Directx11教程(66) D3D11屏幕文本输出(1)

原文:Directx11教程(66) D3D11屏幕文本输出(1)

     在D3D10中，通过ID3DX10Font接口对象，我们可以方便的在屏幕上输出文字信息，一个DrawText函数就能解决所有问题，但在D3D11中个，这个变得超级麻烦，因为微软移除了Font接口，要在屏幕上输出文本，用户需要做很多事情。

通常我们可以用以下的方法来输出文本信息：

(1)用纹理贴图的方法，把所有的字体存储在一张纹理上，再做一个字体查询表，对应纹理的相应位置，可以用2D渲染的方式，把文本染出来，但这种方法不是很灵活，英文还好说，字母字符就那么多，但对于汉字就麻烦了，另外字体大小不能任意缩放。

(2)通过和GDI/GDI+进行交互，得到字体，把它们存储在纹理中，然后再用2D渲染的方式渲染出来，这种方法可以得到任意大小的文字，而且对英文、中文都适用。

(3)用direct write，但据说效率不高，http://www.braynzarsoft.net/index.php?p=D3D11FONT 这篇教程中有详细的介绍。

(4)使用一些文本输出控件，比如CEGUI。

(5)用FreeType2动态生成字体纹理，然后用2D渲染的方式显示。

在本篇教程中，我们先看看第一种方法的具体实现，程序的代码是在myTutorialD3D11_61的基础上修改的。

1、准备一副图片，该图片中包含所有的英文字母、标点以及特殊字符(ascii码32-126之间的所有字符)，该图片将被当作纹理。

    该图片背景是纯黑色，RGB为(0,0,0)，用该图片产生font.dds纹理资源文件。

2、建立一个文本索引文件fontdata.txt，该文件索引ascii码32-126之间的所有字符，该文件的格式为：

[Ascii value of character] [The character] [Left Texture U coordinate] [Right Texture U Coordinate] [Pixel Width of Character]

     第一列为字符的ascii码，第二列为字符，第三列为字符左边的纹理坐标，第四列为字符右边的纹理坐标，第五列为像素宽度。

32   0.0        0.0         0
33 ! 0.0        0.000976563 1
34 " 0.00195313 0.00488281  3
35 # 0.00585938 0.0136719   8
…

125 } 0.573242  0.576172    3
126 ~ 0.577148  0.583984    7

      通过这几列值，我们就可以把一个字符和纹理中的相应位置对应起来，比如一个字符串"hello”,我们可以动态创建5个四边形，每个四边形有2个三角形组成，三角形的顶点位置为该字符在屏幕上的显示位置，顶点属性中包括纹理坐标，该四边形将通过纹理的方式显示该字符。

下边大致介绍下增加的代码：

我们的2D 文本渲染在TextClass中，可以把该类看作一个sprites class, 主要的功能就是渲染文本。

首先该类用了2个结构来描述文本，第一个是文本句子的结构类型，因为文本都是显示在四边形中，所以该类中包含了顶点缓冲、索引缓冲、顶点数量、顶点颜色等信息。

struct SentenceType
{
    ID3D11Buffer *vertexBuffer, *indexBuffer;
    int vertexCount, indexCount, maxLength;
    float red, green, blue;
};

struct VertexType
{
    D3DXVECTOR3 position;
    D3DXVECTOR2 texture;
};

     通过函数InitializeSentence、UpdateSentence我们生成文本句子数据，RenderSentence函数渲染执行最终的渲染，其中的texture就是包含字体的纹理，该函数调用FontShader类实现最终的渲染。

bool TextClass::RenderSentence(ID3D11DeviceContext* deviceContext, SentenceType* sentence, D3DXMATRIX worldMatrix,
                               D3DXMATRIX orthoMatrix,  ID3D11ShaderResourceView* texture)

    类FontClass建立文本句子顶点、索引数据，FontShaderClass类用执行渲染。

    另外，还有2个shader文件：font.vs和font.ps, ps文件中会根据纹理的颜色来设置alpha的值，这样既可以很好的把字体纹理和背景混合起来。

// 根据选取字符.
color = shaderTexture.Sample(SampleType, input.tex);

//如果纹理为黑色，设置透明，这样可以镂空不需要的背景，只显示字体
if(color.r == 0.0f)
{
    color.a = 0.0f;
}
else
{
    color.rgb = pixelColor.rgb;
    color.a = 1.0f;
}

    最终的渲染代码在GraphicsClass类中，主要在开始文本渲染时，要禁用zbuffer，并开启alpha blend功能，渲染完成后，进行相反的操作。

// 关掉z buffer，以便2d渲染
m_D3D->TurnZBufferOff();

// 打开alpha blending
m_D3D->TurnOnAlphaBlending();

//得到正交投影矩阵
m_D3D->GetOrthoMatrix(orthoMatrix);
// 渲染文本
result = m_Text->Render(m_D3D->GetDeviceContext(), worldMatrix, orthoMatrix,m_TexManager->createTex(m_D3D->GetDevice(),string("font.dds")));
if(!result)
    {
    return false;
    }

// 关闭alpha blending
m_D3D->TurnOffAlphaBlending();

// 打开z buffer
m_D3D->TurnZBufferOn();

程序执行后的界面如下，我们用白色和黄色显示了几个字tessellation demo by mikewolf：

完整的代码请参考：

工程文件myTutorialD3D11_63

代码下载：

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