10个单位
glEndList(); //字符显示列表完成
}
}void MyGLWidget::killFont() //删除显示列表
{
glDeleteLists(m_Base, 256); //删除256个显示列表
}void MyGLWidget::glPrint(GLuint x, GLuint y, //输入字符串
const char *string, int set)
{
if (set > 1) //如果字符集大于1
{
set = 1; //设置其为1
}
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_Texture[0]); //绑定为字体纹理
glDisable(GL_DEPTH_TEST); //禁止深度测试
glMatrixMode(GL_PROJECTION); //选择投影矩阵
glPushMatrix(); //保存当前的投影矩阵
glLoadIdentity(); //重置投影矩阵
glOrtho(0, 640, 0, 480, -1, 1); //设置正投影的可视区域
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //选择模型观察矩阵
glPushMatrix(); //保存当前的模型观察矩阵
glLoadIdentity(); //重置模型观察矩阵
glTranslated(x, y ,0); //把字符原点移动到(x,y)位置
glListBase(m_Base-32+(128*set)); //选择字符集
glCallLists(strlen(string), GL_BYTE, string); //把字符串写到屏幕
glMatrixMode(GL_PROJECTION); //选择投影矩阵
glPopMatrix(); //设置为保存的矩阵
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //选择模型观察矩阵
glPopMatrix(); //设置为保存
glEnable(GL_DEPTH_TEST); //启用深度测试
}首先是buildFont()函数。我们先是定义两个临时变量来储存字体纹理中每个字的位置，cx储存水平方向位置，cy储存竖直方向位置。接着我们告诉OpenGL我们要建立256个显示列表，变量m_Base指向第一个显示列表，然后选择我们的字体纹理。现在我们开始循环，来创建所以256个字符，并存在显示列表里。一开始我们计算得到cx、cy，对16取余和除以16是由于一行是16个字符，最后都除以16.0f是按16个字符把纹理宽度高度均为1.0分成16份。
后面就开始创建显示列表了，绘制四边形对应纹理时，+或-0.0625f是指一个字符的高或宽，还有由于纹理坐标(0, 0)是在左下角，所以glTexCoord2f(x, y)的第二参数是1-cy、1-cy-0.0625而不是cy、cy+0.0625（比如说cx、cy同时为0，那它对应的字符纹理左下角坐标就应是(0.0, 1-0.0f-0.0625f)了，希望大家能明白）。要注意的是，我们使用glVertex2i()而不是glVertex3f()，我们的字体是2D字体，所以不需要z值。因为我们使用的是正交投影，我们不需要移进屏幕，在一个正交投影平面绘图你所需要的是指定x、y坐标。又因为我们的屏幕是以像素形式从0到639（宽），从0到479（高），因此我们既不需要用浮点数也不需要负数。
画完四边形后，我们右移了10个像素，至于纹理有病。如果我们不平移，文字将会重叠。有由于我们的字体太窄太瘦，我们不想右移16个像素那么多，如果那样的话，每个字符之间将有很大的间隔，只移动10个像素是个不错的选择。
接着是killFont()函数。它很简单，就是调用glDeleteLists()函数从m_Base开始删除256个显示列表。
最后是glPrint()函数。首先我们判断一下set字符集，如果大于1，就将set置0。这是由于我们的字体纹理中只有两种字体，第一种是普通的，第二种是斜体，如果选择的字符集有误，我们就把它设为默认的普通字符集。接着我们再次选择字体纹理，我们这么做事防止我们在决定往屏幕上输出文字前选择了别的纹理，导致出错。然后我们禁用了深度测试，我们这么做事因为混合的效果会更好。如果我们不禁用深度测试，文字可能会被什么东西挡住，或者得不到正确的混合效果。当然，如果你不打算混合文字（那样文字周围的黑色区域就不会显示），你就可以启用深度测试。
下面几行十分重要！我们选择投影矩阵，然后调用glPushMatrix()函数，保存当前投影矩阵（其实就是把投影矩阵压入堆栈）。保存投影矩阵后，我们重置矩阵并调用glOrtho()设置正交投影屏幕，第一和第三个参数表示屏幕的底边和左边，第二和第四个参数表示屏幕的上边和右边。由于我们不需要用到深度测试，所以我们将第五和第六个参数设为-1和1。我们再选择模型观察矩阵，用glPushMatrix()保存当前设置。然后我们重置模型观察矩阵以便在正交投影视点下工作。
现在我们可以绘制文字了，我们从移动到绘制文字的位置开始。我们使用glTranslated()而不是glTranslatef()，因为我们处理的是像素，所以浮点数没有意义。接着我们用glListBase()来选择字符集，如果我们想使用第二个字符集，我们在当前的显示列表基数上加上128，通过加128，我们跳过了前128个字符。而减去32是因为我们的字符集是从“空格”开始的，即ASCII码第33个字符开始，故我们减去32，告诉OpenGL跳过前面32个字符。然后我们使用glCallLists()绘制文字，这个之前解释过，不再解释了。
最后我们要做的是恢复透视视图。我们选择投影矩阵并用glPopMatrix()恢复我们先前glPushMatrix()保存的设置，接着选择模型观察矩阵做相同的工作。你或许会问，难道不用按相反顺序弹出矩阵吗？不用，这是用于投影矩阵和模型观察矩阵的堆栈并不是同一个（这样说其实并不准确，不过道理是差不多的），所以无论选择哪个矩阵先弹出都没有问题。值得注意的是，如果你把代码中的最后两句glMatrixMode()调换位置，运行程序时你是看不到图像纹理的只能看到文字，这是由于我们最后选择的矩阵是GL_PROJECTION，而我们绘制图像纹理是在GL_MODEWIEW上绘制的，所以你看不到图像纹理。当然解决办法就是，在恢复了投影矩阵后，开始深度测试之前，再次调用glMatrix()选择模型观察矩阵GL_MODEVIEW。那为什么我们能看到文字呢？这是由于做了平面正交投影后，在任何矩阵所绘制的东西都是在平面绘制的，OpenGL自动会把它们投影到屏幕上，所以总能看到文字的。函数最后我们启用了深度测试，如果你没有在上面的代码中关闭深度测试，就不需要这行。
