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让OGRE支持中文（二）
----支持TTF字体了[原创]（免费打工仔QQ:1850070）
0.还是前言
如果你希望能看懂这篇文章，请先确定你已经看到了《让OGRE支持中文》（http://www.gameres.com/Articles/Program/Visual/3D/OgreSupChn.htm），因为本文是在上一篇文章的基础上写的，并且假设文件都已经按照上一篇文章进行了手术。但是如果你只想简单的使用TTF字体，只要下载本文附带的文件，重新编译就可以了。
1.检讨
正如上回说的，我们已经实现了一个位图的字体。但是当冷静下来思考时，就能发现这种方法的诸多缺陷。读入一个2048*2048的位图，等于在显存中保存一个2048*2048的贴图，不说是否所有显卡都支持这么大的贴图，单是每个Font字体类吃显存的胃口，就足以令人心惊肉跳。如果定义足够多的字体类，我想你的游戏的配置要求，在某些方面足以超过《DOOM3》了。
而且这并不是唯一的缺陷，文字大小相对于位图大小比例相差太大，导致浮点数的文字位置误差很大，你可以在一个文字旁边看到其他文字的影子。（虽然可以通过增加文字间距来解决。）还有点阵字体本身的缺陷，就是字形单一，不适合放大缩小，一些文字边缘的马赛克，足以熄灭任何玩家的投入感。
似乎TTF是唯一的解决之道。
2．基本知识
（1）TTF字体。
TTF是一种矢量字库。我们经常可以听到矢量这个词，像是FLASH中的矢量图形，在100*100分辨率下制作的flash，就算它放大为全屏，显示出的画面也不会出现马赛克。所谓矢量，其实说白了就是用点和线来描述图形，这样，在图形需要放大的时候，只要把所有这个图形的点和线放大相应的倍数就可以了。而且，在网站上有很多的TTF字库可以下载，或者你可以去买一些专门的字库光盘。然后在你发行你精心制作的游戏时，可以顺便捎上这些后缀为.ttf的文件就行了。包括Quake这样的惊世之作，也都是用的TTF字库。
（2）FreeType2库
在http://www.freetype.org，有一个FreeType的免费库，而且是OpenSource的。它目前有2个版本：1.0和2.0。其区别在于，1.0只能读取TTF格式的，而2.0支持更多的文件格式，在使用它之前请详细阅读所要遵循的Licence，以下是摘自FreeType2.0对字库的支持列表：
TrueType fonts (and collections)
Type 1 fonts
CID-keyed Type 1 fonts
CFF fonts
OpenType fonts (both TrueType and CFF variants)
SFNT-based bitmap fonts
X11 PCF fonts
Windows FNT fonts
（3）“主体思想”
请参照炎龙工作室的《游戏中汉字显示的实现与技巧》这篇文章，可惜使用的是Windows API，作者千里马肝，上网上搜一下吧。
附带说一句，上面两条都是直接从这文章中剪切下来的，>_< 不要骂我啊，不知道算不算侵权呢。
3．动手术---比你想象的要麻烦
（1）
首先要告诉字体类，我们下一次渲染需要哪些字。以便字体类可以在需要的时候释放不使用的字体。
在Font类中~
a.增加数据 bool mUsing[OGRE_NUM_GLYPHS]; 用来标记文字是否使用。
b.增加函数
inline void setUsing(std::vector<unsigned long>& caption)
{
memset(this->mUsing,0,sizeof(this->mUsing));
std::vector<unsigned long>::iterator it;
for(it=caption.begin();it!=caption.end();++it)
{
if(OGRE_GLYPH_INDEX(*it)<OGRE_NUM_GLYPHS)
this->mUsing[OGRE_GLYPH_INDEX(*it)]=1;//标记文字为使用
}
}
并在 void TextAreaGuiElement::updateGeometry() 中调用这个函数。
（2）
然后是修改void Font::createTextureFromFont(void);
Font类是通过void Font::createTextureFromFont(void)来把通过FreeType2分析好的英文字画在一个2^n*2^n的贴图上，然后再保存英文字的位置。
我们需要修改的是：
a.从函数中分离并保存画字的FreeType2和辅助变量。我们通过一个类来保存和处理这些变量。
class TTFMsg
{
class Max//类中类,用来保存几个"最大",
{
int nothing;//这个是用来占位的，没意义，反正没他就运行出错，可能和数据对齐有关吧。
public:
int height;//文字最大高度
int width;//最大宽度
int bear;//最大空隙？
};
public:
FT_Library ftLibrary;//FreeType2用
FT_Face face;//FreeType2接口？
uint char_spacer;//文字空隙
SDDataChunk ttfchunk;//数据块，用来保存ttf信息
FT_F26Dot6 ftSize;//FreeType2字体大小
std::pair<uint,uint> point;//在位图上画字的点
SDDataChunk imgchunk;//数据块，用来保存位图信息
bool dirty;//标记,看是否需要更新贴图
Max max;//几个最大
inline bool init(Font* font)//这个是初始化函数 在void Font::createTextureFromFont(void);中调用.
