在DirectX 9.0中渲染文字

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9.   字体

本文翻译自《Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0》第九章“Fonts”，敬请斧正！fficeffice" />

 

在游戏中，文字信息的显示是必不可少的。本章将讨论在D3D中使用的三种显示字体的方法。同样，这里只列出每种方法的演示程序的主体框架。学完本章将达到如下目标：

l          学习如何使用ID3DXFont接口渲染文字

l          学习如何使用CD3DFont类渲染文字

l          学习计算游戏帧速度的方法

l          学习使用D3DXCreateText函数创建3D文字

9.1. ID3DXFont

要在D3D程序输出文字，使用D3DX库提供的ID3DXFont接口很方便。其实该接口是使用GDI实现的，所以，其执行效率有所降低，但是它可以很方便地处理复杂的字体和格式。

9.1.1.    创建一个ID3DXFont

可使用D3DXCreateFontIndirect函数创建ID3DXFont：

HRESULT WINAPI D3DXCreateFontIndirect(     LPDIRECT3DDEVICE9 pDevice,     CONST D3DXFONT_DESC *pDesc,     LPD3DXFONT *ppFont );

译者注：我所使用的DirectX SDK是Microsoft DirectX 9.0 SDK Update (Summer 2004)，也就是使用DirectX 9.0c的那个版本，在较早的版本里，该函数的原型有所不同：第二个参数为CONST LOGFONT *pLogFont，它是GDI中的结构。以后，如无特别说明，将以DirectX 9.0 SDK Update (Summer 2004)中声明的函数原型为准，特此声明！

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使用这个函数时，需要一个D3DXFONT_DESC结构：fficeffice" />

D3DXFONT_DESC d3dFont; memset(&d3dFont,0,sizeof(d3dFont)); d3dFont.Height=25; // in logical units d3dFont.Width=12;  // in logical units d3dFont.Weight=500;// boldness, range 0(light) - 1000(bold) d3dFont.Italic=FALSE; d3dFont.CharSet=DEFAULT_CHARSET; strcpy(d3dFont.FaceName,"Times New Roman"); ID3DXFont* font=0; D3DXCreateFontIndirect(Device,&d3dFont,&font);

如果你使用的是LOGFONT结构，则：

LOGFONT lf; ZeroMemory(&lf, sizeof(LOGFONT)); lf.lfHeight = 25; // in logical units lf.lfWidth = 12; // in logical units lf.lfWeight = 500; // boldness, range 0(light) - 1000(bold) lf.lfItalic = false; lf.lfUnderline = false; lf.lfStrikeOut = false; lf.lfCharSet = DEFAULT_CHARSET; strcpy(lf.lfFaceName, "Times New Roman"); // font style ID3DXFont* font = 0; D3DXCreateFontIndirect(Device, &lf, &font);

另外，还可以使用D3DXCreateFont函数创建ID3DXFont的对象。

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9.1.2.    绘制文字

得到ID3DXFont接口后，绘制文字就很简单了，只需要调用ID3DXFont:rawText方法：fficeffice" />

INT ID3DXFont:rawText(     LPD3DXSPRITE pSprite,     LPCTSTR pString,     INT Count,     LPRECT pRect,     DWORD Format,     D3DCOLOR Color );

l          pSprite –输出目标，为ID3DXSprite对象指针，可以为NULL值，此时字符串输出到默认对象

l          pString –需要输出的字符串

l          Count –字符串的字符数，如果为-1，则以0字符为结束标志

l          pRect –绘制字符串的区域

l          Format –文字的输出格式

l          Color –文字颜色

例如，可以这样使用该方法：

Font->DrawText(NULL,     "Hello World", // String to draw.     -1, // Null terminating string.     &rect, // Rectangle to draw the string in.     DT_TOP | DT_LEFT, // Draw in top-left corner of rect.     0xff000000); // Black.

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9.1.3.    计算帧速率

帧速率用FPS（Frame per Second）表示。首先声明三个全局变量：fficeffice" />

DWORD FrameCnt; // The number of frames that have occurred. float TimeElapsed; // The time that has elapsed so far. float FPS; // The frames rendered per second.

