OpenCascade Chinese Text Rendering
Abstract. OpenCascade uses advanced text rendering powered by FTGL library. The FreeType provides vector text rendering, as a result the text can be rotated and zoomed without quality loss. FreeType also support unicode charset. The paper focus on the Chinese Text rendering.?
Key Words. OpenCascade, FreeType, Chinese Text, 中文漢字, Unicode
1. Introduction
OpenGL中并沒(méi)有提供直接的文字繪制支持，一個(gè)通用的二維文字解決方案是使用glDrawPixels()來(lái)顯示位圖形式的字體，前提是用戶(hù)已經(jīng)預(yù)先生成了一系列的位置形式的文字字庫(kù)，這也是很多早期計(jì)算機(jī)游戲的通用做法。使用位圖來(lái)繪制文字的主要問(wèn)題是不能控制顯示過(guò)程中的圖像走樣。因?yàn)槲淖謭D像的大小總是一定的，縮放后變形比較明顯；如果圖像是根據(jù)視點(diǎn)實(shí)時(shí)地進(jìn)行縮放，則勢(shì)必消耗大量的系統(tǒng)資源。一個(gè)較好的解決方案就是使用紋理來(lái)表達(dá)矢量類(lèi)型的文字。矢量文字的優(yōu)點(diǎn)在于：每個(gè)字型都是使用數(shù)學(xué)公式來(lái)描述的，并使用光滑的曲線實(shí)現(xiàn)筆畫(huà)之間的連接。因此，將矢量文字用紋理來(lái)表達(dá)的話，只要預(yù)先設(shè)置的紋理分辨率滿(mǎn)足需求，那么對(duì)紋理面進(jìn)行縮放或改變用戶(hù)的視點(diǎn)時(shí)，都不會(huì)造成明顯的文字失真變形。?
矢量文字的處理首推著名的開(kāi)源跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)庫(kù)FreeType。這是一個(gè)專(zhuān)業(yè)的字體數(shù)據(jù)解析工具，可以解析TrueType, Type1等多種矢量字體格式，并通過(guò)統(tǒng)一的函數(shù)接口提供給用戶(hù)程序使用。FreeType本身不包含文字排版和圖形化顯示的功能，因此可以直接將它解析字體文件的結(jié)果應(yīng)用在OpenGL程序中。?
OpenCascade的文字顯示就用到了FreeType庫(kù)，將文字轉(zhuǎn)換成了矢量圖形，所以可以對(duì)其任意縮放，都不會(huì)影響其顯示質(zhì)量。且還支持Unicode的文字的顯示，當(dāng)然也包含中文的顯示。本文主要介紹在OpenCascade中顯示中文的注意事項(xiàng)，也介紹了OpenCascade中將文字轉(zhuǎn)換成TopoDS_Shape的功能。?
2. Render Chinese Text
OpenCascade在Draw Test Harness中有關(guān)于顯示文字的命令vdrawtext，顯示文字效果如下圖所示：?
Figure 2.2 Text in Draw Test Harness?
實(shí)現(xiàn)上圖的Tcl命令如下圖所示：?
Figure 2.2 Draw Text Tcl Command?
Figure 2.3 vdrawtext command?
從vdrawtext命令中可以看出，最后一個(gè)參數(shù)就是關(guān)于多字節(jié)字符串的顯示處理。輸入如下命令來(lái)顯示包含中文的字符串：
顯示結(jié)果如下所示：?
Figure 2.4 Render Chinese Text by vdrawtext command?
由圖可知，顯示結(jié)果不正確。找到vdrawtext命令實(shí)現(xiàn)部分的源代碼，實(shí)現(xiàn)代碼在文件VeiwerTest_ObjectCommands.cxx中，修改其字符串轉(zhuǎn)換算法后代碼如下所示：?