{
//以下都是初始化,大部分都是从void Font::createTextureFromFont(void);移植过来的
dirty=false;
if( FT_Init_FreeType( &ftLibrary ) )
Except( Exception::ERR_INTERNAL_ERROR, "Could not init FreeType library!",
"Font::Font");
char_spacer= 5;
FontManager::getSingleton()._findResourceData(font->mSource,ttfchunk);
if( FT_New_Memory_Face( ftLibrary, ttfchunk.getPtr(), (FT_Long)ttfchunk.getSize() , 0, &face ) )
Except( Exception::ERR_INTERNAL_ERROR,
"Could not open font face!", "Font::createTextureFromFont" );
ftSize = (FT_F26Dot6)(font->mTtfSize * (1 << 6));
if( FT_Set_Char_Size( face, ftSize, 0, font->mTtfResolution, 0 ) )
Except( Exception::ERR_INTERNAL_ERROR,
"Could not set char size!", "Font::createTextureFromFont" );
return true;
}
inline bool done()
{
//在Font的解构函数中调用的，本来应该调用下面两个函数，但是不知道为什么一调用就出错，不用倒没事。
//FT_Done_Face(face);
//FT_Done_FreeType(ftLibrary);
return true;
}
inline bool getRect(Image::Rect & rect)//这个函数以后用的，是用来找到可以画字的贴图的空的位置
{
if(511<point.second+max.height+char_spacer)
{
rect.right=rect.top=rect.left=rect.bottom=-1;
return false;
}
if(511<point.first+max.width+char_spacer)
{
point.second+=max.width+char_spacer;
point.first=0;
if(511<point.second+max.height+char_spacer)
{
rect.right=rect.top=rect.left=rect.bottom=-1;
return false;
}
}
rect.left=point.first;
rect.top=point.second;
rect.bottom=max.height;
rect.right=max.width;
point.first+=max.width+char_spacer;
return true;
}
};
上面的类定义在Font类中，在Font中增加 TTFMsg * mTTFMsg 数据，并在构造函数中 mTTFMsg=new TTFMsg;
正是修改void Font::createTextureFromFont(void);函数，主要几点，首先是分离出很多变量和构造到TTFMsg类中了，然后是贴图从2^n*2^n变成固定的512*512，为什么要这个数字呢，因为256太小（废话了）。能保证512*512大小的文本区不会出现不够画字的情况（所有英文+符号+没有重复的汉字），这个安全区域基本上是够用的。（什么，你要画满屏幕的汉字？哪你自己看着改吧。）还有一个重要功能是，要找100个汉字，找出最高和最宽和最大空隙作参考。修改完成这个样子了~
void Font::createTextureFromFont(void)
{
mTTFMsg->init(this);//初始化FreeType2
uint i, l, m, n;
int j, k;
FILE *fo_def = stdout;//啥意思?我看不明白
int max_height = 0, max_width = 0, max_bear = 0;
uint startGlyph = 33;
uint endGlyph = 167;
//找英文的找出最高和最宽和最大空隙
// Calculate maximum width, height and bearing
for( i = startGlyph, l = 0, m = 0, n = 0; i < endGlyph; i++ )
{
FT_Load_Char( mTTFMsg->face, i, FT_LOAD_RENDER );
//以后的 <<6和>>6都是FreeType2中的数据和我们使用的数据的转换
if( ( 2 * ( mTTFMsg->face->glyph->bitmap.rows << 6 ) - mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY ) > max_height )
max_height = ( 2 * ( mTTFMsg->face->glyph->bitmap.rows << 6 ) - mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY );
if( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY > max_bear )
max_bear = mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY;
if( (mTTFMsg->face->glyph->advance.x >> 6 ) + ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingX >> 6 ) > max_width)
max_width = (mTTFMsg->face->glyph->advance.x >> 6 ) + ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingX >> 6 );
}
//下面的for是找100个汉字，找出最高和最宽和最大空隙作参考。姑且认为最的汉字就在这一百个里了。
for( i = 20643, l = 0, m = 0, n = 0; i < 20743; i++ )
{
FT_Load_Char( mTTFMsg->face, i, FT_LOAD_RENDER );
if( ( 2 * ( mTTFMsg->face->glyph->bitmap.rows << 6 ) - mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY ) > max_height )
max_height = ( 2 * ( mTTFMsg->face->glyph->bitmap.rows << 6 ) - mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY );
if( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY > max_bear )
max_bear = mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY;
if( (mTTFMsg->face->glyph->advance.x >> 6 ) + ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingX >> 6 ) > max_width)
max_width = (mTTFMsg->face->glyph->advance.x >> 6 ) + ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingX >> 6 );
if( (mTTFMsg->face->glyph->advance.x ) + ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingX ) > mTTFMsg->max.width)
mTTFMsg->max.width = (mTTFMsg->face->glyph->advance.x ) + ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingX );
}
//下面几行行不需要了 我们要512*512
size_t tex_side=512;//就是这个了 512
//定义数据宽度 因为是32位的位图 四个char为一个像素，为什么要位这么大呢，难道不能用8位的么，我尝试着改来着，不过改了之后就不透明了。望高手看看能不能改。
size_t data_width = tex_side * 4;
LogManager::getSingleton().logMessage("Font " + mName + "using texture size " +
StringConverter::toString(tex_side) + "x" + StringConverter::toString(tex_side));
uchar* imageData = new uchar[tex_side * tex_side * 4];//设置一个空间用来保存位图
// Reset content
memset(imageData, 0, tex_side * tex_side * 4);//清零
for( i = startGlyph, l = 0, m = 0, n = 0; i < endGlyph; i++ )//遍历每个字，
{
FT_Error ftResult;
// Load & render glyph
ftResult = FT_Load_Char( mTTFMsg->face, i, FT_LOAD_RENDER );//读取字体
if (ftResult)
{
// problem loading this glyph, continue
LogManager::getSingleton().logMessage("Info: cannot load character " +
StringConverter::toString(i) + " in font " + mName);
continue;//如果错误 跳过
}
//应该是字宽
FT_Int advance = (mTTFMsg->face->glyph->advance.x >> 6 ) + ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingX >> 6 );
//得到FreeType2的位图
unsigned char* buffer = mTTFMsg->face->glyph->bitmap.buffer;
if (!buffer)
{
// Yuck, FT didn't detect this but generated a null pointer!
LogManager::getSingleton().logMessage("Info: Freetype returned null for character " +
StringConverter::toString(i) + " in font " + mName);
continue;//如果得不到 跳过
}
//得到y的空隙 （最大空-空-本字空）就是说空出这些字底部就平了
int y_bearnig = ( max_bear >> 6 ) - ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY >> 6 );
for( j = 0; j < mTTFMsg->face->glyph->bitmap.rows; j++ )
{
int row = j + m + y_bearnig;//相对行+本字在位图的总行+空隙
int col = l;//列
uchar* pDest = &imageData[(row * data_width) + l * 4];//找起点
for( k = 0; k < mTTFMsg->face->glyph->bitmap.width; k++ )//画图
{
if (mAntialiasColour)//看不大懂，难道是灰色字体？
{
// Use the same greyscale pixel for all components RGBA
*pDest++= *buffer;
*pDest++= *buffer;
*pDest++= *buffer;
}
else
{
// Clamp colour to full white or off
if (*buffer > 0)
{
*pDest++= 0xFF;
*pDest++= 0xFF;
*pDest++= 0xFF;
}
else
{
*pDest++= 0;
*pDest++= 0;
*pDest++= 0;
}
}
// Always use the greyscale value for alpha
*pDest++= *buffer++;//alpha！ 我是一点不了解了 为什么是这个？
}
}
this->setGlyphTexCoords( i,
(Real)l / (Real)tex_side, // u1
(Real)m / (Real)tex_side, // v1
(Real)( l + ( mTTFMsg->face->glyph->advance.x >> 6 ) ) / (Real)tex_side, // u2
(Real)( m + ( max_height >> 6 ) ) / (Real)tex_side // v2
);//设置坐标
// Advance a column
l += (advance + mTTFMsg->char_spacer);
//l+=本字宽+字空
// If at end of row
//如果到头容不下一个字
if( tex_side - 1 < l + ( advance ) )
{
m += ( max_height >> 6 ) + mTTFMsg->char_spacer;
l = n = 0;
}
}
//把信息存到我们的mTTFMsg中 >_<
if(l)