每秒计算一次FPS，这里计算的是平均值。我们也可以有足够的时间去读FPS值，而不至于因FPS的快速变化而产生较大误差。

每渲染一帧，累加一次帧数和所用的时间值：

FrameCnt++; TimeElapsed += timeDelta;

这里的timeDelta表示两帧间的时间间隔。每过去一秒，就可以使用下面的公式计算FPS了：

FPS = (float)FrameCnt / TimeElapsed;

计算完成后，需要将FrameCnt和TimeElapsed重新置0，这样下一次的计算结果才正确：

void CalcFPS(float timeDelta) {     FrameCnt++;     TimeElapsed += timeDelta;     if(TimeElapsed >= 1.0f)     {         FPS = (float)FrameCnt / TimeElapsed;         TimeElapsed = 0.0f;         FrameCnt = 0;     } }

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9.2. CD3DFont

在DirectX SDK的安装目录下，提供了很多有用的代码CD3DFont类就位于其中。该类使用纹理三角形和Direct3D渲染文字，而不是通过GDI渲染，所以，其效率高于ID3DXFont。但是，CD3DFont不支持复杂的字体和文本格式，如果只需要高速渲染简单的字体，CD3DFont应是首选。fficeffice" />

使用CD3DFont类时，需要加入以下源文件：d3dfont.h，d3dfont.cpp，d3dutil.h，d3dutil.cpp，dxutil.h，dxutil.cpp。这些文件可在DirectX SDK的安装目录下找到。在DirectX 9.0 SDK Update (Summer 2004)中，该类却消失了，所以，该节内容只适用于较早的DirectX 9.0 SDK版本！

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9.2.1.    创建CD3DFont对象

创建CD3DFont的对象，就像创建一个普通的C++对象一样，其构造函数如下：fficeffice" />

CD3DFont(const TCHAR* strFontName, DWORD dwHeight, DWORD dwFlags=0L);

l          strFontName –所使用的字体名称

l          dwHeight –字体高度

l          dwFlags –可选的标志，如D3DFONT_BOLD、D3DFONT_ITALIC、D3DFONT_ZENABLE等。

得到CD3DFont对象后，还需按顺序进行初始化，如：

Font = new CD3DFont("Times New Roman", 16, 0); // instantiate Font->InitDeviceObjects( Device ); Font->RestoreDeviceObjects();

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9.2.2.    绘制文字

使用CD3DFont对象的如下方法渲染文字：fficeffice" />

HRESULT CD3DFont:rawText(FLOAT x, FLOAT y, DWORD dwColor,     const TCHAR* strText, DWORD dwFlags=0L);

l          x –屏幕的x坐标

l          y –屏幕的y坐标

l          dwColor –文字的颜色

l          strText –要绘制的字符串

l          dwFlags –可选的渲染标志，可为0或下面的值：D3DFONT_CENTERED、D3DFONT_TWOSIDED、D3DFONT_FILTERED。

例如：

Font->DrawText(20, 20, 0xff000000, “Hello, World”);

9.2.3.    资源清除

在删除CD3DFont对象前，还需作一些清除的工作：

Font->InvalidateDeviceObjects(); Font->DeleteDeviceObjects(); delete Font;

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9.3. 函数D3DXCreateText

该函数用于创建3D文字Mesh，原型如下：fficeffice" />

HRESULT WINAPI D3DXCreateText(     LPDIRECT3DDEVICE9 pDevice,     HDC hDC,     LPCTSTR pText,     FLOAT Deviation,     FLOAT Extrusion,     LPD3DXMESH *ppMesh,     LPD3DXBUFFER *ppAdjacency,     LPGLYPHMETRICSFLOAT pGlyphMetrics );

l          pDevice –D3D设备

l          hDC –描述字体的设备上下文句柄

l          pText –要渲染的字符串

l          Deviation –TrueType字体的一个属性，该值不能小于0。如果为0，则使用字体的默认值

l          Extrusion –字体的深度，相对于Z坐标轴

l          ppMesh –返回生成的Mesh对象指针

l          ppAdjacency –返回邻接信息。如果不需要该信息，可使用NULL指针

l          pGlyphMetrics –结构GLYPHMETRICSFLOAT的数组，返回轮廓矩阵数据。如果不需要该数据，可以设该参数为NULL

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下面就举例说明如何使用该函数创建3D文字的Mesh对象。fficeffice" />

