LWJGL3で文字を描画する

この記事の内容は非推奨です。
無限にメモリを消費するし動作も遅いです。
同じような内容を実装したい場合、ビットマップフォントを用意し、切り取って使用するのが良いでしょう。

注意

この記事内に登場するコードはすべてMITライセンスで公開されています。
完成品はGithubで公開しているので、解説なんて必要ないという人はレポジトリへGo!

あとこの方法そこそこ高負荷なのでそのうち新しい記事を書こうと思ってます。

アプローチ

Graphicsを使用してBufferedImageに文字を描画し、それをテクスチャとして登録し、ポリゴンに張り付ける。

BufferedImage (ByteBuffer)の錬成

実際にはBufferedImageをByteBufferに変換します。

public static ByteBuffer getTextTexture(String text, Font font, Color fontColor) {

    //まずは描画後のテキストのサイズを取得します
    Canvas canvas = new Canvas();
    FontMetrics metrics = canvas.getFontMetrics(font);

    int width = metrics.stringWidth(text);
    int height = metrics.getHeight();
    int base = metrics.getAscent();

    //ここからBufferedImage錬成
    BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_4BYTE_ABGR)

    Graphics graphics = bufferedImage.getGraphics();

    //まず背景を透明化(この工程は必要ない可能性アリ)
    graphics.setColor(new Color(0, 0, 0, 0));
    graphics.fillRect(0, 0, width, height);

    //テキストを描画
    graphics.setFont(font);
    graphics.setColor(fontColor);
    graphics.drawString(text, 0, 0+base);

    //描画の終了を宣言
    graphics.dispose();

    //チャンネル数の取得?
    int c = bufferedImage.getColorModel().getNumComponents();

    //錬成した画像の情報を取得
    byte[] data = new byte[width * height * c];
    bufferedImage.getRaster().getDataElements(0, 0, width, height, data);

    //ByteBufferに変換
    ByteBuffer pixels = BufferUtils.createByteBuffer(data.length);
    pixels.put(data);

    //ポインターを最初に戻す
    pixels.flip();

    return pixels;
}

ByteBufferを登録する

わかりやすいように上の関数と分けてますが、くっつけても何の問題もないです。

public static int registerTextTexture(String text, Font font, Color fontColor) {

    //文字列のByteBufferを取得
    ByteBuffer pixels = getTextTexture(text, font, fontColor);

    //テクスチャのIDを確保
    int id = GL11.glGenTextures();

    //今からid番のテクスチャを操作すると宣言
    GL11.glBindTexture(GL11.GL_TEXTURE_2D, id);

    //ここから無駄なコード
    //テクスチャの登録には幅と高さの情報が必要なので、もう一度FontMetricsを生成する
    //もし上の関数と合成させるなら削除してok
    Canvas canvas = new Canvas();
    FontMetrics metrics = canvas.getFontMetrics(font);

    int width = metrics.stringWidth(text);
    int height = metrics.getHeight();

    //テクスチャの情報を送り込む
    GL11.glTexImage2D(GL11.GL_TEXTURE_2D, 0, GL11.GL_RGBA, width, height, 0, GL11.RGBA, GL11.UNSIGNED_BYTE, pixels);

    //細かい設定
    //テクスチャの繰り返しを抑制する
    GL11.glTexParameteri(GL11.GL_TEXTURE_2D, GL11.GL_TEXTURE_WRAP_S, GL12.GL_CLAMP_TO_EDGE);
    GL11.glTexParameteri(GL11.GL_TEXTURE_2D, GL11.GL_TEXTURE_WRAP_T, GL12.GL_CLAMP_TO_EDGE);

    //テクスチャの補完方法の設定
    GL11.glTexParameteri(GL11.GL_TEXTURE_2D, GL11.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL11.GL_NEAREST);
    GL11.glTexParameteri(GL11.GL_TEXTURE_2D, GL11.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL11.GL_NEAREST);

    //ここでテクスチャの操作を終わることを宣言
    GL11.glBindTexture(GL11.GL_TEXTURE_2D, 0);

    return id;
}

FontRendererクラスの作成

上のテクスチャをそのまま描画してもいいのだが、このままでは毎回ByteBufferの生成やTextureの生成が入ってコストが悪くなりそうだ。
一度生成したテクスチャはある程度キャッシュし、使いまわすようなクラスを作成する。

public class FontRenderer {

    //インスタンス化の抑制
    private FontRenderer() {}

    private static Map<String, Integer> cachedId = new HashMap<>();

    public static void render(String text, Font font, Color fontColor, int x, int y) {

        //キャッシュの確認
        if (cachedId.containsKey(text)) {
            int id = cachedId.get(text);
        } else {
            int id = registerTextTexture(text, font, fontColor);
            cachedId.put(text, id);
        }

        //画面のサイズを取得
        IntBuffer w = BufferUtils.createIntBuffer(1);
        IntBuffer h = BufferUtils.createIntBuffer(1);

        GLFW.glfwGetWindowSize(なんらかの方法でWindowHandleを取得する, w, h);

        int monitorWidth = w.get(0);
        int monitorHeight = h.get(0);

        //おなじみの無駄な処理
        Canvas canvas = new Canvas();
        FontMetrics metrics = canvas.getFontMetrics(font);

        int width = metrics.stringWidth(text);
        int height = metrics.getHeight();

        GL11.glBindTexture(GL11.GL_TEXTURE_2D, id);
        GL11.glPushMatrix();
        GL11.glMatrixMode(GL11.GL_MODELVIEW);
		GL11.glLoadIdentity();
		GL11.glTranslated(x+width/2, monitorHeight-y+height/2, 0);
		GL11.glMatrixMode(GL11.GL_PROJECTION);
		GL11.glLoadIdentity();

        GL11.glOrtho(0, monitorWidth, 0, monitorHeight, -10, 10);
		
		GL11.glViewport(0, 0, monitorWidth, monitorHeight);
		
		GL11.glColor4d(1, 1, 1, 1);

        GL11.glBegin(GL11.GL_TRIANGLE_STRIP);
		GL11.glTexCoord2d(0, 0);
		GL11.glVertex2d(-width / 2, height / 2);
		GL11.glTexCoord2d(0, 1);
		GL11.glVertex2d(-width / 2, -height / 2);
		GL11.glTexCoord2d(1, 0);
		GL11.glVertex2d(width / 2, height / 2);
		GL11.glTexCoord2d(1, 1);
		GL11.glVertex2d(width / 2, -height / 2);
		GL11.glEnd();
		
		GL11.glPopMatrix();
		
		GL11.glBindTexture(GL11.GL_TEXTURE_2D, 0);

    }

    public static clearCache() {
        cachedId.entrySet()
			.parallelStream()
			.forEach((entry) -> {
				GL11.glDeleteTextures(entry.getValue());
			});
		
		cachedId.clear();
    }

}

使用方法

FontRenderer.render("Hello World", new Font("Arial", Font.PLAIN, 12), new Color(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f), 10, 10);

注意点

• フォントをインスタンス化するときのサイズが反映されます。
• フォントのクラスはjava.awt.Fontです。

おまけ

テクスチャがなんか変な表示になるとき

GL11.glEnable(GL11.GL_TEXTURE_2D);

を呼んでいるか確認する。

※たまにGL_TEXTUREになっていたりする。

ColorBuilderクラス

毎回newするのがだるいとき

public class ColorBuilder {

    private ColorBuilder() {}

    public static Color of(float r, float g, float b, float a) {
        return new Color(r, g, b, a);
    }

    public static Color of(int r, int g, int b, int a) {
        return new Color(r, g, b, a);
    }
}