mTTFMsg->point.second = m + ( max_height >> 6 ) + mTTFMsg->char_spacer;
else
mTTFMsg->point.second = m;
mTTFMsg->point.first = 0;//另起一行
//下面是保存几个最大。
mTTFMsg->max.height = max_height >> 6;
mTTFMsg->max.bear=max_bear >> 6;
mTTFMsg->max.width=max_width;
mTTFMsg->imgchunk.allocate( tex_side * tex_side * 4,imageData);
//不知道为什么要设置img这个中间变量，似乎可以直接从chunk创建贴图
//--Image img;
//img.loadRawData( imgchunk, tex_side, tex_side, PF_A8R8G8B8 );
//贴图名
String texName = mName + "Texture";
// Load texture with no mipmaps
//把从img创建位图改成直接从chunk创建贴图
//TextureManager::getSingleton().loadImage( texName , img, TEX_TYPE_2D, 0 );
TextureManager::getSingleton().loadRawData ( texName , mTTFMsg->imgchunk,tex_side, tex_side,PF_A8R8G8B8, TEX_TYPE_2D, 0 );
TextureUnitState* t = mpMaterial->getTechnique(0)->getPass(0)->createTextureUnitState( texName );
// Allow min/mag filter, but no mip
t->setTextureFiltering(FO_LINEAR, FO_LINEAR, FO_NONE);
// SDDatachunk will delete imageData
}
你应该对照一下以前的函数，改了很多的。
（3）
然后最重要的是动态的申请和画字。
首先最重要的是我们要一个方法得到汉字的unicode码，我们用到了unicodeMap数组，提供了区位码到unicode码的转换工作，等一下提供这个表给你，好不容易从网上找到的阿，可惜这个表没有中文标点的对应，如果希望支持中文标点，就要努力找到unicode码并加进这个表了。这个表是这样的 char c[3]="邸";unicodeMap[94*(c[0]-0xa0-1)+c[1]-0xa0-1];就得到邸的unicode码，不知道为什么没有5165~5169的unicode码，是轮空么？
申请渲染（字）
{
if(有这个字)
返回位置
else
{
if(有空间)
画字
else
找不用的字//找不到就出错，没地方画了
删除 在这个位置上画字
返回位置
}
}
上面很直观把，大体就这个意思了，申请渲染的函数是inline void getGlyphTexCoords(unsigned long id, Real& u1, Real& v1, Real& u2, Real& v2 ) const。去掉const改一改。得到
a.申请渲染
inline void getGlyphTexCoords(unsigned long id, Real& u1, Real& v1, Real& u2, Real& v2 )
{
unsigned long idx = OGRE_GLYPH_INDEX(id);
if(this->mType==FT_TRUETYPE)//ttf?
if(id>=161&&idx<OGRE_NUM_GLYPHS)//汉字?
if(!mTexCoords_v2[ idx ])//没有?
setChar(id);//画字去
u1 = mTexCoords_u1[ idx ];
v1 = mTexCoords_v1[ idx ];
u2 = mTexCoords_u2[ idx ];
v2 = mTexCoords_v2[ idx ];
}
b.画字等
bool Font::setChar(unsigned long dwChar)
{
int j,k;
uchar* pDest;//操作数据的指针
mProportion=0.8;//不知为什么,总觉得中文都太扁平了,所以设置这个参数,在《让OGRE支持中文》中创造的参数
Image::Rect rect;//画字的位置
if(!mTTFMsg->getRect(rect)/*回头看看这个函数吧*/)//如果得不到空位置
{
for(int i=161;i<OGRE_NUM_GLYPHS;++i)//寻找不用的字
{
if(!mUsing&&mTexCoords_v2)
{
//得到坐标
rect.left=mTexCoords_u1*512;
rect.top=mTexCoords_v1*512;
rect.bottom=mTTFMsg->max.height;
rect.right=mTTFMsg->max.width;
//擦除（这段代码没有试验过，等做完输入的类在检查吧）
for( j = 0; j < mTTFMsg->max.height; j++ )
{
pDest=mTTFMsg->imgchunk.getPtr();
pDest+=((j + rect.top)* (512*4)) + rect.left * 4;
memset(pDest,0,mTTFMsg->max.width*4);
}
mTexCoords_u1=mTexCoords_v1=mTexCoords_u2=mTexCoords_v2=0;
break;
}
}
if(rect.top==-1)//啊啊啊啊啊啊啊啊啊,贴图竟然都用玩了,没办法了,出错了
{
LogManager::getSingleton().logMessage("你太贪婪了,用的汉字太多了,这是对你的惩罚.");
return false;
}
}
//以下画字的都是招葫芦画瓢的,
FILE *fo_def = stdout;
FT_Error ftResult;
// Load & render glyph
ftResult = FT_Load_Char( mTTFMsg->face, unicodeMap[dwChar-161], FT_LOAD_RENDER );//读取字体
if (ftResult)
{
// problem loading this glyph, continue
LogManager::getSingleton().logMessage("Info: cannot load character " +
StringConverter::toString(unicodeMap[dwChar-161]) + " in font " + mName);
return false;//如果错误 跳过
}
unsigned char* buffer = mTTFMsg->face->glyph->bitmap.buffer;
//位图指针
if (!buffer)
{
// Yuck, FT didn't detect this but generated a null pointer!