// Obtain a handle to a device context. HDC hdc = CreateCompatibleDC( 0 ); // Fill out a LOGFONT structure that describes the font’s properties. LOGFONT lf; ZeroMemory(&lf, sizeof(LOGFONT)); lf.lfHeight = 25; // in logical units lf.lfWidth = 12; // in logical units lf.lfWeight = 500; // boldness, range 0(light) - 1000(bold) lf.lfItalic = false; lf.lfUnderline = false; lf.lfStrikeOut = false; lf.lfCharSet = DEFAULT_CHARSET; strcpy(lf.lfFaceName, "Times New Roman"); // font style // Create a font and select that font with the device context. HFONT hFont; HFONT hFontOld; hFont = CreateFontIndirect(&lf); hFontOld = (HFONT)SelectObject(hdc, hFont); // Create the 3D mesh of text. ID3DXMesh* Text = 0; D3DXCreateText(_device, hdc, "Direct3D", 0.001f, 0.4f, &Text, 0, 0); // Reselect the old font, and free resources. SelectObject(hdc, hFontOld); DeleteObject( hFont ); DeleteDC( hdc );

这时，Mesh对象已经得到了。最后，直接使用DrawSubset方法渲染即可：

Text->DrawSubset( 0 );

译者注：上面的例子代码，使用的是较早的DirectX 9.0 SDK，不是Summer 2004版本。

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9.4. 总结

l          如果需要渲染较复杂的字体和格式，使用ID3DXFont接口会很方便。但是该接口是使用GDI实现的，故效率较低。fficeffice" />

l          CD3DFont类可以快速的渲染简单的字体。该类实用D3D的纹理三角形渲染文字，故速度较ID3DXFont为快。

l          使用D3DXCreateText函数可以创建文字的3D网格模型。

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DT_BOTTOM：将正文调整到矩形底部。此值必须和DT_SINGLELINE组合。  
   
          DT_CALCRECT：决定矩形的宽和高。如果正文有多行，DrawText使用lpRect定义的矩形的宽度，并扩展矩形的底训以容纳正文的最后一行，如果正文只有一行，则DrawText改变矩形的右边界，以容纳下正文行的最后一个字符，上述任何一种情况，DrawText返回格式化正文的高度而不是写正文。  
   
          DT_CENTER：使正文在矩形中水平居中。  
   
          DT_EDITCONTROL：复制多行编辑控制的正文显示特性，特殊地，为编辑控制的平均字符宽度是以同样的方法计算的，此函数不显示只是部分可见的最后一行。  
   
          DT_END_ELLIPSIS或DT_PATH_ELLIPSIS：可以指定DT_END_ELLIPSIS来替换在字符串末尾的字符，或指定DT_PATH_ELLIPSIS来替换字符串中间的字符。如果字符串里含有反斜扛，DT_PATH_ELLIPSIS尽可能地保留最后一个反斜杠之后的正文。  
   
          DT_EXPANDTABS：扩展制表符，每个制表符的缺省字符数是8。  
   
          DT_EXTERNALLEADING：在行的高度里包含字体的外部标头，通常，外部标头不被包含在正文行的高度里。  
   
          DT_INTERNAL：用系统字体来计算正文度量。  
   
          DT_LEFT：正文左对齐。  
   
          DT_MODIFYSTRING：修改给定的字符串来匹配显示的正文，此标志必须和DT_END_ELLIPSIS或DT_PATH_ELLIPSIS同时使用。  
   
          DT_NOCLIP：无裁剪绘制当DT_NOCLIP使用时DrawText的使用会有所加快。  
   
          DT_NOPREFIX：关闭前缀字符的处理，通常DrawText解释助记前缀字符，&为给其后的字符加下划线，解释&&为显示单个&。指定DT_NOPREFIX，这种处理被关闭。  
   
          DT_RIGHT：正文右对齐。  
   
          DT_RTLREADING：当选择进设备环境的字体是Hebrew或Arabicf时，为双向正文安排从右到左的阅读顺序都是从左到右的。  
   
          DT_SINGLELINE：显示正文的同一行，回车和换行符都不能折行。  
   
          DT_TABSTOP：设置制表，参数uFormat的15"C8位（低位字中的高位字节）指定每个制表符的字符数，每个制表符的缺省字符数是8。  
   
          DT_TOP：正文顶端对齐（仅对单行）。DT_VCENTER：正文水平居中（仅对单行）。  
   
          DT_WORDBREAK：断开字。当一行中的字符将会延伸到由lpRect指定的矩形的边框时，此行自动地在字之间断开。一个回车一换行也能使行折断。  
   
          DT_WORD_ELLIPSIS：截短不符合矩形的正文，并增加椭圆。  
   
          注意：DT_CALCRECT,   DT_EXTERNALLEADING,   DT_INTERNAL,   DT_NOCLIP,   DT_NOPREFIX值不能和DT_TABSTOP值一起使