然后我们修改一下initializeGL()函数，具体代码如下：
void MyGLWidget::initializeGL() //此处开始对OpenGL进行所以设置
{
m_Texture[0] = bindTexture(QPixmap(m_FileName[0])); //载入位图并转换成纹理
m_Texture[1] = bindTexture(QPixmap(m_FileName[1]));
glEnable(GL_TEXTURE_2D); //启用纹理映射
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); //黑色背景
glShadeModel(GL_SMOOTH); //启用阴影平滑
glClearDepth(1.0); //设置深度缓存
glEnable(GL_DEPTH_TEST); //启用深度测试
glDepthFunc(GL_LEQUAL); //所作深度测试的类型
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE); //设置混合因子
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST); //告诉系统对透视进行修正
buildFont(); //创建字体
}最后，我们该进入paintGL()函数，这次难度还行，具体代码如下：
void MyGLWidget::paintGL() //从这里开始进行所以的绘制
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清除屏幕和深度缓存
glLoadIdentity(); //重置当前的模型观察矩阵
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_Texture[1]); //设置为图像纹理
glTranslatef(0.0f, 0.0f, -5.0f); //移入屏幕5.0单位
glRotatef(45.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); //绕z轴旋转45度
glRotatef(m_Cnt1*30.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f); //绕(1,1,0)轴旋转
glDisable(GL_BLEND); //关闭融合
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); //设置颜色为白色
glBegin(GL_QUADS); //绘制纹理四边形
glTexCoord2d(0.0f, 0.0f);
glVertex2f(-1.0f, 1.0f);
glTexCoord2d(1.0f, 0.0f);
glVertex2f(1.0f, 1.0f);
glTexCoord2d(1.0f, 1.0f);
glVertex2f(1.0f, -1.0f);
glTexCoord2d(0.0f, 1.0f);
glVertex2f(-1.0f, -1.0f);
glEnd();
glRotatef(90.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0); //绕(1,1,0)轴旋转90度
glBegin(GL_QUADS); //绘制第二个四边形，与第一个垂直
glTexCoord2d(0.0f, 0.0f);
glVertex2f(-1.0f, 1.0f);
glTexCoord2d(1.0f, 0.0f);
glVertex2f(1.0f, 1.0f);
glTexCoord2d(1.0f, 1.0f);
glVertex2f(1.0f, -1.0f);
glTexCoord2d(0.0f, 1.0f);
glVertex2f(-1.0f, -1.0f);
glEnd();
glEnable(GL_BLEND); //启用混合
glLoadIdentity(); //重置视口
//根据字体位置设置颜色
glColor3f(1.0f*float(cos(m_Cnt1)), 1.0*float(sin(m_Cnt2)),
1.0f-0.5f*float(cos(m_Cnt1+m_Cnt2)));
glPrint(int((280+250*cos(m_Cnt1))),
int(235+200*sin(m_Cnt2)), "NeHe", 0);
glColor3f(1.0*float(sin(m_Cnt2)), 1.0f-0.5f*float(cos(m_Cnt1+m_Cnt2)),
1.0f*float(cos(m_Cnt1)));
glPrint(int((280+230*cos(m_Cnt2))),
int(235+200*sin(m_Cnt1)), "OpenGL", 1);
glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
glPrint(int(240+200*cos((m_Cnt1+m_Cnt2)/5)), 2,
"Giuseppe D'Agata", 0);
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glPrint(int(242+200*cos((m_Cnt1+m_Cnt2)/5)), 2,
"Giuseppe D'Agata", 0);
m_Cnt1 += 0.01f; //增加两个计数器的值
m_Cnt2 += 0.0081f;
}在绘制完有纹理贴图的四边形后，我们开启混合并绘制文字，下面的根据文字选择颜色，打印“NeHe”、“OpenGL”就不解释了。我们来看打印“Giuseppe D'Agata”时，我们用深蓝色和亮白色两次绘制（作者的名字），并在x方向上平移2个像素，这样创造出一种亮白色字附带深蓝色阴影的效果，感觉真的很棒啊！要注意的是，这里必须打开混合，如果没有打开是不会出现这样的效果的（大家可以注释掉glEnable(GL_BLEND)看看，我就不解释了），甚至其它两个字符串也变得糟糕透了。最后一件事是以不同的速率递增我们的计数器，这使得文字移动，3D物体自转。
现在就可以运行程序查看效果了！