LogManager::getSingleton().logMessage("Info: 1111Freetype returned null for character " +
StringConverter::toString(unicodeMap[dwChar-161]) + " in font " + mName);
return false;//如果得不到 跳过
}
int y_bearnig = ( mTTFMsg->max.bear) - ( mTTFMsg->face->glyph->metrics.horiBearingY >> 6 );
for( j = 0; j < mTTFMsg->face->glyph->bitmap.rows; j++ )
{
int row = j + rect.top+y_bearnig;
int col = rect.left;//列
pDest=mTTFMsg->imgchunk.getPtr();
pDest+=(row * (512*4)) + col * 4;
for( k = 0; k < mTTFMsg->face->glyph->bitmap.width; k++ )//每行的点
{
if (mAntialiasColour)
{
// Use the same greyscale pixel for all components RGBA
*pDest++= *buffer;
*pDest++= *buffer;
*pDest++= *buffer;
}
else
{
// Clamp colour to full white or off
if (*buffer > 0)
{
*pDest++= 0xFF;
*pDest++= 0xFF;
*pDest++= 0xFF;
}
else
{
*pDest++= 0;
*pDest++= 0;
*pDest++= 0;
}
}
// Always use the greyscale value for alpha
// LogManager::getSingleton().logMessage(StringConverter::toString(*buffer)+"is cool");
*pDest++= *buffer++;
}
}
//设置位置
this->setGlyphTexCoords( dwChar,
(Real)rect.left / 512.0f, // u1
(Real)rect.top / 512.0f, // v1
(Real)( rect.left + (mTTFMsg->face->glyph->advance.x >> 6) ) / 512.0f, // u2
(Real)( rect.top + rect.bottom ) / 512.0f // v2
);
mTTFMsg->dirty=true;//贴图需要更新
return true;
}
（4）
松口气吧，繁重的工作都做完了，就是更新贴图了。
Font类中~
inline void write()
{
if(mTTFMsg->dirty)
{
//重新载入贴图，顺便说一句，类似功能的函数还有
//virtual void blitToTexture (const Image &src, unsigned uStartX, unsigned uStartY)=0
//和virtual void blitImage (const Image &src, const Image::Rect imgRect, const Image::Rect texRect)
//不过blitToTexture()在ogre-win32-v0-14-0之前没有实现，没有尝试使用。 blitImage()就算到现在也没有实现。
TextureManager::getSingleton().unload ( mName + "Texture");
TextureManager::getSingleton().loadRawData ( mName + "Texture" , mTTFMsg->imgchunk,512, 512,PF_A8R8G8B8, TEX_TYPE_2D, 0 );
mTTFMsg->dirty=false;
}
}
在 void TextAreaGuiElement::updateGeometry() 中调用这个函数。
4．结果。
好长阿，写了好长。虽然多是代码，但写注释也很累啊。重温了这些天的工作结果。就像上一篇一样“在OpenGL和DX9.0中成功的支持了中文，但是DX7.0中竟然出现了运行错误，具体问题还不清楚，还望各位高手指教。”。不过本来OGRE就不怎么支持DX7的，不管了吧。OpenGL中渲染的比DX9.0清晰，是我的显卡的原因么？以上的winXp+vs2003.net+艾尔沙980se通过~。。
顺便说两句，上次发表了拙作，没想到好多朋友和高人们找到了我。甚至联系到了一个南方的公司，说要做一个引擎支持中文的方面。但是卖完400多的火车票之后竟然因为住房问题作废了，5555，退票少了80元啊。还是自己差阿，如果再多学点可能就能要我了把~。努力吧，争取写《让OGRE支持中文》三部曲。
下一篇应该是《可以输入中文了》。
也可能写不出来的~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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发表于 2004-7-31 05:05:00
发表于 2004-7-31 10:47:00