static
int
VDrawText (Draw_Interpretor& di, Standard_Integer argc,
const
char
**
argv)
{
//
Check arguments
if
(argc <
14
)
{
di
<<
"
Error:
"
<<argv[
0
]<<
"
- invalid number of arguments\n
"
;
di
<<
"
Usage: type help
"
<<argv[
0
]<<
"
\n
"
;
return
1
;
//
TCL_ERROR
}
Handle(AIS_InteractiveContext) aContext
=
ViewerTest::GetAISContext();
//
Create 3D view if it doesn't exist
if
( aContext.IsNull() )
{
ViewerTest::ViewerInit();
aContext
=
ViewerTest::GetAISContext();
if
( aContext.IsNull() )
{
di
<<
"
Error: Cannot create a 3D view\n
"
;
return
1
;
//
TCL_ERROR
}
}
//
Text position
const
Standard_Real X = Draw::Atof(argv[
2
]);
const
Standard_Real Y = Draw::Atof(argv[
3
]);
const
Standard_Real Z = Draw::Atof(argv[
4
]);
const
gp_Pnt pnt(X,Y,Z);
//
Text color
const
Quantity_Parameter R = Draw::Atof(argv[
5
])/
255
.;
const
Quantity_Parameter G = Draw::Atof(argv[
6
])/
255
.;
const
Quantity_Parameter B = Draw::Atof(argv[
7
])/
255
.;
const
Quantity_Color aColor( R, G, B, Quantity_TOC_RGB );
//
Text alignment
const
int
hor_align = Draw::Atoi(argv[
8
]);
const
int
ver_align = Draw::Atoi(argv[
9
]);
//
Text angle
const
Standard_Real angle = Draw::Atof(argv[
10
]);
//
Text zooming
const
Standard_Boolean zoom = Draw::Atoi(argv[
11
]);
//
Text height
const
Standard_Real height = Draw::Atof(argv[
12
]);
//
Text aspect
const
Font_FontAspect aspect = Font_FontAspect(Draw::Atoi(argv[
13
]));
//
Text font
TCollection_AsciiString font;
if
(argc <
15
)
font.AssignCat(
"
Courier
"
);
else
font.AssignCat(argv[
14
]);
//
Text is multibyte
const
Standard_Boolean isMultibyte = (argc <
16
)? Standard_False : (Draw::Atoi(argv[
15
]) !=
0
);
//
Read text string
TCollection_ExtendedString name;
if
(isMultibyte)
{
/*
eryar modified 20140817 11:11
const char *str = argv[1];
while ( *str || *(str+1)=='\x0A' || *(str+1)=='\x0B' || *(str+1)=='\x0C' || *(str+1)=='\x0D'
|| *(str+1)=='\x07' || *(str+1)=='\x08' || *(str+1)=='\x09' )
{
unsigned short c1 = *str++;
unsigned short c2 = *str++;
if (!c2) break;
name += (Standard_ExtCharacter)((c1 << 8) | c2);
}
*/
Resource_Unicode::ConvertGBToUnicode(argv[
1
], name);
}
else
{
name
+= argv[
1
];
}
if
(name.Length())
{
Handle(MyTextClass) myT
=
new
MyTextClass(name,pnt,aColor,hor_align,ver_align,angle,zoom,height,aspect,font.ToCString());
aContext
->
Display(myT,Standard_True);
}
return
0
;
}
主要當(dāng)是多字節(jié)字符串，使用Resource_Unicode::ConvertGBToUnicode()函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)字符串轉(zhuǎn)換，修改后仍輸入前面的命令，可以顯示中文字體了：?
Figure 2.5 Render Chinese Text by vdrawtext command?
綜上所述，結(jié)合Draw中的代碼可知，要在OpenCascade中顯示中文，需要注意以下幾點(diǎn)：?
v 由于OpenCascade并沒(méi)有提供直接顯示文字的類(lèi)，都需要從AIS_InteractiveObject派生一個(gè)文字顯示類(lèi)，并重載有關(guān)函數(shù)Compute()；?
v 字符串轉(zhuǎn)換要使用Resource_Unicode::ConverteGBToUnicode()來(lái)將中文的字符串轉(zhuǎn)換為Unicode字符串；?
v 一定要選擇正確的中文字體，否則也是顯示不正確的。?
Figure 2.6 A Chinese Quote?
3. Convert Text to TopoDS_Shape
借助于TreeType庫(kù)OpenCascade可以將文字轉(zhuǎn)換成樣條并生成TopoDS_Shape，即三維文字效果，相關(guān)的draw命令是text2brep，生成效果如下圖所示：?
Figure 3.1 3D Text in Draw Test Harness?
生成上述效果的Tcl腳本如下所示：
prism?text?text2d? 0 ? 0 ? 2 ?
vdisplay?text?
vsetdispmode? 1 ?
vfit?
??
4. Conclusion
OpenCascade使用FreeType來(lái)實(shí)現(xiàn)了文字的高質(zhì)量的顯示，因?yàn)槭鞘噶繄D形，所以任意縮放不影響文字的質(zhì)量。?
OpenCascade中顯示中文時(shí)，需要注意字符串轉(zhuǎn)換到Unicode時(shí)選擇正確的轉(zhuǎn)換函數(shù)，且要選擇正確的字體格式，即中文字體，本文中僅以仿宋SimSun為例。?
OpenCascade還可將文字轉(zhuǎn)換為T(mén)opoDS_Shape進(jìn)而可以顯示三維字體。?
綜上所述，可知FreeType庫(kù)的功能還是很強(qiáng)大的。?
5. References
1. 王銳，錢(qián)學(xué)雷，OpenSceneGraph三維渲染引擎設(shè)計(jì)與實(shí)踐，清華大學(xué)出版社?
2. 在OpenCasCade的2D窗口中顯示漢字的方法,?
http://www.cadcaecam.com/forum.php?mod=viewthread&tid=15444
3. OpenCascade Draw Test Harness code?
?
PDF Version: OpenCascade Chinese Text Rendering
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